反渗透系统.docx

反^透 （RO）系统一、膜技术基本概念膜分离物质世界是由原子、分子和细胞等微观单元构成的，然而这些很小的物质 单元总是以杂居共生，热力学第二定律揭示了微观粒子都会倾向于无序的混合状 态人们发明了过滤、蒸馏、萃取、电泳、层析和膜分离等分离技术来获取纯净 的物质膜分离技术的基础是分离膜分离膜是具有选择性透过性能的薄膜，某些 分子（或微粒）可以透过薄膜，而其它的则被阻隔这种分离总是要依赖于不同 的分子（或微粒）之间的某种区别，最简单的区别是尺寸，三维空间之中，什么 都有大上巨细，而膜有孔径当然分子（或微粒）还有其它的特性差别可以利用， 比如荷电性（正、负电），亲合性（亲油、亲水），深解性，等等按照阻留微 粒的尺寸大小，液体分离膜技术有反渗透（亚纳米级）、纳滤（纳米级）、超滤 （10纳米级）和微滤（微米和亚微米级），另外还有气体分离、渗透蒸发、电 渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程表-1主要的膜分离过程膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微滤多孔膜、溶液的 微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、 微粒子超滤脱除溶液中的胶 体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、 细菌、病毒、乳 胶、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐 类及低分子物压力差水、溶剂无机盐、糖类、 氨基酸、BOD、COD 等透析脱除溶液中的盐 类及低分子物浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、尿素、 尿酸、糖类、氨 基酸电渗析脱除溶液中的离 子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子 及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸 汽分离浓度差易透过气体不易透过气体＞薄膜复合膜＞薄膜复合膜由超薄皮层（活性分离层）和多孔基膜构成。

基膜一般是在多孔织 物支撑体上浇筑的微孔聚飒膜（即0.2 “m厚），超薄皮层是由聚酰胺和聚脲通过 界面缩合反应技术形成的＞薄膜复合膜的优点与它们的化学性质有关，其最主要的特点是化学稳定性，在 中等压力下操作就具有＞高水通量和盐截留率及抗生物侵蚀它们能在温度0 — 4O°C及pH2 —12间连续操作像芳香聚酰胺一样，这些材料的抗氯及其它氧化性物质的性能差第二部分：反渗透膜基本原理反渗透是在压力驱动下，水分子通过半透膜，而离子大部分被截留，从而 达到水、离子分离的过程半透膜半透膜是具有选择性透过性能的薄膜当液体或气体通过半透膜时，一些 组分透过，而另外一些组分被截留实际上半透膜对于任何组分都有透过性，只 是透过的速率相差很大在反渗透过程中，溶剂（水）的透过速率远远大于溶解 在水中的溶质（盐分）通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水以及浓 缩的盐溶液＞渗透与反渗透渗透是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程如果将一箱纯水用一张半透 膜垂直分为两部分，纯水与理想半透膜的两面以相同的温度和压力接触，在这样 的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生，因为在膜两侧的化学势完全相等如 果在其中一侧加入溶解性盐，盐溶液一边的化学势降低了。

纯水便会向盐溶液一 侧渗透，从而产生一个渗透流，直到化学势的平衡重新建立为止膜的物理和化 学性质决定了在传递过程中水比盐的优先地位二、 膜系统膜系统是指膜分离装置单元压力驱动膜系统主要由预处理系统、升压泵、 膜组件（压力容器和膜组件）、管道阀门和控制系统构成三、 影响膜性能的因素反渗透过程的主要指标是产水通量和脱盐率对于一定的膜组件，产水量 和脱盐率受到给水水质条件和系统运行参数的影响，最基本的给水水质因素有含 盐量（浓度）、温度和pH值等，运行参数有压力、给水流量和回收率等下面就 关于对产水量和脱盐率产生影响的各操作因子做一般论述给水浓度一定压力下当供给的原水浓度增高时，产水量就会减少这是因为供给水 的渗透压变高，有效压力降低的缘故脱盐率受浓度影响非常大通常浓度提高， 产水量就会降低的同时，脱盐率也会降低但是当非常低的浓度下，起初浓度增 加，脱盐率率也会稍许增加随后，随着浓度的不断增加脱盐率就变的低下温度的影响反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，水通量 也线性的增加，进水水温每升高1°C，产水通量就增加2.5%〜3.0%；其原因在 于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。

进水水温的升高同样会导致透盐率 的增加和脱盐率的下降，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而 加快pH的影响给水的pH值定义了它的酸碱性进水pH值对产水量几乎没有影响，而对 脱盐率有较大影响由于水中溶解的CO2受pH值影响较大，pH值低时以气态CO2 形式存在，容易透过反渗透膜，所以pH低时脱盐率也较低，随pH升高，气态 CO2转化为HCO3-和CO3 一离子，脱盐率也逐渐上升，在pH7.5〜8.5间，脱盐 率达到最高流量的影响在压力一定的条件下，进水流量降低时脱盐率和产水量都会下降一方面 由于压力不变而进水流量降低会增加系统的浓缩倍率，提高了下游的给水浓度， 渗透压会相应提高，从而降低了净推动压力，降低了产水量，盐浓度增加导致盐 透过增加，降低了脱盐率另一方面，降低进水流量等于膜表面线速度的降低， 增加了膜表面边界层厚度和边界层浓度，同样提高了渗透压和透盐速率回收率在压力一定情况下，回收率增高，膜面的浓差极化比也提高，有效压力则减 小，最终产水量减小，同时脱盐率也降低和上面提到的流量的影响相同膜系 统回收率的限制来自于两个方面，一个是存在渗透压的影响，另外一个同原水水 质也密切相关。

回收率增高时，溶解于溶液中的盐呈过饱和状态，会有盐及其它 溶质析出在膜面沉淀、结垢的可能，会对膜性能带来很大的危害四、反渗透系统的应用＞反渗透系统应用领域很广泛：（1）包括电力工业，如锅炉补给水；（2）电子 工业：半导体工业超纯水；（3）食品工业；（4）制药行业；（5）饮料工业； （6）化学工业：生产用水、废水处理；（7）饮水工程：超纯水制备、饮用水净 化；（8）石油化工：油田注入水、石化废水深度处理；（9）海水淡化：海岛地 区、沿海缺水地区、船舶、海水油田等生产生活用水；（10）环保领域：电镀漂 洗水中贵重金属、水的回收，实现零排放或微排放§。