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反渗透基础反渗透基础知识知识 膜分离技术膜分离技术 应用范围应用范围反渗透反渗透 反渗透膜工业应用的最大领域仍为反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补水大型锅炉补水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。用也形成了一定规模。学习内容膜简介膜简介定义定义专业术语专业术语膜的种类膜的种类膜分离技术特点膜分离技术特点典型膜过程典型膜过程反渗透反渗透超滤超滤膜膜 的的 简简 介介膜膜料液料液水水小分子小分子大分子大分子渗透液渗透液定义：定义：具有选择性分离的功能薄膜材料。具有选择性分离的功能薄膜材料。“2121世纪的多数工业中，膜技术扮世纪的多数工业中，膜技术扮演着战略的角色演着战略的角色”“谁掌握了膜技术，谁就掌握了谁掌握了膜技术，谁就掌握了2121世纪的未来世纪的未来”膜的定义膜的定义 无相变、低能耗无相变、低能耗 高效率、污染小高效率、污染小工艺简单、操作方便工艺简单、操作方便便于与其它技术集成便于与其它技术集成膜分离技术特点特点特点 膜的种类膜的种类根据根据膜的膜的材质材质固体膜固体膜液体膜液体膜根据根据材料材料来源来源天然膜天然膜合成膜合成膜无机材料膜无机材料膜有机高分子膜有机高分子膜根据根据膜的膜的结构结构多孔膜多孔膜致密膜致密膜离子交换膜离子交换膜渗析膜渗析膜微孔过滤膜微孔过滤膜超过滤膜超过滤膜反渗透膜反渗透膜渗透汽化膜渗透汽化膜气体渗透膜气体渗透膜根据根据膜的膜的功能功能沙或多介质沙或多介质滤筒滤筒完全过滤膜过程的一些术语 微滤微滤 0.110 m：细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等蛋白等超滤超滤 0.005 0.1 m：颜料、蛋白、多糖、大分子颜料、蛋白、多糖、大分子纳滤纳滤 0.00050.005 m：低聚糖、染料、多价离子低聚糖、染料、多价离子反渗透反渗透0.00010.001 m：电解质、大于电解质、大于100Da的有机溶质的有机溶质水、小于水、小于100Da的有机溶质的有机溶质 膜的适用范围膜的适用范围膜科学树形示意图典型膜应用过程典型膜应用过程反渗透反渗透渗透渗透 （osmosis）当利用当利用半透膜半透膜把两种把两种不同浓度不同浓度的溶液隔开时，浓度的溶液隔开时，浓度较低的溶液中的溶剂较低的溶液中的溶剂(如水如水)自动地透过半透膜流向浓度自动地透过半透膜流向浓度较高的溶液，直到化学位平衡为止的现象。较高的溶液，直到化学位平衡为止的现象。半透膜纯水盐水纯水盐水hA、渗透B、渗透平衡 若在膜的盐水侧施加压力，那若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的水通过膜的净流量等于净流量等于零零，这个压，这个压力称为力称为渗透压力。渗透压力。一种以高于渗透压力的力作为推动力，利用选择一种以高于渗透压力的力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从水性膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离过程。体中提取淡水的膜分离过程。纯水盐水P反渗透反渗透（reverse osmosis，RO）自然界中的渗透现象自然界中的渗透现象自然界中的反渗透现象自然界中的反渗透现象植物根部吸水植物根部吸水、腌制咸菜、腌制咸菜海鸥饮水海鸥饮水水中的杂质水中的杂质 离子类的离子类的 有机物有机物 酒精酒精 酮酮 醛醛 苯酚苯酚一般离子所带电荷与其渗透率有如下规律：一般离子所带电荷与其渗透率有如下规律：脱盐水工艺流程脱盐水工艺流程 是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质，使水澄清的过程，常用的滤度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质，使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等。料有石英砂，无烟煤，锰砂等。多介质过滤器多介质过滤器 主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达出水浊度可达3度以下。度以下。活性炭过滤器活性炭过滤器 在水质预处理系统中，活性炭过滤在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去除的器能够吸附前级过滤中无法去除的余氯余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低除作用，还具有降低COD的作用。可以的作用。可以进一步降低进一步降低RO进水的进水的SDI值，保证值，保证SDI5 TOC2.0ppm。保安过滤器保安过滤器保安过滤器又称精密过滤器，为了防保安过滤器又称精密过滤器，为了防止预处理中未能完全去除或新产生的悬止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和保护高压泵和反渗透膜反渗透膜，通常在反渗透进水前设置滤，通常在反渗透进水前设置滤芯式保安过滤器。一般采用孔径小于芯式保安过滤器。一般采用孔径小于10um，根据实际设计情况可设计为，根据实际设计情况可设计为5um或更低。或更低。工业应用的反渗透装置工业应用的反渗透装置卷式膜组件卷式膜组件卷式膜组件卷式膜组件卷式膜组件一个膜叶结构示意图卷式膜组件一个膜叶结构示意图该设备是以鼓风脱气方式除去该设备是以鼓风脱气方式除去水中游离二氧化碳的设备。水水中游离二氧化碳的设备。水从设备上部引入，经喷淋装置从设备上部引入，经喷淋装置喷洒，流过表面积大的填料，喷洒，流过表面积大的填料，空气自设备下部风口进入，逆空气自设备下部风口进入，逆向穿过填料层；水中的游离二向穿过填料层；水中的游离二氧化碳迅速地析出，自顶部排氧化碳迅速地析出，自顶部排除。在水处理系统中，一般设除。在水处理系统中，一般设置在阴离子交换器前面，只要置在阴离子交换器前面，只要选用合适，水经除碳后残留的选用合适，水经除碳后残留的二氧化碳小于二氧化碳小于5mg/L。除二氧化碳器除二氧化碳器混合离子交换器 混合离子器，简称混合离子器，简称“混床混床”，就，就是把阴、阳离子交换树脂放置在是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，在运行前将它同一个交换器中，在运行前将它们均匀混合，所以可看作是由无们均匀混合，所以可看作是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床，水中所含盐类的阴、级式复床，水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器，则被树脂阳离子通过该交换器，则被树脂交换，而得到高度纯水。交换，而得到高度纯水。超滤与反渗透装置超滤与反渗透装置