反渗透基础知识介绍

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醋酸纤维素膜化学稳定性差、易水解、膜性能衰减较快、操 作压力高;但有一定的抗氧化性,膜表面光洁,不易发生结垢 和污染。
芳香族聚酰胺复合膜具有化学稳定性好、耐生物降解、操作 压力低、高脱盐率、高水通量等优点;但其不耐氯及其他氧化 剂,抗污染和抗结垢的性能较差。 2.2.3 反渗透膜组件分卷式、板式、管式和中空纤维式,工业上 应用最多的是卷式和中空纤维式膜组件,其中卷式膜组件是在 Biblioteka Baidu然水脱盐中使用最广泛的反渗透组件。卷式膜组件结构示意 图如下:
分级——指上一组膜元件的产水经泵到下一组的膜元件作为给水的处 理方式,流经n组膜元件称为n级。
分段是为了增加系统的产水量,而分级是为了提高产水的水质。
进水
浓水
一级二段式流程
产水
进水

产水
二级式流程
浓水
3. 反渗透脱盐系统及常用药剂
3.1 反渗透脱盐系统的基本流程
原水
预处理系统
反渗透脱盐装置
后处理系统
e. 膜清洗剂 (KY-MC2、KY-MA10)用于去除膜表面的油污、有机 物以及生物污染,溶解金属氢氧化物、碳酸钙和其他类型的结垢
4. 反渗透膜的污染与清洗
4.1 膜的污染
反渗透膜组件的污染是由给水中存在的难溶盐,生物物质,有机 物,泥砂以及胶体等物质沉积而造成的。一些常见的膜污染物主要有 胶体、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、不溶有机物和生物物质,还有在膜 表面形成的复杂无机硅酸盐垢及重金属合成物质。
虽然在国外,1000~10000t/h规模的超大型反渗透装置 多用于城市供水系统,而国内用于饮用水的反渗透装置还都是 数十吨每小时以下的中小规模,随着经济发展和膜技术的普及, 这一领域的应用前景很大。
2. 反渗透的原理及反渗透膜
2.1 反渗透原理
半透膜
盐水
淡水
半透膜
渗 透 压 盐水
淡水
初始状态
4.2 膜的清洗
化学清洗是广泛应用的膜清洗方法,清洗步骤如下: 1. 清洗水箱中注入反渗透产品水,将开关打到手动,打开原水泵开 关,反渗透产品水从清洗箱打入压力容器中并排放几分钟。 2. 关闭原水泵,用干净的产品水在清洗箱中配制酸性清洗液。 3. 打开原水泵开关,以低流速输送清洗液进入压力容器,如果开始 的清洗废液比较脏,可以排掉,然后增大流速(即压力必须低到不会 产生明显的渗透产水)并使清洗液循环15~30 分钟。 4. 将清洗水箱刷洗干净,注入反渗透产品水,对反渗透设备进行冲 洗,直到将反渗透设备冲洗干净。 5. 冲洗结束后,再次配制碱性清洗液使用相同方法清洗反渗透设备。 6. 彻底冲洗干净后,化学清洗结束,启动反渗透设备,直到产品水 清洁,无泡沫或无清洗剂。
半透膜 加压
渗透及渗透平衡状态
盐水
淡水
反渗透状态
反渗透脱盐的2个必要条件: A. 能选择性透过溶剂(水)的膜 B. 外加压力大于渗透压
2.2 反渗透膜
2.2.1 反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的具有半透性 能的薄膜。它能在外加压力作用下使溶液中某一组分选择性透 过,从而达到纯化、净化或浓缩分离的目的。 2.2.2 按材质分为二大类:醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺复合膜。
最大系统回收率(%) 18 32 50 58 68 80 90
c. 水通量——单位膜面积的产品水量,m3/m2·h
2.4 膜组件的排列方式
每个膜元件的产水量和回收率是有限的,为了满足对产水量和水质的 要求,需采用多个膜组件分级或分段。
分段——指上一组膜元件的浓水不经泵而自动流入到下一组的膜元件 作为给水的处理方式,流经n组膜元件称为n段;
膜表面的污染物相对位置可归纳为3个层次:最上一层为松散附着 的泥砂、微粒、胶体和松散的碳酸钙垢及生物物质;第二层通常为较 坚固附着区域,主要是沉积的硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、铁及金属氧 化物和氢氧化物;第三层最靠近膜表面,主要为复杂硅酸盐,结构紧 密的结晶沉淀化合物、有机烃类、油以及结合离子的有机物质。
反渗透基础知识介绍
2009.05.04
1. 反渗透的发展历史和国内外现状 2. 反渗透的原理及反渗透膜 3. 反渗透脱盐系统及常用药剂 4. 反渗透膜的污染与清洗 5. 反渗透脱盐系统实例
1 反渗透的发展历史和国内外现状
1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水 淡化。
2.3膜元件的性能指标
a. 脱盐率=(1-产品水含盐量/给水含盐量) ×100%
通常用电导值近似表示含盐量,一般复合膜脱盐率大于99.0%, 最高达99.7%,醋酸纤维素膜为95%~98%。
b. 回收率=产品水流量/给水流量
膜元件与系统回收率的一般规定为:
膜元件串联数量(支) 1 2
4 6 8 12 18
复合膜
<1
<5
pH值
5.0-6.0 3--11
化学需氧量 余氯含量 铁含量
(mg/L) (mg/L) (mg/L)
< 1.5
0.2--1 < 0.05
< 1.5
< 0.1 < 0.05
反渗透装置是核心部分,可以脱除进水中大部分盐类。 后处理工序则根据用途需要设置。
3.2 反渗透系统常用药剂
a. 絮凝剂 (KY7435)去除大颗粒悬浮物和部分有机物,单独使用时, 用量为0.7~2.5ppm,与硫酸铝、碱式氯化铝复合使用时,用量为 0.5~1.5ppm。 b. 杀菌剂 氯气、次氯酸钠等,加药点尽可能靠前以保证足够的接触时 间;CA膜要求有0.2~1.0mg/L的余氯量,复合膜要求的余氯量< 0.1mg/L。 c. 还原剂 (KYRBI)加入点常设在保安过滤器之前,加药量需根据原 水中氧化剂含量来确定,一般投加量在2~5ppm。 d. 阻垢剂 (KY311)正常投加量约为3~5ppm,加入点常设在保安 过滤器之前。
1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出 第一张可实用的反渗透膜,从此以后,反渗透膜开发有了重大 突破。
我国从20世纪60年代中期开始研制反渗透膜,但由于原材 料及基础工业条件限制,生产的膜元件性能偏低,生产成本高, 还没有形成规模化生产。
国内反渗透的应用始于20世纪70年代后期,最早多限于电 力、电子和半导体纯水,80年代后期逐渐扩大到化工和其他工 业,90年代起在饮用水处理方面获得普及,现在反渗透已进入 到家庭饮用纯水。
用户
加氯/除氯 软化/絮凝 细砂过滤
活性炭过滤
微滤/超滤 pH调节/阻垢剂
脱除二氧化碳 离子交换
(阴阳床、混床)
EDI
根据原水水质及其特点确定预处理方案,使进水达到反渗透膜元件对给水 的水质要求.
卷式反渗透膜元件对进水水质的要求
醋酸纤维素膜
悬浮物含量 (mg/L)
< 0.3
淤塞密度指数 (SDI) <4
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