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关 键 词:二手反渗透水处理5吨
行 业:化工 化工机械设备 化工反应设备
发布时间:2020-12-15
反渗透
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
中文名 反渗透 外文名 reverse osmosis 别 称 逆渗透 表达式 N=Kh(Δp-Δπ) 应用学科 物理化学 适用领域范围 海水、苦咸水的淡化;水的软化处理 机理模型 优先吸附毛细孔模型等
目录
1 定义
2 基本原理
3 水处理应用
4 研究进展
定义
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。
反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为:
式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。
稀溶液的渗透压π为:
式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。
反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。
反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。
渗透反渗透对比
渗透反渗透对比
基本原理编辑
把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压,渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度,与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。
溶解-扩散模型
Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜,并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为:第一步,溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;第二步,溶质和溶剂之间没有相互作用,他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层;第三步,溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。
在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,一般假设第一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于第二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性,使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于扩散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。
优先吸附—毛细孔流理论
当液体中溶有不同种类物质时,其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质,可使其表面张力减小,但溶入某些无机盐类,反而使其表面张力稍有增加,这是因为溶质的分散是不均匀的,即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同,这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时,若膜的化学性质使膜对溶质负吸附,对水是优先的正吸附,则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下,将通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。
键理论
水在纤维素膜中的传递
水在纤维素膜中的传递
纤维素(一种半透膜材料)是一种具有高度有序矩阵结构的聚合物,它具有与水或醇等溶剂形成键的能力,如图所示。盐水中的水分子能与纤维素半透膜上的羰基形成键。在反渗透压力推动的作用下,以键结合进入纤维素膜的水分子能够由第一个键位置断裂而转移到另一个位置形成另一个键。这些水分子通过一连串的形成键和断裂键而不断移位,直至离开膜的表皮层而进入多空性支撑层后,就很快地源源流出淡水。 [1]
机理模型
统一的“干闭湿开”反渗透机理模型,有几个经典模型:
1.优先吸附毛细孔模型:弱点干态膜电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。
2.溶解扩散模型:不认为有孔。
3.干闭湿开模型:上个世纪80,90年代,解释1和2模型的统一的现代贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。即
膜干时,膜孔收缩致密,孔隙闭合,电镜下看不到制成干态备镜检的干膜;
膜湿时,膜材料溶胀,膜的孔隙被溶剂溶胀,孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
水处理应用编辑
与其他传统分离工程相比,反渗透分离过程有其独特的优势:(1)压力是反渗透分离过程的主动力,不经过能量密集交换的相变,能耗低;(2)反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂,运行成本低;(3)反渗透分离工程设计和操作简单,建设周期短;(4)反渗透净化效率高,环境友好。因此,反渗透技术在生活和工业水处理中已有广泛应用,如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。
海水和苦咸水淡化
20世纪60年代以来,反渗透脱盐已成为一种获取饮用水的重要途径,是解决淡水资源紧缺的一种有效方法。目前,反渗透脱盐技术主要应用在两个方面:海水淡化和苦咸水脱盐。
全世界海水淡化装置中约有30%是利用反渗透技术实现的,通过反渗透膜可除去海水中99%以上的盐离子, [2] 得到可饮用的淡水。以色列的反渗透海水淡化技术比较领先,2005年阿什克伦建造了当时世界上大的反渗透海水淡化装置,产水量为3.3×105m3·d-1,占到以色列全部水需求量的15%,产水成本约为0.53美元·m-3。我国大的反渗透海水淡化站位于大连市长海县。
苦咸水在我国北方地区分布较为广泛,含盐离子较多,可通过反渗透技术进行除盐淡化处理,达到饮用水标准。马莲河流域示范工程利用马莲河上游环江苦咸水资源,采用反渗透膜技术,建立1000m3·d-1苦咸水淡化工程,出水水质达到国家生活饮用水卫生标准,有效解决了环县城区5万居民饮水问题。何绪文、姚永毅、孙魏等均对苦咸水进行过反渗透处理的实验研究,系统脱盐率>95%,出水水质优于国家饮用水标准。
海水和苦咸水淡化是反渗透技术的传统应用领域,目前存在的问题仍然是操作压力偏高,能耗较大,另外海水中的Cl-对反渗透膜也有较大的污染,阻碍了反渗透技术在该领域的进一步推广。目前,低压、低能耗、抗污染、抗氧化的反渗透膜正在积极的研发之中,以便从根本上解决现在存在的问题。
纯水和超纯水的制备
反渗透+混床水处理技术改进了原来的全离子交换制水工艺,运行期间,产水增加,水质改善,大幅度降低了制水成本。此外,许多科研人员均对反渗透+电去离子法制取纯水进行了实验研究,达到了预期结果,证实了反渗透+电去离子法制取高纯水的可行性。通过控制反渗透的级数可制取不同纯度脱盐水。随着反渗透级数的增加,脱盐水的纯度提高,但是出水量减少,水利用率降低,因此,反渗透装置连用一般不会超过二级,通常将反渗透与电去离子技术联用,不仅克服了反渗透出水不能彻底除盐的不足,还可以提高电去离子装置的进水水质,防止电去离子设备损坏,提高整体净水效果。
工业废水处理
工业废水处理是除脱盐和纯水的制备领域外,反渗透技术应用多的一个领域。工业废水处理具有降低生产成本,保护环境,实现废水资源化等多重意义。由于反渗透膜对进水要求较高,运用反渗透技术对废水进行深度处理时,往往还要结合沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH调节等预处理工艺。
重金属废水处理
反渗透技术在重金属废水处理中应用较早,国内外均对此进行了大量的研究。早在20世纪70年代,反渗透技术已经在电镀废水处理中有所应用,主要是大规模用于镀镍、铬、锌漂洗水和混合重金属废水的处理。
膜分离技术浓缩电镀镍漂洗水,镍离子的截留率大于99%,经一级纳滤和两级反渗透浓缩后,浓缩液中镍离子浓度达到50g·L-1,透过液可经处理后再次回用。张连凯对印制电路板加工酸洗车间产生的重金属废水调节pH至中性后采用超滤+反渗透工艺进行中试,反渗透系统对Cu2+和溶解性总固体的去除率分别为99.9%和98.9%。
印染废水处理
印染纺织废水不仅色度高、水量大,而且成分十分复杂,废水中含有染料、浆料、油剂、助剂、酸碱、纤维杂质以及无机盐等,染料结构中还含有很多较大生物毒性的物质,如和胺类化合物以及铜、铬、锌、砷等重金属元素,如不经处理直接排放,必将对环境造成严重污染。
超滤+反渗透
RO水处理系统
RO水处理系统也称反渗透水处理系统,是六十年代发展起来的一种膜分离技术,其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜,水中的溶剂由低浓度向高浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的,由于它于自然界的渗透方向相反,因而称它为反渗透。反渗透水处理系统可以去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98%以上的溶解性盐类。该方法具有运行成本低,操作简单,自动化程度高,出水水质稳定等特点。与其他传统的水处理方法相比具有明显的优势,广泛运用于水处理相关行业。
中文名 RO水处理系统 别 称 反渗透水处理系统
目录
1 原理
? 技术工艺
? 发展
2 优势
3 应用
4 问题解决方案
? 操作压力问题
? 膜污染问题
? 浓水处理问题
原理编辑
RO(Reverse Osmosis)是利用RO膜的选择性,以膜两侧静压差为动力,克服溶剂(通常是水)的渗透压,允许溶剂通过而截留离子物质,对液体混合物进行分离的膜过程。进行RO分离过程有2个必要条件:一是外加压力必须大于溶液的渗透压力(操作压力一般为1.5~10.5MPa);二是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜。RO膜表面微孔孔径一般小于1nm,对绝大部分无机盐、溶解性有机物、溶解性固体、生物和胶体都有很高的去除率。 [1]
技术工艺
RO膜自身对进水的pH、温度以及特定的化学物质比较敏感,进水的水质严格要求pH值范围4~10,温度<40℃,淤泥密度指数SDI<5,游离氯<0.1mg·L-1,浊度<1,含铁量<0.1mg·L-1等。为了满足RO膜进水要求,原水在进入RO膜系统之前首先要进行预处理(沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH调节等),然后经加压泵加压进入膜组件,在压力的作用下原水透过RO膜成为产水,而无机盐、有机物及微粒等被RO膜截留在膜的另一侧形成浓液。根据具体工艺的需求,浓液可被回收利用或者再处理。RO可以与超滤、纳滤等膜装置连用,组成集成膜装置。 [2]
发展
RO膜的发展大致经历了3个阶段。目前,我国常用的RO膜材料主要有纤维素膜(CA膜)、芳香聚酰胺膜(PA膜)和壳聚糖膜(CS膜)这3类。CA膜是运用早的膜材料,无臭、无味、无毒,对光稳定,吸湿性强,但是CA膜的化学稳定性、热稳定性、压密性较差,而且易降解。PA膜是工业上常用的RO膜,具有物化稳定性,耐强碱、油酯、有机溶剂,机械强度好等优点,但是PA膜具有带电性,水中颗粒易在膜表面沉积,形成膜污染,缩短使用寿命。CS膜是天然高分子膜材料,无毒、无副作用,能抗菌,碱土金属离子的脱除能力强,是更优越的硬水软化的RO膜,是一种极有潜力的膜材料,在国际受到极大的关注。
RO膜的新发展包括无机膜、杂化膜和新型有机膜。理论上,无机膜离子截留性能很高,但成本高,制备条件苛刻,不利于工业化应用;杂化膜融合了有机材料与无机材料的优点,在提高膜分离性能及抗污染方面有很好的应用前景,具有很大的发展潜力,有待进一步的理论研究;新型有机膜的制备还在初级阶段,主要目的是改善膜通量及化学稳定性,目前仍未获得突破性进展。
优势编辑
在水处理中的应用
与其他传统分离工程相比,RO分离过程有其独特的优势:
(1)压力是RO分离过程的主动力,不经过能量密集交换的相变,能耗低;
(2)RO不需要大量的沉淀剂和吸附剂,运行成本低;
(3)RO分离工程设计和操作简单,建设周期短;
(4)RO净化效率高,环境友好。因此,RO技术在生活和工业水处理中已有广泛应用,如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。 [3]
应用编辑
海水和苦咸水淡化
20世纪60年代以来,RO脱盐已成为一种获取饮用水的重要途径,是解决淡水资源紧缺的一种有效方法。目前,RO脱盐技术主要应用在两个方面:海水淡化和苦咸水脱盐。
全世界海水淡化装置中约有30%是利用RO技术实现的,通过RO膜可除去海水中99%以上的盐离子,得到可饮用的淡水。以色列的RO海水淡化技术比较领先,2005年阿什克伦建造了当时世界上大的RO海水淡化装置,产水量为3.3×105m3·d-1,占到以色列全部水需求量的15%,产水成本约为0.53美元·m-3。我国大的RO海水淡化站位于大连市长海县,日产淡水1000m3,淡水成本6元·m-3。
苦咸水在我国北方地区分布较为广泛,含盐离子较多,可通过RO技术进行除盐淡化处理,达到饮用水标准。马莲河流域示范工程利用马莲河上游环江苦咸水资源,采用RO膜技术,建立1000m3·d-1苦咸水淡化工程,出水水质达到国家生活饮用水卫生标准,有效解决了环县城区5万居民饮水问题。杭州湾新区水厂]采用了超滤及RO组合设备处理当地水库的高盐水,投入运行1年多来出水水质稳定,符合国家饮水水质标准。何绪文、姚永毅、孙魏等均对苦咸水进行过RO处理的实验研究,系统脱盐率>95%,出水水质优于国家饮用水标准。
海水和苦咸水淡化是RO技术的传统应用领域,目前存在的问题仍然是操作压力偏高,能耗较大,另外海水中的Cl-对RO膜也有较大的污染,阻碍了RO技术在该领域的进一步推广。目前,低压、低能耗、抗污染、抗氧化的RO膜正在积极的研发之中,以便从根本上解决现在存在的问题。 [3]
纯水和超纯水的制备
清华紫光古汉集团衡阳制药厂采用RO+混床水处理技术改进了原来的全离子交换制水工艺,运行期间,产水增加,水质改善,大幅度降低了制水成本。此外,许多科研人员均对RO+电去离子法制取纯水进行了实验研究,达到了预期结果,证实了RO+电去离子法制取高纯水的可行性。
通过控制RO的级数可制取不同纯度脱盐水。随着RO级数的增加,脱盐水的纯度提高,但是出水量减少,水利用率降低,因此,RO装置连用一般不会超过二级,通常将RO与电去离子技术联用,不仅克服了RO出水不能彻底除盐的不足,还可以提高电去离子装置的进水水质,防止电去离子设备损坏,提高整体净水效果。
工业废水处理
工业废水处理是除脱盐和纯水的制备领域外,RO技术应用多的一个领域。工业废水处理具有降低生产成本,保护环境,实现废水资源化等多重意义。由于RO膜对进水要求较高,运用RO技术对废水进行深度处理时,往往还要结合沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH调节等预处理工艺。 [3]
1、重金属废水处理
RO技术在重金属废水处理中应用较早,国内外均对此进行了大量的研究。早在20世纪70年代,RO技术已经在电镀废水处理中有所应用,主要是大规模用于镀镍、铬、锌漂洗水和混合重金属废水的处理。
MohsenNiaa加入Na2EDTA对Cu2+和Ni2+离子进行螯合作用,然后通过RO过滤,对Cu2+和Ni2+的离子截留率可以提高至99.5%。Covarrubias、Bo-dalo等采用RO膜处理制革废水,结果表明,RO膜对皮革工业废水中的铬和有机物有很高的去除率。
长沙力元新材料股份有限公司采用膜分离技术浓缩电镀镍漂洗水,镍离子的截留率大于99%,经一级纳滤和两级RO浓缩后,浓缩液中镍离子浓度达到50g·L-1,透过液可经处理后再次回用。张连凯对印制电路板加工酸洗车间产生的重金属废水调节pH至中性后采用超滤+RO工艺进行中试,RO系统对Cu2+和溶解性总固体的去除率分别为99.9%和98.9%。
2、印染废水处理
印染纺织废水不仅色度高、水量大,而且成分十分复杂,废水中含有染料、浆料、油剂、助剂、酸碱、纤维杂质以及无机盐等,染料结构中还含有很多较大生物毒性的物质,如和胺类化合物以及铜、铬、锌、砷等重金属元素,如不经处理直接排放,必将对环境造成严重污染。
曾杭城应用超滤+RO双膜技术处理印染废水,超滤能够有效地去除废水中大分子有机物,降低浊度,使进水水质达到RO膜的要求,经RO处理后,有机物和盐的去除率可分别达99%和93%以上,产水化学需氧量小于10mg·L-1,电导率小于80μS·cm-1,产水满足大部分印染工艺用水标准。钟璟采用中空纤维超滤膜和RO技术处理羊毛印染废水,操作压力为0.1MPa,流速为1500L·h-1的条件下,色度、含盐量等指标均有显着的降低,COD值、色度达标排放。
3、电厂循环废水处理
电厂循环冷却水系统对水的消耗量很大,占到纯火力发电厂用水的80%,热电厂用水的50%以上,对循环排放水进行回收处理,产水作为循环补充水或锅炉补给水系统的水源,不仅防止了对环境造成污染,还可以有效节约水资源,降低生产成本。
北京京丰天然气燃机联合循环电厂采用超滤+RO技术联合操作对电厂循环排污水进行处理,投运以来,RO系统运行良好,产水量68m3·h-1,电导率小于35μS·cm-1,脱盐率高于97%。邯郸钢铁集团有限责任公司电厂脱盐水站同样采用双膜法水处理工艺,经过超滤+二级RO+混床处理后的精脱盐水可供电厂锅炉及干熄焦使用,日产精脱盐水15000t。此外,郭青[39]在临沂发电有限公司,对超滤-RO组合工艺处理循环冷却排污水做了现场试验,RO系统各段运行压力平稳,产水满足回用的要求。陈颖敏采用连续微滤+RO技术对循环排污水进行预除盐,RO系统脱盐率达98%以上。
4、化工废水处理
采用离子交换法生产K2CO3的生产过程中,会产生大量的NH4Cl废水,为了节约用水和彻底解决NH4Cl废水排放问题,张继臻采用选择离子交换、RO膜分离和低温多效闪蒸相结合的方法,将低浓度NH4Cl废水进一步浓缩回收,使废水由达标排放转变为全部回收利用,达到零排放。
石油
反渗透水处理设备
反渗透水处理设备,选择国外着名厂商的配件,采用多级预过滤、反渗透、核子级混床树脂纯化、双波长紫外线消解等国外先进处理技术和本公司独特的工艺设计,确保产品卓越的性能及其稳定性。实验室超纯水机整机一体化设计,集预处理系统、RO系统、超纯水系统、后处理系统于一体,易于操作、维护。还可以根据用户需要轻松实现功能升级。
中文名 反渗透水处理设备 外文名 Reverse Osmosis 简 称 RO 类 型 高效节能技术
目录
1 制备原理
2 工作原理
3 预处理
4 反渗透
5 超纯化后
6 实验室
7 基本原理
8 技术介绍
9 注意事项
10 应用领域
11 系统优点
12 清洗保养
制备原理
反渗透水处理设备通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求,保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物(理论上)经济高效的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质,以满足不同用途的终水质指标要求。
工作原理编辑
反渗透是精密的膜法液体分离技术,在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力加于浓溶液侧时水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部份通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水;反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%,它们广泛用于工业纯水及电子超纯水制备,饮用纯净水生产,锅炉给水等过程,在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降底操作用水和废水的排放量。
预处理编辑
反渗透水处理设备的预处理系统通常由聚纤维(PP)过滤器和活性炭(AC)过滤器组成。对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。PP滤芯可高效去除原水中5μm以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物,保护后续过滤器,其特点是纳污量大, 价格低廉。AC活性炭滤芯可高效吸附原水中余氯和部分有机物、胶体,保护聚酰胺反渗透复合膜免遭余氯氧化。软化树脂可脱除原水中大部分钙离子,防止后续RO膜表面结垢堵塞,提高水的回收率。
反渗透编辑
反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)是以压力差为推动力的一种高新膜分离技术,具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点。反渗透膜“孔径”已小至纳米(1nm=10-9m),在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。在高于原水渗透压的操作压力下,水分子可反渗透通过RO半透膜,产出纯水,而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。
通常当原水电导率<200μS/cm时,一级RO纯水电导率≤5μs/cm,符合实验室三级用水标准。对于原水电导率高的地区,为节省后续混床离子交换树脂更换成本,提高纯水水质,客户可考虑选择二级反渗透纯化系统,二级RO纯水电导率约1~5μS/cm,与原水水质有关。 反渗透的原理作用:把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。
反渗透一般自来水或地下水经一级反渗透水处理设备处理后,产水电导率<10μS/cm,经二级反渗透水处理设备后产水电导率 <5μS/cm甚至更低,在反渗透水处理设备系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水,使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)是反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围。
超纯化后编辑
混床离子交换纯化柱
混床离子交换纯化柱由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按比例混合而成。阳离子交换树脂用其H+交换去除水中的阳离子,阴离子交换树脂用其OH-交换去除水中的阴离子,在混床树脂中被交换出来的H+和OH-结合生成H2O,因此混床离子交换纯化柱可用来深度去除RO纯水中尚存的微量离子。小型实验室超纯水器中的混床离子交换纯化柱通常为一次性使用。混床离子交换纯化柱采用原装进口核级混床树脂,其产水电阻率可18.2MΩ.cm。
EDI装置
连续电去离子EDI(Electrodeionization的缩写),是利用混床离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子,同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下分别透过阴阳离子交换膜而被连续去除的过程。这一新技术可以代替传统的离子交换(DI),产出10MΩ.cm以上的超纯水。EDI深度除盐的大优点是可长期稳定运行,无需用酸碱再生阴阳树脂,十分适合造水量100L/h以上的超纯水制备系统,水质稳定,并将大大降低运行成本,TOC也将更低更稳定。EDI装置通常的产水电阻率约15~18MΩ.cm。
除热原超滤膜
超滤除热原已广泛用于现代制药行业。超滤(Ultrafiltration,缩写“UF”)膜的孔径介于反渗透和微滤之间(约0.01~0.1μm),通常用小截留分子量来表示。除热原超滤膜采用截留分子量为5000道尔顿的聚砜膜,可彻底去除水中热原(其小分子量通常大于7000)及各类微生物。
紫外线杀菌灯
紫外线杀菌灯采用254nm波长的紫外线照射杀菌,可有效破坏微生物的DNA分子,使之形成TT两聚体而无法繁殖,是空气、水安全有效的常用灭菌方法。TOC紫外消解器采用可同时产生185nm/254nm双波长的紫外线灯管,其中185nm紫外线在空气中可产生臭氧而杀菌除味,在水中会产生氧自由基,可将纯水中微量有机物迅速氧化为CO2,达到去除TOC的目的。
终端过滤器
孔径0.22um的终端过滤器可彻底滤除细菌、真菌及孢子、树脂碎片及一切微米级污染物。终端过滤器形式有中空纤维式、PP桶过滤器、囊式过滤器、针头式滤器等,膜材质有聚、尼龙、聚偏等。
实验室编辑
HPLC、TOC分析、原子吸收光谱、离子色谱分析、质量光谱分析、微量金属测定、鉴定用溶量配制、微生物学分析、组织培养、样品稀释、鉴定用玻璃器皿洗涤、及TCEP和TCEI系列适用范围、DNA测序、PCR和电泳、试管培养抗体制取等。普通的定性分析、尿分析、组织检查、寄生虫检查、玻璃器具清洗:检查室的分析,微生物检查;各自动化设备的分析用水、冲洗用水、理化性分析,高精度仪器清洗;血液、血清检查,质谱分析、原子吸收等用水;AA、ICP细胞培养,气相色谱分析,组织培养基的配制等用水;低波长的HPLC、TOC、IC、GC/MS、IVF中的细胞培养,氨基酸分析,分子生物学实验,PCR、基因研究及细胞培养等用水。
基本原理
当纯水与盐水两种不同溶液被一半透膜间时,浓度较低的纯水会往盐水方面渗透,平衡状态所产生的液位差称为渗透压。如果在盐水面施加足够大的压力(即大于渗透压),此时水的流动方向相反,该现象称之为反渗透。(Reverse Osmosis)。
技术介绍
RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 RO膜过滤后的纯水电导率 5 s/cm, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤,出水电阻率可以达到18.2M .cm,超过国家实验室一级用水标准(GB682—92)。
注意事项
使用反渗透系统时,尤其应注意原水预处理。为了避免堵塞反渗透系统,原水应经预处理以消除水中的悬浮物,降低水的浊度;此外,还应进行杀菌以防微生物的孽生长大。 由于反渗透对原水中的悬浮物的要求很高,所以常用一种水质对受悬浮物污染情况的污染指数来对水质进行检测。此法实质上是测定反渗透系统受水中悬浮物的污堵的情况。进入反渗透系统水的污染指数以不大于5为宜,建议值一般小于3。预处理时还应该考虑到进水的pH值。各种半透膜都有其适宜的运行pH值,故需按反渗透膜的要求,调节进水的pH值。预处理时还应该考虑到进水的温度。膜的透水量是随水温的增高而增大的,但温度过高会加快纤维素膜的水解速度,且使有机膜变软,易于压实。所以,对于有机膜来说,通常将温度控制在约20—40℃范围内为宜,复合膜温度控制在约5—45℃范围内为宜。 反渗透膜分离技术是利用反渗透膜原理进行分离的,具体特点如下:
1、在常温不发生相变的条件下,可以对溶质和水进行分离,适用于对热敏感物质的分离、浓缩,并且与有相变化的分离方法相比,能耗较低。
2、反渗透膜分离技术杂质去除范围广。
3、较高的脱盐率和水回用率,可截留粒径几个纳米以上的溶质。
4、利用低压作为膜分离动力,因此分离装置简单,操作、维护和自控简便,现场安全卫生。
1.反渗透水处理设备的超滤过程为动态过程,膜不易堵塞,在常温、低压下运行,无相变,具有设备结构简单,操作方便等优势。
2.反渗透水处理设备的特征:反渗透是一种膜分离技术,其反渗透设备的原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜,水中的溶剂由高浓度向低浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的,由于它与自然界的渗透方向相反,因而称它为反渗透。该方法具有运行稳定、操作简单、自动化程度高、出水水质稳定等特点。
3.反渗透水处理设备技术工艺特点
(1)紫外线、臭氧功能使水质得到彻底净化。
(2)程序自控,产水稳定,操作简单,进口膜组件,确保水质。
(3)采用先进的反渗透、离子交换和超滤等技术以及PLC自动控制技术,在线仪表监测等先进工艺。
(4)先进的水质监测仪表,准确及时的对水质进行检测。
(5)适用于较大范围的原水水质,针对被分离或浓缩介质特性,选用不同膜材料、压力和脱盐率的进口反渗透膜。
4.反渗透水处理设备技术工艺应用领域:在电厂锅炉补给水处理、电子、半导体行业超纯水处理、化工及制行业的纯水处理、食品、饮料、饮用水水处理、海水、苦咸水淡化、冶金、轻工业、电镀及皮革等行业的废水处理等行业内得到了广泛应用。