反滲透原理及運(yùn)用
起源:
反滲透,英文為Reverse Osmosis,它所描繪的是一個自然界中水分自然滲透過程的反向過程。早在1950年美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后吐出一小口的海水。他由此而產(chǎn)生疑問:陸地上由肺呼吸的動物是無法飲用高鹽份的海水,那為什么海鷗就可以飲用海水呢?這位科學(xué)家把海鷗帶回了實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嗉囊位置有一層薄膜,該薄膜構(gòu)造非常精密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法(Reverse Osmosis 簡稱 R.O)的基本理論架構(gòu)。
工作原理:
對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜,一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動,這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時,濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個壓差,此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì),即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時,溶劑的流動方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反,開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動,這一過程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動,是一種在壓力驅(qū)動下,借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法,它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮,其中普遍的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中,用反滲透技術(shù)將原水中的無機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除,以獲得高質(zhì)量的純凈水。
技術(shù)指標(biāo):
1、脫鹽率和透鹽率
脫鹽率——通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。
透鹽率——進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。
脫鹽率=(1–產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量)×100%
透鹽率=100%–脫鹽率
膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定,脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度,脫鹽層越致密脫鹽率越高,同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定,對高價離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以超過99%,對單價離子如:鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低,但也超過了98%;對分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過到98%,但對分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。
2、產(chǎn)水量(水通量)
產(chǎn)水量(水通量)——指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能,即單位時間內(nèi)透過膜水量,通常用噸/小時或加侖/天來表示。
滲透流率——滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率,通常用加侖每平方英尺每天(GFD)表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快,加劇膜污染。
3、回收率
回收率——指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定,是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的。
回收率=(產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量)×100%.
應(yīng)用:
反滲透是60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)高新膜分離技術(shù),早使用于美國太空人將尿液回收為純水使用。醫(yī)學(xué)界還以反滲透法的技術(shù)用來洗腎(血液透析)。反滲透膜可以將重金屬、農(nóng)藥、細(xì)菌、病毒、雜質(zhì)等*分離。整個工作原理均采用物理法,不添加任何殺菌劑和化學(xué)物質(zhì),所以不會發(fā)生化學(xué)變相。并且反滲透膜并不分離溶解氧,所以通過此法生產(chǎn)得出的純水是活水,喝起來清甜可口。如今反滲透已廣泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫(yī)藥用純水、飲用蒸流水、太空水的生產(chǎn),還應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)工程。我公司生產(chǎn)的反滲透裝置,以進(jìn)口的復(fù)合膜組件為主,輔以多級離心泵、不銹鋼高壓管路、閥門、儀表、電器控制系統(tǒng)等組成。