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1、反渗透基础知识,膜分离技术 应用范围,反渗透,反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。,学习内容,膜简介 定义 专业术语 膜的种类 膜分离技术特点 典型膜过程 反渗透 超滤,膜 的 简 介,膜,料液,水,小分子,大分子,渗透液,定义：具有选择性分离的功能薄膜材料。,“21世纪的多数工业中，膜技术扮演着战略的角色”“谁掌握了膜技术，谁就掌握了21世纪的未来”,膜的定义,无相变、低能耗 高效率、污染小工艺简单、操作方便便于与其它技术集成,膜分离技术特点,特点,膜的种类,根据膜
2、的材质,固体膜,液体膜,根据材料来源,天然膜,合成膜,无机材料膜,有机高分子膜,根据膜的结构,多孔膜,致密膜,离子交换膜,渗析膜,微孔过滤膜,超过滤膜,反渗透膜,渗透汽化膜,气体渗透膜,根据膜的功能,错流过滤微滤超滤纳滤反渗透,完全过滤沙或多介质滤筒,膜过程的一些术语,微滤 0.110m：细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等,超滤 0.005 0.1m：颜料、蛋白、多糖、大分子,纳滤 0.00050.005m：低聚糖、染料、多价离子,反渗透0.00010.001m：电解质、大于100Da的有机溶质,水、小于100Da的有机溶质,膜的适用范围,膜科学树形示意图,典型膜应用过程反渗透,渗透（osmo
3、sis）当利用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时，浓度较低的溶液中的溶剂(如水)自动地透过半透膜流向浓度较高的溶液，直到化学位平衡为止的现象。,若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力。,一种以高于渗透压力的力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离过程。,纯水,盐水,P,反渗透（reverse osmosis，RO）,自然界中的渗透现象,自然界中的反渗透现象,植物根部吸水、腌制咸菜,海鸥饮水,水中的杂质,离子类的,非离子类的,微粒的,气体类的,水中的杂质,非离
4、子的,有机物 酒精 酮 醛 苯酚,水中的杂质,微粒的,固体悬浮物胶质物微生物细菌滤过性微生物/病毒热原物质藻类,水中的杂质,水中的杂质,气体类,反渗透可去除：,离子类非离子类微粒的,不去除气体类,离子的相关渗透率,一价高二价居中三价慢,一般离子所带电荷与其渗透率有如下规律：,脱盐水工艺流程,是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质，使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等。,多介质过滤器,主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。,活性炭过滤器,在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过
5、滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。可以进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI5 TOC2.0ppm。,保安过滤器,保安过滤器又称精密过滤器，为了防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和反渗透膜，通常在反渗透进水前设置滤芯式保安过滤器。一般采用孔径小于10um，根据实际设计情况可设计为5um或更低。,工业应用的反渗透装置,卷式膜组件,卷式膜组件,卷式膜组件一个膜叶结构示意图,该设备是以鼓风脱气方式除去水中游离二氧化碳的设备。水从设备上部引入，经喷淋装置喷洒，流过表面积大的填料，空气自设备下部风口进入，逆向穿过填料层；水中的游离二氧化碳迅速地析出，自顶部排除。在水处理系统中，一般设置在阴离子交换器前面，只要选用合适，水经除碳后残留的二氧化碳小于5mg/L。,除二氧化碳器,混合离子交换器,混合离子器，简称“混床”，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，在运行前将它们均匀混合，所以可看作是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床，水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器，则被树脂交换，而得到高度纯水。,超滤与反渗透装置,
