反渗透基础知识介绍
反渗透

目录
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03
04
反渗透技术 反渗透膜特性 膜性能影响因素 膜系统工艺
3
01
反渗透技术
渗透与反渗透、反渗透技术、反渗透技术参数
什么是渗透
5
什么是反渗透
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。
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反渗透膜发展史
Nollet发现渗 透现象 醋酸纤维素反 全芳香族聚酰 低污染膜研制 成功
渗透膜研制成
功
胺复合膜及卷
式元件问世
1748
1953
1960
1970
1980
1990
1998
至今
发现醋酸纤维 素具有良好的 半透性
芳香族聚酰胺 中空纤维反渗 透膜问世
低压、中低压、 超低压复合膜 进入市场
反渗透膜技术参数
脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。 透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。
脱盐率
脱盐率=(1-产水含盐量/进水含盐量)×100%
透盐率=100%-脱盐率
技术 参数
膜通量
单位膜面积上透过液的流率,通常以每小时每平方 米升数(L/m2h)或每天每平方英尺加仑数表示 (gfd)。
膜性能的影响因素
压力、温度、进水盐浓度、回收率、pH
进水压力的影响
透过膜的水通量增加与进水压力的增加 存在直线关系,增加进水压力也增加了 脱盐率,但是两者间的变化关系没有线 性关系,而且达到一定程度后脱盐率将 不再增加。
反渗透基础知识

8、进水隔网厚度的影响:
优点:膜元件初始压力差低,可以容纳更多的污染物,化学清洗周期更长;膜元件污染后,化学清洗周期短,易于清洗干净 缺点:给水隔网越厚意味着更小的膜面积,单位面积上的水通量更大;需要更大的切向流速来保证紊流和降低边界层效应;以
上情况均有可能导致膜表面的污染速度增加。
三、反渗透系统设计
1、操作压力的影响 :
水通量的增加与压力成正比。 脱盐率同样和压力成正比,但是不同用途膜元件的脱盐率随压力的变化趋势是不同的。 原则上说,膜元件的分离层越致密,脱盐率随操作压力的正比变化越不显著,这时脱盐率基本保持一个定值(例如:海水化 反渗透膜元件SWC®系列),当膜元件的分离层比较疏松时,操作压力对于脱盐率的影响较大(例如:超低压大通量反渗透膜元 件ESPA®系列)。
1、美国海德能公司产品简介
RO膜元件类型 低压高脱盐 超低压大通量 增强型低污染 电中性低污染 海水淡化 特殊用途正电荷膜 NF膜元件类型 超低压 ESNA 高耐氯脱色 CPA2 ESPA1 PROC10 LFC1 SWC3+ LFC2 CPA3 ESPA2 LFC3 SWC4+ CPA3-LD CPA4 ESPA2+ ESPA4 LFC3-LD SWC5
脱盐率, %
99.6
产水量, m 3/d
脱盐率, %
3、给水含盐量的影响:
在一定的压力下,当给水中的含盐量增高时产水量就会减少。这是因为给水的渗透压变高,有效压力随之降低的缘故。 脱盐率受含盐量影响也非常大,对除海水淡化膜以外的反渗透膜来说,通常当含盐量增高时脱盐率会下降。当进水含盐量在非 常的一个范围时,随着含盐量的增加,脱盐率会稍许增加。海水淡化反渗透膜元件不同,由于海水淡化反渗透膜更加致密,在给 水含盐量高时,脱盐率会下降得非常缓慢。
反渗透基本知识

一·反渗透启动一般工艺控制上的设计原则主要是:.1、高压泵启动瞬间不能造成瞬时冲击,对膜和管路造成损伤,要使压力尽可能平滑上升;0 R; M o: Z! i7 [2、高压泵停止时不能形成水锤或者反响冲击高压泵;3、制水前最好先冲洗(用进水即可),停车前要卸压,同时最好冲洗,还有就是不要让膜脱水;4、另外,再就是要保证不合格产水能排放,化学清洗不会对设备和产水造成影响等等。
+ J& H0 { s/ i, P4 C& ^: s所以,基本上满足这些条件就都算是合格的控制了。
常规下,高压泵启动前是要冲洗若干分钟的,为了不使瞬间进水流量过大,高压泵出口多设一个电动慢开阀以使流量缓慢上升。
这时为了避免有水透过膜,因此要求有产水侧的自动排放阀,且浓水侧排水量足够大,而高压泵启动后因升压产水需要,又要关闭部分浓水,因此浓水排放处多设有一个电动的慢关阀(小系统上也可以是电磁的,因为便宜),停车时,为了冲洗、卸压和防止组件脱水,此慢关阀也是先全开然后慢关的。
9 b. p6 }* W1 [" Z' P( C4 s: `) G各个不同的工程公司的控制路线不尽相同,即便是同一家,也会因为工程的某些原因采用不尽相同的方式,所以基本上只要能够满足上述原则的话都是可以的,具体可以自己对照分析看看。
二·反渗透原理反渗透是本水处理系统中最主要的脱盐装置,利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐分、有机物及微生物等。
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。
目前,较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.75%。
预处理出水进入反渗透处理系统,在高压泵提供的满足反渗透运行的压力作用下,大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜,经收集后成为产品水,通过产水管道进入后续设备;水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜,残留在少量浓水中,由浓水管排出。
RO反渗透_知识培训教材

■ 渗透率—渗透率也是表示反渗透膜元件的产水量的重 要指标.指单位膜面积上透过液的流率,通常用加仑每 平方英尺〔GFD表示.过高的渗透率将导致垂直于末表 面的水流速加快,加剧膜表面的污染.
■ 系统压差:是指进水压力减去浓水出水压力
■
由于这些指标能及时反映反渗透的运行情况,反
5、市场上常见的反渗透阻垢剂
近两年市场上国产反渗透阻垢剂较多, 但是多是参照几个大的进口品牌做得.因 此我们重点介绍一下几个大的进口药剂 厂家. 1、美国清力公司〔Kinglee
代表产品是:
PTP0100 <分标液和8倍浓缩液> PTP2000〔分标液和8倍浓缩液
2、美国Argo 公司的贝迪反渗透阻垢剂
■ 例:产水率、回收率、膜的类型〔目前国内一直采用美 国陶氏、美国海德能膜 ,每天开机时间,全年开机时间. 由于设备的昂贵,上述参数了解后我们最好了解现在客户 现用药剂的厂家、型号、用量、反渗透膜已用多长时间. 运行状况日记录表由技术部或化水车间〔水汽车间、化 产车间取得.
■ 取一次水〔原水水样进行化验〔注意所取水样需在500 ml以上,取水样的瓶子要用干净的新的瓶子以便回来做实 验,筛选适合该水样的药剂及加药浓度,做出可行方案.
渗透用户每天24小时都会跟踪记录.我们去用户那推
荐反渗透药剂时应该注意了解一下这些参数.通过对
比现运行参数与反渗透设备原设计指标的变化,我们
能评价一个反渗透的运行状态,从而给其选择合适的
药剂.
4、现场需要了解的反渗透技术资料
■ 1. 同循环水一样我们需要了解反渗透系统的基本运行 参数,以便于我们以后给客户提供技术方案.
3、反渗透常用参数
反渗透基础知识

反渗透基础知识第一节 反渗透原理1.反渗透的定义?反渗透是渗透现象的逆过程。
所以我们应该首先了解渗透是怎么回事。
2. 渗透现象在自然界是普遍的。
举例如下:A. 泡菜、腊肉、咸鱼等的腌渍过程。
(液体渗透)B. 鸡蛋孵化过程中的呼吸。
(气体渗透)C. 喝开水解渴,喝浓盐水口渴。
(液体渗透)D. 家中蔬菜的叶子失水打蔫现象。
(液体渗透)E. 肠胃对营养物质或药物的吸收。
(营养或药物渗透)F. 高等动物通过肾脏的排泄过程。
(废物渗透)G. 咸鸭蛋的制作过程。
(盐分渗透)H. 盐水消毒过程。
(水分渗透)I. 等等。
所以,渗透实际上是水或其他分子通过选择性的半透膜从稀溶液向浓溶液自动扩散的一种自然现象。
需强调的一点是,渗透是一个自动的过程,这个过程的驱动力为化学势差。
3. 渗透和反渗透的原理图。
施加外力淡水浓水淡水浓水渗透现象反渗透现象4. 反渗透膜的发展历程 不对称 三层结构 CA 膜 膜5. 反渗透膜的膜面化学介绍与其脱盐原理介绍。
6. 离子或分子的脱除率所呈现的一般规律。
A.一价离子比二价离子脱除率稍低。
B.中性小分子100%透过。
C.分子量>100的分子透过率显著降低。
7. 反渗透膜与纳滤膜切割分子量(MWCO)的介绍。
反渗透膜 MWCO=100纳滤膜 MWCO=200/3008. 反渗透系统的常见专业名词的定义。
C0 C1ROF0 F1C2 F2C0:反渗透系统进水含盐量,ppm;C1:反渗透系统淡水含盐量,ppm;C2:反渗透系统浓水含盐量,ppm;F0:反渗透系统进水流量,m3/h;F1:反渗透系统淡水流量,m3/h;F2:反渗透系统浓水流量,m3/h。
系统回收率:系统的产品水量占系统总进水量的比例。
回收率Recovery = F1 / F0 100%系统透盐率:产品水的含盐量占系统给水含盐量的比例。
透盐率 Passage = C1 / C0 100%系统脱盐率:反映膜系统对盐分的脱除能力。
反渗透(RO)详解

反渗透过程中的浓差极化
• 浓差极化 在反渗透过程中,大部分溶质被截留并在 膜的表面积累,故从料液主体到膜表面建立一层有溶质浓 度梯度的边界层,溶质在膜表面的浓度高于在料液主体的 浓度,这种现象叫浓差极化。
边界层l 料液侧
溶质浓度变化
膜
透过 液侧
反渗透的分离机理
1.溶解扩散理论(Lonsdale和Riley) 该模型假设膜是完美无缺的理想无孔膜,高压侧浓溶
液中各组分先溶于膜中,再以分子扩散方式通过厚度为δ
的膜,最后在低压侧进入稀溶液。溶质和溶剂在扩散中服 从Fick定律。
该模型基本上可定量的描述水和盐透过膜的传递,但 推导中的一些假设并不符合真实情况,另外,传递过程中 水、盐和膜之间相互作用也没有考虑。
提高分离效率,需定期对膜进行清洗。
• 反渗透过程可以分为三类:
高压反渗透(5.6~10.5MPa), 低压反渗透(1.0~4.2MPa), 纳滤(0.3~1.0MPa)。
• 反渗透膜上的微孔孔径约为 0.5nm,而无 机盐离子的直径仅为0.1~0.3nm,水合离 子的直径为0.3~0.6nm,略小于孔径,无 法用分子筛分原理来解释RO分离现象。
5、自由体积理论(Yasuda安田)
• 该理论认为:膜的自由体积包括聚合物的 自由体积和水的自由体积。
• 聚合物的自由体积指无水溶胀的由无规则 高分子线团堆积而成的膜中,未被高分子 占据的空间。
• 水的自由体积指水溶胀的膜中,纯水所占 据的空间。
• 该理论假设:水可以在整个膜的自由体积中 迁移,而盐只能在水的自由体积中迁移,从 而使膜具有选择透过性。
•渗透压是溶液的一个性质,与膜无关。
反渗透知识培训反渗透基础知识

我们将探索反渗透的世界,从什么是反渗透开始,其目标和意义,以及常用 的反渗透手段。了解在反渗透过程中需要注意的事项,并深入了解反渗透中 的社会工程学。通过实例分析,展示反渗透对企业的保护和应用效果。
什么是反渗透?
反渗透是一种秘密获得敏感信息的行为,旨在获取机密数据、窃取商业机密 或破坏目标系统的安全。了解如何识别和应对反渗透行为对于确保个人和企 业的安全至关重要。
研究黑客使用的反渗透技术, 并了解他们是如何入侵目标系 统的。
安全漏洞
分析一起由反渗透利用安全漏 洞引发的事件,并探讨如何避 免类似情况发生。
反渗透对企业的保护和应用效果
保护数据安全
通过实施反渗透策略和安 全措施,保护企业的敏感 数据免受攻击。
提升竞争优势
通过洞察竞争对手的反渗 透行为,企业可以保护自 身并保持竞争优势。
反渗透的目标和意义
1 信息窃取
反渗透的目标通常是获取机密信息,如客户数据、商业机密和研发成果。
2 商业破坏
某些反渗透行为旨在破坏企业的声誉、竞争优势或业务运营。
3 国家利益
一些反渗透活动可能与国家间谍行为或信息战有关
网络钓鱼
通过伪装成可信实体的电子 邮件或网站,诱骗人们提供 敏感信息。
3
使用多层防御
以防止单一安全措施的失效,使用多 种安全技术和工具来保护系统。
反渗透中的社会工程学
社会工程学是一种通过操纵人们的心理和行为来获取敏感信息的技术。了解 常见的社会工程学手段和如何保护自己免受攻击。
反渗透的案例分析
数据泄露
分析一起由反渗透行为导致的 数据泄露事件,探讨其影响和 后果。
黑客攻击
推动创新和发展
反渗透基础知识

2、给水流量的影响:
Ø 给水流量对产水量和脱盐率同样存在影响,只是这种影响比较缓和,并不剧烈。随着给水流量的 增加,膜表面的流速也增大了,这使得压力随之上升,同时由于流速的升高减少了膜表面的浓差极 化,从而提高了脱盐率。
60. 0
100. 0
50.0
100. 0
产 水量 ,m 3/ d 脱盐 率,%
3 Streams
Permeate
Concentrate
二、影响膜性能的主要参数
1、操作压力的影响 :
Ø 水通量的增加与压力成正比。
Ø 脱盐率同样和压力成正比,但是不同用途膜元件的脱盐率随压力的变化趋势是不同的。
原则上说,膜元件的分离层越致密,脱盐率随操作压力的正比变化越不显著,这时脱盐率基本保持一个定值(例如:海水化 反渗透膜元件SWC®系列),当膜元件的分离层比较疏松时,操作压力对于脱盐率的影响较大(例如:超低压大通量反渗透膜元 件ESPA®系列)。
B —— 膜的盐透过常数; ΔC —— 盐浓度差(盐的扩散驱动力)。
从式(膜3.的4)透和盐(量3与.5)膜可两以侧看的出浓,度对差于成一正个比已,知与的操平作膜压来力说无:关
① 膜的水通量与总驱动压力差成正比;
5、透过液②的膜盐的透浓盐度量与:膜反两渗侧透的膜浓的度盐差量成和正水比量,的与比操作压力无关。
SWC5
山东青岛黄岛电厂 II 期
10 000
SWC5
山东青岛黄岛电厂 I 期
3 000
SWC3+
表 LFC®系列和 PROCTM 系列膜元件的主要业绩
用户
产水量,m3/d
膜元件型号
山东滨州魏桥创业集团
Kranji,新加坡 Bedok,新加坡 河北唐山国丰钢铁
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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。
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
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 天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:
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。
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。
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
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。
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。
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;
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
泵
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
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。
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.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。
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