第三講 反滲透除鹽

1、1 2反滲透法除鹽反滲透法除鹽1、 滲透與反滲透滲透與反滲透3456789102、 反滲透膜反滲透膜反滲透膜：反滲透膜：反滲透膜是一種只允許水通過而不允許溶質(zhì)反滲透膜是一種只允許水通過而不允許溶質(zhì)透過的半透膜。透過的半透膜。良好反滲透膜特點(diǎn)？良好反滲透膜特點(diǎn)？單位膜面積的透水速度決。脫鹽率高單位膜面積的透水速度決。脫鹽率高機(jī)械強(qiáng)度好，耐壓密機(jī)械強(qiáng)度好，耐壓密化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸堿和微生物的侵蝕。能耐污染化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸堿和微生物的侵蝕。能耐污染使用壽命長(zhǎng)，性能衰降小使用壽命長(zhǎng)，性能衰降小制膜容易，價(jià)格低廉，原料充沛，特殊場(chǎng)合要求耐溶劑制膜容易，價(jià)格低廉，原料充沛，特殊場(chǎng)合要求耐溶劑、耐高溫

2、等、耐高溫等11按按物理形態(tài)物理形態(tài)可分為：對(duì)稱膜、不對(duì)稱膜和復(fù)合膜。對(duì)稱膜可分為：對(duì)稱膜、不對(duì)稱膜和復(fù)合膜。對(duì)稱膜又稱均質(zhì)模；復(fù)合膜通常是用兩種不同的膜材料，分別制成又稱均質(zhì)模；復(fù)合膜通常是用兩種不同的膜材料，分別制成表面活性層和多孔支撐層；不對(duì)稱膜指膜的斷面為不對(duì)稱結(jié)表面活性層和多孔支撐層；不對(duì)稱膜指膜的斷面為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。構(gòu)。按用途按用途按形狀按形狀按成膜材料按成膜材料 水處理工藝中主要有水處理工藝中主要有醋酸纖維素膜醋酸纖維素膜和和芳香族聚酰胺膜芳香族聚酰胺膜兩大類。兩大類。3、 反滲透膜種類反滲透膜種類12透過機(jī)理透過機(jī)理 選擇性吸著毛細(xì)管流機(jī)理是以吉布斯吸附式為依據(jù)，認(rèn)選擇性吸著毛細(xì)

3、管流機(jī)理是以吉布斯吸附式為依據(jù)，認(rèn)為膜表面由于親水性原因，能選擇吸附水分子而排斥鹽分，因?yàn)槟け砻嬗捎谟H水性原因，能選擇吸附水分子而排斥鹽分，因面在固液界面上形成厚度為兩個(gè)水分子面在固液界面上形成厚度為兩個(gè)水分子(1nm)的純水層。在的純水層。在施加壓力作用下，純水層中的水分于便不斷通過毛細(xì)管流過反施加壓力作用下，純水層中的水分于便不斷通過毛細(xì)管流過反滲透膜滲透膜(見上圖見上圖)。膜表皮層具有大小不同的極細(xì)孔隙，當(dāng)其中。膜表皮層具有大小不同的極細(xì)孔隙，當(dāng)其中的孔隙為純水層厚度的一倍的孔隙為純水層厚度的一倍(2nm)時(shí)，稱為膜的臨界孔徑，可時(shí)，稱為膜的臨界孔徑，可達(dá)到理想的脫鹽效果。達(dá)到理想的脫鹽

4、效果。 當(dāng)孔隙大于臨界孔徑，透水性增大，但鹽分容易從孔隙中當(dāng)孔隙大于臨界孔徑，透水性增大，但鹽分容易從孔隙中透過，導(dǎo)致脫鹽率下降。反之若孔隙小于臨界孔徑，脫鹽率透過，導(dǎo)致脫鹽率下降。反之若孔隙小于臨界孔徑，脫鹽率增大，而透水性則下降。增大，而透水性則下降。134、 半透膜的性能半透膜的性能方向性方向性 選擇透過性選擇透過性有機(jī)物比無(wú)機(jī)物易分離有機(jī)物比無(wú)機(jī)物易分離電解質(zhì)比非電解質(zhì)易分離電解質(zhì)比非電解質(zhì)易分離價(jià)態(tài)高價(jià)態(tài)高/水合離子半徑大，效果越好水合離子半徑大，效果越好.14性能影響因素性能影響因素pH操作壓力操作壓力溫度溫度濃差極化濃差極化什么是濃差極化？危害？如何避免？什么是濃差極化？危害？如

5、何避免？15保護(hù)與清洗保護(hù)與清洗保護(hù)：預(yù)處理、保護(hù)：預(yù)處理、pH控制等控制等清洗：清洗：165、反滲透裝置、反滲透裝置目前反滲透裝置有板框式、管式、卷式和中空纖維式目前反滲透裝置有板框式、管式、卷式和中空纖維式4種類型。種類型。 卷式、中空纖維式膜組件卷式、中空纖維式膜組件(元件元件)由于膜的充填密度大、單位由于膜的充填密度大、單位體積膜組件的處理量大，常用于大水量的脫鹽處理；而對(duì)含懸體積膜組件的處理量大，常用于大水量的脫鹽處理；而對(duì)含懸浮物、粘度較高的溶液，則主要采用管式及板式膜組件。浮物、粘度較高的溶液，則主要采用管式及板式膜組件。 工業(yè)上應(yīng)用最多的是卷式和中空纖維式膜組件，它占據(jù)了絕工業(yè)

6、上應(yīng)用最多的是卷式和中空纖維式膜組件，它占據(jù)了絕大多數(shù)天然水的脫鹽和海水淡化市場(chǎng)。其中卷式膜組件是在天大多數(shù)天然水的脫鹽和海水淡化市場(chǎng)。其中卷式膜組件是在天然水脫鹽中使用最廣泛的反滲透組件。然水脫鹽中使用最廣泛的反滲透組件。17 卷式裝置如右圖所示，卷式裝置如右圖所示，把導(dǎo)流隔網(wǎng)、膜和多孔支把導(dǎo)流隔網(wǎng)、膜和多孔支撐材料依次迭合，用粘合撐材料依次迭合，用粘合劑沿三邊把兩層膜粘結(jié)密劑沿三邊把兩層膜粘結(jié)密封，另一開放邊與中間淡封，另一開放邊與中間淡水集水管聯(lián)接，再卷繞一水集水管聯(lián)接，再卷繞一起。起。 含鹽水由一端流入導(dǎo)流含鹽水由一端流入導(dǎo)流隔網(wǎng)，從另一端流出，透隔網(wǎng)，從另一端流出，透過膜的淡化水沿多

7、孔支撐過膜的淡化水沿多孔支撐材料流動(dòng)，由中間集水管材料流動(dòng)，由中間集水管引出。引出。 18 中空纖維式裝置中空纖維式裝置是把一束外徑是把一束外徑50100 m、壁厚壁厚1225mm的中空纖維彎成的中空纖維彎成U形，裝于耐壓管內(nèi)，纖維形，裝于耐壓管內(nèi)，纖維開口端固定在環(huán)氧樹脂管板中，并露出管板。透過纖開口端固定在環(huán)氧樹脂管板中，并露出管板。透過纖維管壁的淡化水沿空心通道從開口端引出。該裝置特維管壁的淡化水沿空心通道從開口端引出。該裝置特點(diǎn)是，膜的裝填密度最大而且不需外加支撐材料。點(diǎn)是，膜的裝填密度最大而且不需外加支撐材料。兩種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)煞N裝置的優(yōu)缺點(diǎn)？196、反滲透淡化裝置、工藝流程與布置

8、系統(tǒng)：、反滲透淡化裝置、工藝流程與布置系統(tǒng)：工藝流程：工藝流程： 反滲透法工藝流程由預(yù)處理、膜分離以及后處理反滲透法工藝流程由預(yù)處理、膜分離以及后處理3部分組成。部分組成。 預(yù)處理要求進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，并且應(yīng)加酸調(diào)節(jié)進(jìn)水預(yù)處理要求進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，并且應(yīng)加酸調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值到值到5.56.2，以防止某些溶解固體沉積膜面而影響產(chǎn)水，以防止某些溶解固體沉積膜面而影響產(chǎn)水量。量。 根據(jù)生產(chǎn)用水的使用要求，后處理方法有根據(jù)生產(chǎn)用水的使用要求，后處理方法有pH調(diào)整、殺菌、調(diào)整、殺菌、終端混床、微孔過濾或超濾等工序。終端混床、微孔過濾或超濾等工序。207、反滲透系統(tǒng)的應(yīng)用反滲透系統(tǒng)的應(yīng)用 20世紀(jì)世紀(jì)80年代初年代初,美國(guó)政府實(shí)驗(yàn)室就開發(fā)出第一張復(fù)合聚美國(guó)政府實(shí)驗(yàn)室就開發(fā)出第一張復(fù)合聚酰胺膜。與纖維素膜相比酰胺膜。與纖維素膜相比,具有高而多的水通量和鹽截留具有高而多的水通量和鹽截留率率,且耐污染，大大促進(jìn)了反滲透技術(shù)的應(yīng)用。目前已從且耐污染，大大促進(jìn)了反滲透技術(shù)的應(yīng)用。目前已從最初的海水、苦