如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理專業(yè)知識(shí)——反滲透原理分析。

當(dāng)把相同體積的稀溶液和濃液分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。

一、反滲透的起源

反滲透技術(shù)開始使用于美國(guó)太空人將尿液回收為純水使用。反滲透膜可以將重金屬、農(nóng)藥、細(xì)菌、病毒、雜質(zhì)等分離。整個(gè)工作原理均采用物理法，不添加任何殺菌劑和化學(xué)物質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生化學(xué)變相。并且反滲透膜并不分離溶解氧，所以通過此法生產(chǎn)得出的純水是活水。

在某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嗉囊位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常細(xì)密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法（Reverse Osmosis 簡(jiǎn)稱 R.O）的基本理論架構(gòu) 。

二、反滲透工作原理

對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液（例如淡水）和濃溶液（例如鹽水）分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí)，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出，即形成一個(gè)壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過程稱為反滲透。

三、反滲透技術(shù)基礎(chǔ)

滲透膜早已存在于自然界中。1748年，Nollet發(fā)現(xiàn)水能自然的擴(kuò)散到裝有酒精溶液的豬膀胱內(nèi)，人類才發(fā)現(xiàn)了滲透現(xiàn)象。

自然的滲透過程中，溶劑通過滲透膜從低濃度向高濃度部分?jǐn)U散；而反滲透是指在外界壓力作用下，濃溶液中的溶劑透過膜向稀溶液中擴(kuò)散，具有這種功能的半透膜稱為反滲透膜，也稱RO（Reverse Osmoses）膜。

四、反滲透主要指標(biāo)

1、脫鹽率和透鹽率

脫鹽率——通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。

透鹽率——進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。

脫鹽率=1–產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量。

透鹽率=1–脫鹽率。

膜元件的脫鹽率在其制造成形時(shí)就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時(shí)產(chǎn)水量越低。反滲透對(duì)不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對(duì)高價(jià)離子及復(fù)雜單價(jià)離子的脫鹽率可以超過百分之九十九，對(duì)單價(jià)離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也超過了百分之九十八；對(duì)分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過到百分之九十八，但對(duì)分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。

2、產(chǎn)水量（水通量）

產(chǎn)水量（水通量）——指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能，即單位時(shí)間內(nèi)透過膜水量，通常用噸/小時(shí)或加侖/天來表示。

滲透流率——滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天（GFD）表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快，加劇膜污染。

3、回收率

回收率——指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)確定，是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的。

回收率=產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量

五、反滲透效果影響因素

1、進(jìn)水壓力對(duì)反滲透膜的影響

進(jìn)水壓力本身并不會(huì)影響鹽透過量，但是進(jìn)水壓力升高使得驅(qū)動(dòng)反滲透的凈壓力升高，使得產(chǎn)水量加大，同時(shí)鹽透過量幾乎不變，增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分，降低了透鹽率，提高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水壓力超過設(shè)定值時(shí)，由于過高的回收率，加大了濃差化，又會(huì)導(dǎo)致鹽透過量增加，抵消了增加的產(chǎn)水量，使得脫鹽率不再增加。

2、進(jìn)水溫度對(duì)反滲透膜的影響

反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)進(jìn)水水溫的變化十分敏感，隨著水溫的增加水對(duì)通量也線性的增加，進(jìn)水水溫每升高1℃，產(chǎn)水量就提升百分之三；（以25℃為標(biāo)準(zhǔn)）。

3、進(jìn)水PH值對(duì)反滲透膜的影響

進(jìn)水PH值對(duì)產(chǎn)水量幾乎沒有影響，面對(duì)脫鹽率有較大影響。PH值在7.5—8.5之間，脫鹽率達(dá)到上限。

4、進(jìn)水鹽濃度對(duì)反滲透膜的影響

滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度的函數(shù)，進(jìn)水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導(dǎo)致脫鹽率下降。

六、反滲透技術(shù)機(jī)理

對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液和濃液分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑就會(huì)向稀溶液流動(dòng)，即發(fā)生反滲透。

七、反滲透技術(shù)用途

1、食品、飲料、純凈水生產(chǎn)工藝中；

2、醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水制備；

3、化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備；

4、鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水；

5、海水、苦咸水淡化；

6、造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。

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