反渗透(RO)系统

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1、反渗透(RO)系统一、膜技术基本概念膜分离    物质世界是由原子、分子和细胞等微观单元构成的，然而这些很小的物质单元总是以杂居共生，热力学第二定律揭示了微观粒子都会倾向于无序的混合状态。人们发明了过滤、蒸馏、萃取、电泳、层析和膜分离等分离技术来获取纯净的物质。    膜分离技术的基础是分离膜。分离膜是具有选择性透过性能的薄膜，某些分子（或微粒）可以透过薄膜，而其它的则被阻隔。这种分离总是要依赖于不同的分子（或微粒）之间的某种区别，最简单的区别是尺寸，三维空间之中，什么都有大上巨细，而膜有孔径。当然分子（或微粒）还有其它的特

2、性差别可以利用，比如荷电性（正、负电），亲合性（亲油、亲水），深解性，等等。按照阻留微粒的尺寸大小，液体分离膜技术有反渗透（亚纳米级）、纳滤（纳米级）、超滤（10纳米级）和微滤（微米和亚微米级），另外还有气体分离、渗透蒸发、电渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程。表-1主要的膜分离过程膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、微粒子超滤脱除溶液中的胶体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子反渗透和纳滤脱

3、除溶液中的盐类及低分子物压力差水、溶剂无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等透析脱除溶液中的盐类及低分子物浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、尿素、尿酸、糖类、氨基酸电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过气体>薄膜复合膜>薄膜复合膜由超薄皮层（活性分离层）和多孔基膜构成。基膜一般是在多孔织物支撑体上浇筑的微孔聚砜膜(即0.2μm厚)，超薄皮层是由聚酰胺和聚脲通过界面缩合反应技术形成的。>薄膜

4、复合膜的优点与它们的化学性质有关，其最主要的特点是化学稳定性，在中等压力下操作就具有>高水通量和盐截留率及抗生物侵蚀。它们能在温度0－40℃及pH2－l2间连续操作。像芳香聚酰胺一样，这些材料的抗氯及其它氧化性物质的性能差。第二部分：反渗透膜基本原理     反渗透是在压力驱动下，水分子通过半透膜，而离子大部分被截留，从而达到水、离子分离的过程。半透膜     半透膜是具有选择性透过性能的薄膜。当液体或气体通过半透膜时，一些组分透过，而另外一些组分被截留。实际上半透膜对于任何组分都有透过性，只是透过的速率相差很大。在反渗透过

5、程中，溶剂（水）的透过速率远远大于溶解在水中的溶质（盐分）。通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水以及浓缩的盐溶液。>渗透与反渗透渗透是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程。如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分，纯水与理想半透膜的两面以相同的温度和压力接触，在这样的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生，因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐，盐溶液一边的化学势降低了。纯水便会向盐溶液一侧渗透，从而产生一个渗透流，直到化学势的平衡重新建立为止。膜的物理和化学性质决定了在传递过程中水比盐的优先地位。二、

6、膜系统    膜系统是指膜分离装置单元。压力驱动膜系统主要由预处理系统、升压泵、膜组件（压力容器和膜组件）、管道阀门和控制系统构成。三、影响膜性能的因素    反渗透过程的主要指标是产水通量和脱盐率。对于一定的膜组件，产水量和脱盐率受到给水水质条件和系统运行参数的影响，最基本的给水水质因素有含盐量(浓度)、温度和pH值等，运行参数有压力、给水流量和回收率等。下面就关于对产水量和脱盐率产生影响的各操作因子做一般论述。给水浓度    一定压力下当供给的原水浓度增高时，产水量就会减少。这是因为供给水的渗透压变高，有效压力降低的缘故

7、。脱盐率受浓度影响非常大。通常浓度提高，产水量就会降低的同时，脱盐率也会降低。但是当非常低的浓度下，起初浓度增加，脱盐率率也会稍许增加。随后，随着浓度的不断增加脱盐率就变的低下。温度的影响    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，水通量也线性的增加，进水水温每升高1℃，产水通量就增加2.5％～3.0％；其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。pH的影响    给水的pH值定义了它的酸碱性。

8、进水pH值对产水量几乎没有影响，而对脱盐率有较大影响。由于水中溶解的CO2受pH值影响较大，pH值低时以气态CO2形式存在，容易透过反渗透膜，所以pH低时脱盐率也较低，随pH升高，气态CO2转化为HCO3－和CO3－离子，脱盐率也逐渐上升，在pH7.5～8.5间，脱盐率达到最高。流量的影响