反渗透膜技术是
20
世纪
60
年代兴起的一门新型分离技术,
是目前最为先进的分离技术
之一,
应用广泛。反渗透是渗透的逆过程,它是以压力差为推动力的膜分离过程。
其原理是
在高于溶液渗透压的作用下,
依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
由
于反渗透膜的膜孔径非常小
(
仅为
10A
左右
)
,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、
微生物、
有机物等
(
去除率高达
97%-98%
)
。
反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱
盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。
定义
:反渗透是
60
年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使
溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程
.
反渗透的英文全名是
"REVERSE
OSMOSIS"
,缩写为
"RO
"
。
原理
:首先要了解
"
渗透
"
的概念,渗透是一种物理现象。当两种不同浓度盐类的水,如
用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水
中,而其中的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止。然而,要完成
这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透。但如果在含盐量高的水侧,施加一个压力,
其结果可以使上述渗透停止。如果压力再加大,可以使水向相反的方向渗透,而盐分剩下。
因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中
(
如原水
)
,施以比自然渗透压力更大的压
力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一边,
变成洁净的水,
从而达到
除去水中杂质、盐分的目的。
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。
技术特点
:
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。
应用:
1.
海水和苦咸水淡化
膜法脱盐在过去的
40
年里,已经发展成为一个获取饮用水的重要途径,为人类解决水
资源问题提供了一个有效途径
#
反渗透脱盐技术现在的应用主要有两大分支
:
海水淡化和苦
咸水脱盐。
反渗透海水淡化
(
SWRO
)
技术自上世纪
70
年代进入海水淡化市场后,发展十分迅速,
现在已经占全世界淡化水总产量的
44%
,世界上将近
80%
的海水淡化装置都采用的是反渗
透膜技术。
2.
纯水和超纯水的制备
纯水和超纯水是现代工业中一种十分重要的原材料,已被广泛应用于半导体、微电子、
电力、
化工和医药等领域。目前,利用反渗透膜技术生产超纯水的工艺已经很成熟,反渗透
膜能够有效地降低水的电导率和其中总溶解性固体的含量,
对大部分盐类成分的截留率超过
95%
,并且水通量大。
另外,
伴随着纯水制备工艺的不断进步,
传统的阳阴离子交换工艺逐渐被反渗透系统取
代,传统的混合离子交换则逐渐被电去离子
(
EDI
)
装置取代,最终发展成了反渗透
(RO
)-
电去
离子
(EDI)
脱盐系统,与传统方法相比,该系统具有出水质量高、连续生产、使用方便、无人值守、不用酸碱、不污染环境
$
占地面积小和运行经济等一系列优点,被称为“绿色”脱
盐系统。
3.
环保领域的各种废水处理
废水资源化具有开发淡水资源与保护环境双重目的。
除了脱盐与纯水的制备外,
反渗透
膜应用最多的就是在废水处理领域,
而且绝大多数是对废水的深度处理,
所以往往还要结合
其他的预处理工艺。此外,反渗透也开始应用于水中微量无机污染物
(
主要包括一些重金属
离子
)
和有机污染物的去除,以及一些工业生产废水的处理,例如制药废水石油化工废水和
炼钢废水等领域