反渗透是怎么回事
① 反渗透系统的概念是什么
反渗透系统基本组成部分
1)原水供水单元:原水可能是自来水、地下水、水库水或其它水源,但一般反渗透系统都有一个储水槽。在系统设计时要考虑避免二次污染,防止沙土、灰尘等机械杂质污染和发酵、水藻等生物污染的发生。
2)预处理系统:针对原水得水质指标和水源特点,设置合理的预处理系统,保证经过预处理的水质能够达到反渗透系统对于COD、SDI、余氯和LSI等的要求。对于一定的原水,不同的预处理工艺和污染因子去除效果会影响到反渗透膜元件类型、数量和系统参数的选择。在目前越来越多的反渗透系统被用于地表水和回用污水的情况下,为了保证系统性能和和效率,推荐优先选用膜法预处理(超滤/微滤)。请参考本书卷首较为详细的“美国海德能公司反渗透纳滤设计导则”。
3)高压泵系统:高压泵系统的压力(扬程)和流量的选择主要依据运行海德能设计软件IMSdesign的模拟计算结果。为了保证系统的安全可靠,在实际选型时,可以在计算结果推荐选型的基础上提高10%扬程和流量规格。反渗透高压泵要求使用性能高度稳定的耐腐蚀泵。泵系统一般由给水泵和高压泵组成,给水泵加在保安过滤器之前,用于高压泵供水和低压冲洗。在高压泵出口一般要安装手动调压阀和慢开电动阀。手动调压阀用于调节泵的出力,电动阀可以防止高压泵启动时发生水锤现象。
4)RO膜单元:RO膜单元由压力容器、膜元件、管道和浓水阀门等组成,是反渗透系统的核心。本章内容主要针对RO膜单元的设计,包括参数选择、流程配置、膜元件选型、膜元件数量和排列的选择以及设计方案的评价和优化等。
5)仪表和控制系统:为了装置能够安全可靠地运行、便于过程监控,一般要配备温度表、pH计、压力表、流量计、电导率表、氧化还原电位计等仪表。反渗透系统的运行和监控由PLC、仪表、计算机系统和工艺模拟流程模拟屏执行,同时设有手动操作按钮和控制室操作按钮,系统具有联锁保护功能及报警指示功能。请参考本书第七章及第十三章相关内容。
6)产水储存单元:产水储槽(罐)主要考虑防止二次污染,容积和配置取决于后续工艺要求及用水量调节需要,在产水储存单元的设计中要考虑防止发生背压。
7)清洗单元:用于膜的化学清洗和消毒灭菌处理,具体设计参考第八章“污染与清洗”。
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② 反渗透的工作原理是什么意思
当把相同体积的稀溶液和浓液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。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。
工作原理
对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质量的纯净水。
③ 反渗透系统是什么原理
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:
N=Kh(Δp-Δπ)
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:
π=iCRT
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。
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。
氢键理论
在醋酸纤维素中,由于氢键和范德华力的作用,膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域,而大分子之间完全无序的为非晶相区域,水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方,水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了第一层水分子后,会引起水分子熵值的极大下降,形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里,结合水的占有率很低,在孔的中央存在普通结构的水,不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水,并以有序扩散方式迁移,通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。
在压力作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键,而原来水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键,于是通过一连串的氢键形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能够畅通流出膜外。
④ excel反渗透是什么意思
一级反渗透:就是原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器回→精密过滤器答→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→微孔过滤器→用水点。。。双级反渗透就是第一级反渗透的透过水经调整PH值后,再由第二级高压泵送进第二级反渗透系统处理,从而获得透过水的过程。
⑤ 净水器反渗透是什么意思
净水器反渗透是一种过滤技术,简单解析就是更好的过滤水,而且过滤后的水更加洁净。专业来解释反渗透的意思,在有一定离子浓度的水中(如原水)施以比自然 渗透压力更大的压力,使渗透向相反的方向进行,把原水中的水分子压到膜的一边,变成洁净水,从而达到除去水中离子的目的。
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。
反渗透净水机是一种集微滤、吸附、超滤、反渗透、紫外杀菌、超纯化等技术于一体,将自来水直接转化为超纯水的装置。
(5)反渗透是怎么回事扩展阅读:
1、进水压力对反渗透膜的影响
进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。
2、进水温度对反渗透膜的影响
反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感,随着水温的增加水对通量也线性的增加,进水水温每升高1℃,产水量就提升2.5%-3.0%;(以25℃为标准)。
3、进水PH值对反渗透膜的影响
进水PH值对产水量几乎没有影响,面对脱盐率有较大影响。PH值在7.5-8.5之间,脱盐率达到最高。
4、进水盐浓度对反渗透膜的影响
渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。
⑥ 反渗透技术是什么有什么特点
反渗透技术是世界上世纪六十年代后期开始应用的一项新技术。反渗透(RO)亦称逆渗透,主要由高压泵和反渗透膜两部分组成。在足够高压力的情况下,除水分子外、水中其他矿物质、有机及各种离子几乎都被拒之于膜外,并被高压水流冲出。
它已成为现代纯水、高纯水制备、海水淡化、苦咸水淡化及其他行业分离工程中重要的技术设备。电渗析技术从五十年代确立以来,在工程技术应用过程中迅速崛起,在海水淡化苦咸水脱盐、海水浓缩制盐、废水处理以及食品、医药、电子、电力等行业中所起的作用与日俱增。它以许多出色的应用实例,证实了其在技术上的先进性以及其他分离方法所不能替代的若干优异的特点.
1、 耗能低,经济效益显著。实践证明将2000-5000mg/L的苦咸水脱盐至5000mg/L的饮用水是最经济的。
2、系统应用灵活,操作维修方便根据不同的条件要求,可以灵活地采用不同形式的系统设计,并联可增产水量,串联可提高脱盐率,循环或部分循环可缩短工艺流程。在运行过程中,控制电压、电流、浓度、流量、压力与温度几个主要参数,可保证稳定运行。
3、 不污染环境。
4、 使用寿命长。膜一般可用3-5年,电极可用7-8年,隔板可用15年左右。
5、 原水率高。海水、高浓度苦咸水回收率可达到60%以上。一般苦咸水回收率可达65%-80%。
⑦ 现在家用反渗透净水器的工作原理是怎么回事
反渗透是一种以高于渗透压的压力作为推动力,利用选择性膜只能透过水而不能专透过溶质的选择透属过性,从水体中将水分子与溶质相分离的过程。
反渗透净水器的核心元件是RO膜,是用特定的高分子材料制成的,具有选择性能的薄膜。它的工作原理是对水施加一定的压力,使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜,而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属),有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜,从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开;反渗透膜上的孔径只有0.0001 微米,而病毒的直径一般有0.02-0.4微米,普通细菌的直径有0.4-1微米,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生活、有机物等。
⑧ 净水器反渗透是什么意思呢
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。
反渗透膜的性能是影响反渗透过程效率的决定因素,反渗透膜的研制一直是国内外膜领域的研究热点。特别是近年来,石墨烯、碳纳米管等新型材料展现出优异的水传递行为,成为新型反渗透膜材料的研究热点。
(8)反渗透是怎么回事扩展阅读
净水器的选购要点
1、 是否有产品卫生许可批件。
用户购买净水器时必须认识产品质量的重要性。生活饮用水卫生监督管理办法规定;取得上级卫生监督部门的卫生许可证,经过技术监督部门鉴定,符合国家的《生活饮用水水质标准》。
2、选购合适的滤芯至关重要。
第一代净水器主要通过活性炭、陶瓷等简单过滤,容易滋生细菌,污染水源,达不到洁净水源的效果;第二代净水器使用了各种人工高分子膜过滤,对去除水中有害物效果显著,但它致命的缺陷是过滤掉了对身体有利的微量元素。
第三代净水器采用的是纳米微晶滤芯技术,很好的解决了第二代净水器的缺陷,过滤掉了水中有害物质及重金属等。所以大家选择净水器时,一定要问清采用的过滤技术以及滤料,看是否满足自己的使用需求。
3、、是否具有安全有效的杀菌技术。
净水设备采用两种方式杀菌,一是添加消毒剂,消毒剂能杀死一部分细菌,但消毒剂中含有微量危害人体健康的化学成份;二是紫外线杀菌,因为紫外线杀菌安全、高效,可以快速杀死几乎所有细菌;并且紫外线杀菌采用物理原理杀菌,不需任何化学剂,不会对人体有副作用。
⑨ 反渗透是什么原理
反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压
的压力下,借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分
离,从而达到纯净水的目的。反渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚合纤维素组成的。它
的孔径为0.1纳米-1纳米,即一百亿分之一米(相当于大肠杆菌大小的千分之一,病毒的百
分之一)。
工作原理
反渗透亦称逆渗透(RO)。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。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,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
特点 常温条件下,可以对溶质和水进行分离或浓缩,因而能耗低; 杂质去除范围广,可去除无机盐和各类有机物杂质; 较高的水回用率; 分离装置简单,容易操作和维修。
应用范围:
太空水、纯净水、蒸馏水等制备; 酒类制造及降度用水; 医药、电子等行业用水的前期制备; 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐软水; 海水、苦咸水淡化; 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术,30年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济的各个领域。