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話說反滲透
發(fā)布時(shí)間：
2021-06-23 16:22
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20世紀(jì)80年代反滲透膜技術(shù)已在歐美國(guó)家廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、生活用水的凈化處理, 20世紀(jì)90年代中后期反滲透膜技術(shù)開始在國(guó)內(nèi)得到大規(guī)模的應(yīng)用。
它主要集中用于電廠鍋爐補(bǔ)給水處理、食品醫(yī)藥用水處理和瓶裝飲用水處理，近年來新興的工業(yè)污水回用裝置和化工行業(yè)工藝用水都將反滲透膜技術(shù)作為核心工藝。
01 什么是反滲透
當(dāng)半透膜稀溶液側(cè)與濃溶液側(cè)壓力相同時(shí), 稀溶液中的水透過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)使?jié)馊芤簼舛冉档偷默F(xiàn)象稱為滲透。
此時(shí), 單位時(shí)間內(nèi)從稀溶液側(cè)透過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)的水分子數(shù)多于從濃溶液側(cè)透過半透膜進(jìn)入稀溶液側(cè)的水分子數(shù), 使得濃溶液濃度降低。
當(dāng)單位時(shí)間內(nèi), 從兩個(gè)方向透過半透膜的水分子數(shù)相等時(shí), 滲透即達(dá)到平衡。
若在濃溶液側(cè)外加一定的壓力, 恰好能使稀溶液側(cè)和濃溶液側(cè)的滲透達(dá)到平衡, 這個(gè)外加的壓力即稱為滲透壓。滲透壓的大小不僅取決于溶液系統(tǒng), 且與溶質(zhì)濃度及溫度有關(guān)。
若在濃溶液側(cè)的外加壓力超過了滲透壓, 則會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)從濃溶液側(cè)透過半透膜進(jìn)入稀溶液側(cè)的水分子數(shù)多于從稀溶液側(cè)透過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)的水分子數(shù), 此過程稱為反滲透。
反滲透膜技術(shù)的分離過程是利用半透膜只允許水通過而截留溶解固形物的性質(zhì), 以膜兩側(cè)的滲透壓差為推動(dòng)力, 使水從濃溶液側(cè)透過半透膜進(jìn)入稀溶液側(cè)從而實(shí)現(xiàn)濃溶液側(cè)溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離的膜過程。
因此,反滲透膜技術(shù)的分離過程應(yīng)具備如下條件：一是所用的半透膜應(yīng)具有滲透性高和選擇性高的特性, 二是半透膜兩側(cè)的凈壓差大于零。
02 反滲透膜結(jié)構(gòu)
反滲透膜片一般由三層結(jié)構(gòu)組成：無(wú)紡布、聚砜層、脫鹽層。對(duì)于一些特殊性能的膜元件，膜片表層會(huì)涂覆一層功能改性層。
03 反滲透膜技術(shù)的特點(diǎn)
能有效去除水中的離子、分子、有機(jī)膠體、細(xì)菌等，適合處理含鹽量較高的水質(zhì)
膜分離裝置簡(jiǎn)單且便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
具有較高的脫鹽率和水回用率
反滲透膜分離過程需在高壓下進(jìn)行, 因此工藝流程中要配備高壓泵與高壓管路
反滲透膜分離過程能耗低、無(wú)變相, 可在常溫下進(jìn)行, 因此可較好地用于熱敏感性物質(zhì)的分離和濃縮
為防止膜污染, 原水需進(jìn)行一定的預(yù)處理各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)后進(jìn)入反滲透膜分離裝置
分離過程中, 易產(chǎn)生膜污染, 因此需定期對(duì)膜進(jìn)行清洗
04 反滲透膜主要性能
反滲透膜元件性能的三大主要指標(biāo)是以特定給水壓為主要特征的產(chǎn)水通量、脫鹽率、膜壓降。
05 反滲透膜的應(yīng)用
海水淡化：反滲透海水淡化技術(shù)具有設(shè)備投資少、能量消耗低、建造周期短等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著淡水資源的日益匱乏，很多國(guó)家已經(jīng)將利用反滲透膜進(jìn)行海水淡化作為獲取淡水的重要途徑，以嚴(yán)重缺水的中東地區(qū)為典型。
時(shí)代沃頓SW系列海水淡化膜廣泛應(yīng)用于海水及高濃度苦咸水的處理，沙特阿拉伯某電廠自2019年起持續(xù)使用SW系列海淡膜，系統(tǒng)淡化海水超7600 m3/d。
苦咸水淡化：苦咸水一般指含鹽量在1000-15000mg/L的天然水、地表水、自流井水。由于含鹽量高，不能直接應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的生活飲用水，必須進(jìn)行淡化處理，才能加以利用。
純水和超純水制備：在工業(yè)用水方面，反滲透膜分離技術(shù)主要用來脫鹽、脫色和除雜。
生物制藥用水：從醫(yī)藥用純水的制備和蛋白質(zhì)酶、疫苗的分離、精制及濃縮等都是以高分子膜作為分離過程的核心組件。
時(shí)代沃頓衛(wèi)生型熱消毒反滲透膜元件VHD系列是針對(duì)制藥、食品行業(yè)使用巴氏消毒法需求開發(fā)的產(chǎn)品，產(chǎn)品獲得《涉及飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品衛(wèi)生許可批件》，同時(shí)符合美國(guó)FDA安全要求。
工業(yè)污水處理：反滲透膜廣泛應(yīng)用于電廠循環(huán)排放污水處理、印染廢水處理、重金屬?gòu)U水處理及礦場(chǎng)酸性廢水處理、垃圾滲濾液處理等，從而實(shí)現(xiàn)工廠污水近零排放。
市政污水處理：城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級(jí)或三級(jí)排放液為水源，用反滲透對(duì)它進(jìn)行最后的脫鹽，脫COD、BOD 以及微量有機(jī)物和重金屬離子的脫除，出水水質(zhì)可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
食品加工：主要用于奶制品、果汁、酒的加工。
家用凈水：主要用于各種家用純水機(jī)、醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室純水裝置等小型系統(tǒng)。
時(shí)代沃頓高水效Helixfil系列膜元件針對(duì)國(guó)家一級(jí)水效標(biāo)準(zhǔn)，專為高硬度、高含鹽量的復(fù)雜水質(zhì)設(shè)計(jì)。同時(shí)新推出的大通量膜元件ULP3113-1000、ULP3113-800滿足客戶對(duì)凈水通量的需求。
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