膜法水处理技术反渗透和纳滤工艺过程设计理论讲解
反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
纳滤的设备选型
根据处理水量、水质和处理要求选择合适的纳滤膜型 号和规格。
选择合适的纳滤高压泵，满足系统压力和流量需求， 并确保泵的稳定性和可靠性。
选择高品质的纳滤膜组件，确保膜通量和分离效率高 、抗污染能力强。
考虑设备占地面积和安装方便性，选择合适的设备结 构和材质，以满足工艺流程设计要求。
纳滤膜具有高孔隙率和高透水性，且耐酸、碱、有机溶剂 ，对盐的分离效果较好，纳滤膜分离过程中无二次污染。
纳滤的工艺流程设计
原水进入纳滤系统前需进行预处理，去除悬浮物、硬 度、有机物等杂质，保护纳滤膜不受污染。
透过水透过纳滤膜进入产水罐，可直接使用或排放。
预处理后的原水进入纳滤高压泵，通过压力差推动水 分子透过纳滤膜，截留有机物和多价离子。
工业废水处理
针对工业废水中的不同污染物和有害物质，反渗透和纳 滤技术能够进行有效的分离和纯化，实现废水回收再利 用，降低工业废水对环境的污染。
海水淡化
面对全球水资源短缺的问题，海水淡化成为解决人类用 水需求的重要途径，反渗透和纳滤技术是海水淡化过程 中的关键技术之一。
反渗透和纳滤的发展趋势展望
拓展应用领域
反渗透和纳滤技术的应用领域不断拓展，未来将应用于更为广泛 的领域，如能源、化工、医药等。
绿色环保
在可持续发展成为全球共识的背景下，反渗透和纳滤技术的发展 将更加注重环保和节能，降低对环境的影响。
全球化发展
反渗透和纳滤技术将随着全球化的发展而不断推广和应用，促进全 球水资源的合理利用和保护。
THANKS
脱盐率高、产水品质高、运行压力高、膜 寿命长
纳滤优点
产水流量较高、浓水排放量小、需要高压 泵能量消耗较低
反渗透和纳滤系统的设计
反渗透和纳滤系统的设计（二）---预处理的目的及LSI、SDSI指数2009-04-21 15:35一、反渗透和纳滤系统预处理的目的：为了保证反渗透和纳滤系统可以稳定运行，对给水的严格预处理就必不可少。
预处理的目的就是去除给水中会对反渗透和纳滤膜产生污染或导致劣化的物质。
一旦预处理系统不能发挥作用，有污染物进入反渗透和纳滤系统，这些物质可能会在膜表面堆积，若给水中含有微生物，它的繁殖会导致更严重的后果。
正确把握原水的特性，设计并选择合适的预处理工艺是非常重要的。
预处理系统的目的不外乎以下几点：⑴保证 SDI15 最大不超过 5.0，争取低于 3.0；⑵保证浊度低于 1.0NTU，争取小于 0.2NTU；⑶保证没有余氯或类似氧化物，如：臭氧等；⑷保证没有其它可能导致膜污染或劣化的化学物质。
下面概括介绍一下不同指标的进水要求：反渗透进水的水质允许值检查表导致膜污染的指标允许值解决方法⒈浊度＜1NTU 过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤悬浮物等⒉SDI15 过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤⒊颗粒物＜100个/ml 过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤⒋微生物＜1个/ml 杀菌、微滤、超滤金属氧化物⒈ 铁，Fe3+ ＜50μg/L 氧化+沉淀或过滤⒉ 锰，Mn ＜50μg/L 使用分散剂⒈ CaCO3 LSI ＜0 回收率，pH值，阻垢剂⒉ CaSO4 ＜230% 回收率，阻垢剂⒊ BaSO4 ＜6000% 回收率，阻垢剂结垢物质⒋ SrSO4 ＜800% 回收率，阻垢剂⒌ CaF2 浓水侧浓度＜1.7mg/L 回收率⒍ Ca3（PO4）2浓水侧浓度不能超过溶解度回收率⒎ SiO2＜100% 回收率⒈油 0 气浮、吸附有机物⒉ TOC ＜10mg/L 活性炭，过滤，吸附树脂⒊ COD ＜10mg/L 活性炭，过滤，吸附树脂⒋ BOD ＜5mg/L 活性炭，过滤，吸附树脂导致膜劣化的指标允许值去除方法pH值 3—10 加入酸或碱调节温度 5—45℃ 换热器⒈ 余氯＜0.1mg/L 还原剂，活性炭吸附氧化剂⒉ 臭氧 0 还原剂，活性炭吸附⒊ 其他 0 还原剂，活性炭吸附表面活性剂选择阳离子或两性表面活性剂时要注意酒精＜10% N/A注：1、对 Fe2+ 可以允许的最高浓度为 3mg/L，但需要注意的是由于经常在反渗透的预处理中投加氧化剂，这会使 Fe2+ 被氧化为 Fe3+ ，因此在使用氧化剂时，同样需要控制给水中的 Fe2+ 含量。
膜法水处理实验(二)——纳滤与反渗透截留性能比较
膜法水处理实验（二）——纳滤与反渗透截留性能比较一、 实验目的（1） 掌握评价纳滤和反渗透除盐率的标准方法。
（2） 了解纳滤和反渗透除盐性能差异。
二、 实验原理反渗透（RO ，Reverse Osmosis ）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：()h N K p π=∆-∆ （1）其中，K h 表示水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp 表示膜两侧的静压差；Δπ表示膜两侧溶液的渗透压差。
稀溶液的渗透压π可表示为：iCRT π= （2）其中，i 表示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。
反渗透膜反渗透膜外压渗透反渗透图1 反渗透原理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，目前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。
纳滤（NF ，Nanofiltration ）是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。
纳滤分离原理近似机械筛分，但由于纳滤膜本体带有电荷性使其在很低压力下仍具有较高脱盐性能。
纳滤具有以下两个特征：1、对于液体中分子量为数百的有机小分子具有分离性能；2、对于不同价态的阴离子存在道南效应。
反渗透和纳滤工艺过程设计PPT课件
率。
m
lg
Qt Q0
lg t
式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt分
别为运行初期和运行t小时后的产水量。
通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-0.01～-
0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复合膜约为5
％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。
13
工艺过程设计－系统设计要求
CA膜
TFC膜
0.590
0.534
0.685
0.630
0.786
0.739
0.890
0.861
1.000
1.000
1.115
1.155
1.235
1.328
1.366
1.520
温度对膜的通量影响较大，在进行设计过程中要充分 考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换 热等）减少温度对系统产水效率的的影响。
1.3 膜和膜组件的选择 醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游
离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数 （SDI）较高的地方。
芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低， 耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和 NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离 子絮凝剂的污染，污染速度较快。
17
工艺过程设计－浓差极化
根据薄膜理论模型描述浓差极化现象，如下
图所示。
边界层
膜
Jw
c2 c1
c2
D dc dx
c1
c3
主体溶液
7
工艺过程设计－系统设计要求
1.2 产水水质和水量 根据用户的要求或者用户所处的行业，按照
反渗透膜技术与工艺流程说明
反渗透膜技术与工艺流程说明1. 引言反渗透膜技术是一种通过力场作用，将溶液从低浓度到高浓度进行分离的方法。
它广泛应用于水处理、饮用水净化、海水淡化等领域。
本文将详细介绍反渗透膜技术的原理及其工艺流程。
2. 反渗透膜技术原理反渗透膜技术基于半透膜的原理，该膜具有选择性通透性。
在反渗透膜的作用下，将高浓度的溶液与低浓度的溶液通过半透膜分离开来。
半透膜只允许溶质分子和水分子通过，而阻挡溶剂分子和溶质离子的扩散。
反渗透膜通常由聚醚腈、聚酰胺、聚偏氟乙烯等材料制成，具有高通透性和较高的剔除率。
在反渗透膜的使用过程中，一侧施加较高的压力，使溶剂分子和溶解质得以逆向渗透，从而实现溶液的分离。
3. 反渗透膜技术工艺流程3.1 前处理反渗透膜工艺流程的前处理包括以下几个步骤：•溶剂预处理：通过活性炭过滤器去除溶液中的杂质和异味物质，以确保向反渗透膜供给的溶液质量。
•预过滤：使用粗滤网或粗滤器过滤溶液，除去较大的悬浮颗粒、泥沙和颗粒。
•调节PH值：通过添加酸碱或中和剂来调节溶液的PH值，以适应反渗透膜的工作条件。
3.2 反渗透过程反渗透膜技术的核心过程是反渗透过程，包括以下关键步骤：•进水：将待处理水或溶液通过进水管道引入反渗透系统。
•压力增加：在反渗透系统中，施加一定的压力，使溶液进入反渗透膜模块。
•分离与收集：通过反渗透膜的作用，将溶剂分子和溶质分子分离开来。
溶剂分子通过膜孔进入反渗透膜的另一侧，而溶质分子则被留在原始侧。
•浓缩与排放：收集通过反渗透膜的溶液，其中溶资分子浓缩。
浓缩液可以进一步处理或排放。
3.3 后处理反渗透膜技术的后处理主要包括以下几个步骤：•清洗和保养：定期对反渗透膜进行清洗和保养，并更换损坏的膜元件，以保证膜的工作效果和寿命。
•冲洗废液处理：对反渗透膜产生的废液进行处理，以减少对环境的污染。
•水质调节：根据需求对膜通道内的溶液进行水质调节，以获得所需的产品水质。
4. 反渗透膜技术的优势和应用领域反渗透膜技术具有以下优势：•高效：反渗透膜技术可以高效地去除溶质和杂质，产生高纯度的产品水。
反渗透工艺流程讲解
反渗透工艺流程讲解
反渗透（RO）工艺流程是一种用于水处理的常见方法，旨在通过逆向渗透过滤来去除水中的溶解性固体和溶解性盐。
以下是反渗透工艺流程的一般步骤：
1. 预处理：在进行反渗透之前，通常需要对水进行预处理，以去除悬浮性颗粒、有机物和杂质。
这可以通过沉淀、过滤和/或活性炭吸附来完成。
2. 高压泵：在反渗透过程中需要使用高压泵，将水推动通过反渗透膜。
高压泵的作用是建立所需的压力差，以便水能够通过膜上的微小孔隙。
3. 膜组件：反渗透系统通常包括一个或多个膜组件，每个组件由大量反渗透膜组成。
这些膜由多个薄层细胞组成，其中每个细胞都包含一个反渗透膜。
4. RO膜：反渗透膜是反渗透工艺的核心组件。
膜上的孔隙大小可控，只允许水和小分子通过，而过滤掉盐类、病毒、重金属和细菌等较大分子。
5. 分离：在高压的作用下，水通过膜上的微孔隙进入膜内，而溶解的盐和其他溶质则留在膜外。
这样，经过反渗透处理的水被分离为一侧是淡水，另外一侧是高浓度的浓水（称为浓水冲洗）。
6. 回收：为了提高水的利用效率，反渗透系统通常会进行水回收。
浓水冲洗可以通过循环送回进行二次处理，以最大限度地减少废水排放。
7. 控制：反渗透系统需要监控和控制系统的运行参数，如流量、压力、温度等。
这些参数需要根据实际需要进行调整，以确保系统的稳定性和效率。
总的来说，反渗透工艺流程是一种通过逆向渗透过滤进行水处理的方法。
它通过高压泵将水推动通过反渗透膜，将溶解的固体和盐分离出来，最终得到纯净的水。
这一工艺在饮用水处理、海水淡化、废水处理等领域得到了广泛应用。
反渗透水处理设备系统工艺流程培训资料
反渗透水处理设备系统工艺流程培训资料一、概述反渗透水处理设备系统是一种通过半透膜对水进行过滤和净化的技术。
在水处理行业中，反渗透技术被广泛应用于饮用水处理、工业用水处理以及废水处理等领域。
本文档将介绍反渗透水处理设备系统的工艺流程，帮助读者了解其原理和操作流程。
二、反渗透水处理设备系统的原理反渗透技术是利用半透膜对水中的离子、颗粒和有机物进行分离的过程。
在反渗透水处理设备系统中，水首先被送入前处理系统进行预处理，然后通过高压泵被注入反渗透膜模块中。
在膜模块内部，水经过半透膜的过程中，较大的溶质和颗粒被截留在膜外，而水分子则通过膜孔穿过，形成净化后的水。
三、反渗透水处理设备系统的工艺流程1. 原水处理反渗透水处理系统的原水通常需要经过预处理，包括除铁、除锰、软化、消毒等工艺。
这些预处理措施有助于减少水中的悬浮物、杂质和微生物，保护反渗透膜免受污染。
2. 进料泵加压原水经过预处理后，被进料泵加压送入反渗透膜模块中。
高压泵的作用是产生足够的压力将水推过半透膜，使水分子透过膜孔，而溶质和颗粒则被截留在膜外形成浓缩液。
3. 膜分离在反渗透膜模块中，水通过半透膜的过程中，离子、微生物和其他杂质被截留在膜外，而净化后的水则通过膜孔穿过，形成脱盐水。
脱盐水经过管道输送至目标地点供应使用。
4. 浓缩液处理反渗透过程中产生的浓缩液含有高浓度的溶质和颗粒，需要进行处理，以避免对环境造成污染。
通常，浓缩液会经过浓缩液回收系统，将其中可利用的成分回收利用，而残余的废液则需要进行处理，以符合环境标准。
四、操作指南1.反渗透水处理设备系统在运行前需要进行系统检查，确保各部件正常运转。
2.定期对反渗透膜进行清洗和维护，以保证系统的高效运行。
3.运行过程中，要监控进出水水质和流量，确保系统运行稳定。
4.遵守操作规程，定期进行设备维护和检修，延长设备的使用寿命。
五、总结反渗透水处理设备系统是一种高效、节能的水处理技术，广泛应用于各领域的水处理过程中。
反渗透和纳滤的的工艺过程设计
析报告。
工艺过程设计－系统设计要求
工艺过程设计－系统设计要求 常规水源的水质特点： 市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有 游离氯和Fe离子等 地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点 考虑的内容 地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度 的特征 海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH 值和 水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异 较大） 其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分 离等
pf和pp分别为进料和产水压力，Δp为进出口降，πavg
为平均渗透压。
p B p p pB Qp ASNDP A S pp p 2 2 Qp为产水量
工艺过程设计－过程基本方程 4.3 盐通量Js
J s B(cs 'cs ' ' ) Bcs
压下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压
密化现象，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上 升。压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比 醋酸纤维素膜更耐压密化。 膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。
工艺过程设计－系统设计要求
通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜
率。
m
lg
膜法水处理技术
反渗透和纳滤工艺过程设计
吴 云
天津工业大学 环境与化学工程学院 环境工程系
工艺过程设计－系统设计要求 1 系统设计要求
1.1 进水水质
水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。 对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不 同时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原 因。这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回
B为盐的透过性常数，Δcs为膜两侧盐浓度差。
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质量平衡的微分方程： Ja 根据边界条件积分可得：
Dd d
x cJwc
c2 c 3(c 1 c 3)ex J k w p(c 1 c 3)ex b Jw p U
或
2
3
(1
3) exp
Jw k
(1
3)
exp
Jw bU a
工艺过程设计－浓差极化
由以上推导的结果可知当流速 U时，
工艺过程设计－系统设计要求
工艺过程设计－系统设计要求
常规水源的水质特点： Ø 市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有 游离氯和Fe离子等 Ø 地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点考 虑的内容 Ø 地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度的 特征 Ø 海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH 值和 水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异 较大） Ø 其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分离 等
工艺过程设计－系统设计要求
温度/℃
5 10 15 20 25 30 35 40
校正因子
CA膜
TFC膜
0.590
0.534
0.685
0.630
0.786
0.739
0.890
0.861
1.000
1.000
1.115
1.155
1.235
1.328
1.366
1.520
温度对膜的通量影响较大，在进行设计过程中要充分 考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换 热等）减少温度对系统产水效率的的影响。
确定。根据产水水量和回收率确定膜元件的个数。 一般海水淡化回收率在30～45％，纯水制备在 70～85％；而实际设计过程中应根据预处理、 进水水质等的条件确定。
工艺过程设计－系统设计要求
1.5 产水量的衰减 反渗透膜在使用过程中会随着使用时间的延长，膜的
产水量会发生衰减。这主要是由于膜长时间在高温高压 下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压密 化现象，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上升。 压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比醋酸 纤维素膜更耐压密化。
膜法水处理技术
反渗透和纳滤工艺过程设计理 论讲解
工艺过程设计－系统设计要求
1 系统设计要求 1.1 进水水质
水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。 对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不同 时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原因。 这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回收率、 脱除性能、压力、流速……），正当的操作，诊断系统 存在的问题和准确评价系统性能等方面至关重要。
0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复合膜约为
5％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。
工艺过程设计－系统设计要求
1.6 截留率的衰减 随于反渗透和纳滤膜在使用过程中会受到生
物或化学因素的作用，膜面材质会发生疏松化， 导致膜的截留率衰减。
通常CA类膜的年透盐增长率为20％左右，复 合膜约为10％左右。当然系统预处理如果不合 适或者使用过程中操作不当也会使透盐增长率增 大。
工艺过程设计－系统设计要求
采样要求： 取样时要有代表性，要有足够的量，选点要正确，容
器要合适，水样的采集要严格按照《水和废水监测分析 方法》中的要求进行详细的记录。 水质分析内容：
水源水量、水质调查的内容要求非常详细，包括CO2、 pH、O2、Cl、SO2-3、离子浓度、硬度、碱度、溶解性固 体、细菌数等，常见参数的要求见下页的水样分析报告。
工艺过程设计－浓差极化
根据薄膜理论模型描述浓差极化现象，如下
图所示。
边界层 Jw
c2
D dc dx
c1
主体溶液
膜
c3 产水
δ
浓差极化理论模型
工艺过程设计－浓差极化
2.1 浓差极化的计算
浓差极化度可根据膜－液相界面层邻近膜－面传质的质
量平衡的微分方程加以积分，然后将边界条件代入求得。
主要表达式有：
工艺过程设计－系统设计要求
目前大规模应用的反渗透和纳滤膜材料的组 件形式主要是卷式和中空纤维式。
选用膜组件时应综合考虑组器的制备难易、 流动状态、堆砌密度、清洗难易等诸方面，卷式 元件用得最普遍。据进水和出水水质，可初步选 定膜元件，由产水量可初步确定元件得个数。
工艺过程设计－系统设计要求
1.4 回收率 回收率的确定影响到膜组件的选择和工艺的
1.3 膜和膜组件的选择 醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游
离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数 （SDI）较高的地方。
芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低， 耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和 NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离 子絮凝剂的污染，污染速度较快。
工艺过程设计－浓差极化
2 浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响 2.1 浓差极化的概念
在反渗透过程中，由于膜的选择渗透性，溶 剂（通常为水）从高压侧透过膜，而溶质则被膜 截留，其浓度在膜表面处上升高；同时发生从膜 表面向本体的回扩散，当这两种传质过程达到动 态平衡时，膜表面处的浓度c2高于主体溶液浓度 c1，这种现象称为浓差极化。上述两种浓度的比 率c2/c1称为浓差极化度。
工艺过程设计－系统设计要求
1.2 产水水质和水量 根据用户的要求或者用户所处的行业，按照
客户的需求或者相关行业的国家或行业标准确定 反渗透或纳滤系统的产水水质和水量
这些要求决定了系统的规模和所用工艺过程 的选择，如单位时间的产水量，膜组件种类、数 量和排列方式，回收率以及具体的工艺流程等。
工艺过程设计－系统设计要求
工艺过程设计－系统设计要求
1.7 产水量随温度的变化 反渗透和纳滤膜的透水通量随过滤介质的温度发生较
大的变化。通常根据下式进行计算：
QQ01.0T 325
T为温度，℃，即每一度变化使产水量变化3％左右。也 可用温度校正因子（TCF）表示。
TCF exK pt(2713T2198
Kt为与膜材料有关的常数。
膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。
工艺过程设计－系统设计要求
通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜
率。g t
式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt分
别为运行初期和运行t小时后的产水量。
通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-0.01～-