反渗透技术

发布时间:2008/11/15 14:19:25

反渗透膜工作原理

对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液 ( 例如淡水 ) 和浓溶液 ( 例如盐水 ) 分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。

反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

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。

特点常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，因而能耗低； 杂质去除范围广，可去除无机盐和各类有机物杂质；较高的水回用率；分离装置简单，容易操作和维修。
应用范围 :

太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备； 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。

以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术， 30 年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。
反渗透膜应用现状

在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自 1995 年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增 20 ％；据保守的统计， 1999 年工业反渗透膜元件的市场供应量为 8 英寸膜 6000 支， 4 英寸膜 26000 支。 2000 年和 2010 年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年 10 亿人民币以上的产值。

国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、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。

衡量反渗透膜性能的几项主要指标

1. 脱盐率和透盐率
   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＝ (1 －产水含盐量 / 进水含盐量 )×100 ％
   透盐率＝ 100 ％－脱盐率
   膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱除率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以超过 99 ％，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低，但也超过了 98 ％；对分子量大于 100 的有机物脱除率也可达到 98 ％，但对分子量小于 100 的有机物脱除率较低。
2. 产水量（水通量）
   产水量（水通量） - 指反渗透系统的产能，即单位时间内透过膜水量，通常用吨 / 小时或加仑 / 天来表示。
   渗透流率 ―― 渗透流率也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（ GFD ）表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快，加剧膜污染。
3. 回收率
   回收率－－指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定，是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望最大化以便提高经济效益，但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。

回收率＝（产水流量 / 进水流量） ×100 ％