第七章反渗透精要.ppt

渗透压是选择操作压力和设计反渗透的重要依据。操作压力是指反渗透装置实际运行压力，它是渗透压、反渗透装置水流阻力、维持膜足够透水速度所必须的推动压力之和。为渗透压的2-20倍。 计算结果：海水渗透压为2.98MPa，而含盐量1000mg/L的渗透压为0.084MPa 4.中空纤维式 美国杜邦公司和道斯化学公司提出用纯中空纤维素作为反渗透膜，制造出一种中空纤维式反渗透装置。 这种装置类似于一端封死的热交换器，其中含有外径50μm、内径25μm；装成一种圆柱形中空纤维管束，一端敞开，另一端用环氧树脂封死，放入一种圆筒形耐压容器中，或者将中空纤维弯曲成U形装入耐压容器中，由于这种中空纤维极细，通常可以装填几百万根。高压溶液从容器旁的打进去。经过中空纤维膜的外壁，从中空纤维管束的另一端把渗透液收集起来，浓缩后的料液从另一端连续排掉。 中空纤维膜组件 中空纤维式的优点是单位体积内的膜装载面积大，无须承压材料，装备紧凑。缺点是容易堵塞、清洗困难。因此对原液的预处理要求很严。 各种反渗透器的单位体积产水量 各种反渗透器的优点 第四节 反渗透的预处理 一、反渗透装置对进水的质量要求 目的：减轻反渗透膜的污染，浓差极化、结垢、微生物侵蚀、水解、氧化、压密以及高温变质等。 要求（某卷式苦咸水复合膜）：SDI5，浊度1NTU，游离氯0.1mg/L，水温≤45℃，压力≤4.1MPa，pH值2-10。 据统计，我国反渗透系统运行故障85%以上是因预处理方面引起的。所以应从设计、制造、安装、调试、运行和维护诸方面重视反渗透的预处理。 SDI又称淤塞指数，它是表示微量固体颗粒的水质指标。测定方法是过滤法。固体颗粒浓度很小，光学方法灵敏度不够，过滤比较合适。 二、预处理工艺 RO装置前必须设置预处理系统。——原则性 水源不同，预处理系统不一样。——多样性 必须针对不同水源，将各种水处理单元有机组合起来，形成一个技术上可行经济上合算的预处理系统。——经济性 水处理单元：混凝、澄清、过滤、吸附、消毒、脱氯、软化、加酸、投加阻垢剂、微孔过滤和超滤等。 1、以地下水为水源的预处理工艺 含盐量、硬度、碱度和二氧化碳含量较高，悬浮物和胶体较少，色度、浊度和pH值较低，但可能有Fe2+、Mn2+和硅酸化合物等。 预处理系统如流程1。 关注点：1）预防深井泵取水带砂，2）当铁锰含量高时，应增加除铁锰措施，3）当生物活性较高时，增加杀菌措施，4）HCO3-含量较多，通过曝气或加酸出去，5）硅酸化合物20mg/L时，考虑去除措施或添加分散剂、调节pH值和温度等防止硅垢，6）应留有应对水质日益恶化的预案，7）注意地下水含盐量逐年上升。 流程1 2、以地表水为水源的预处理工艺 与地下水相比，地表水由于工业废水、城市污水、农业排水、固废、大气污染物、农药和化肥等污染，成分比较复杂，尤其ss、胶体物质、有机物和微生物等含量较多，对反渗透的危害也大。 地表水质与其所处环境密切相关。 关注点：1）根据ss含量决定预处理方法，小于50mg/L时，采取流程2，大于50时，则在流程2前增加混凝沉淀等除浊手段。2）注意水污染，地表水直接接纳工业废水和生活废水，含有氰化物、石油类、氨氮化合物、重金属等污染物。应根据污染物种类和浓度，在流程2之前增加废水处理设施（如生物氧化池、超滤）。 马宵颖 华北电力大学环境学院 第七章 反渗透 第一节 反渗透原理 第二节 反渗透膜 第三节 反渗透膜组件 第四节 给水预处理 第一节 反渗透原理 当用一张半透膜将纯水和盐水分开，纯水会透过半透膜向盐水扩散，使盐水侧溶液水面升高，直到动态平衡。渗透的推动力就是渗透压，这是正渗透。 在浓液一边加上比渗透压更高的压力，扭转渗透方向，把浓溶液中的溶剂压到半透膜的另一边稀溶液中，这和自然界正常渗透过程相反，称为反渗透。 图5-1透与反渗透现象 反渗透的条件： 1 高选择性（透水不透盐）和高渗透性的选择性半透膜 2 高于溶液渗透压的操作压力 渗透压公式 根据渗透平衡时膜两侧水的化学位相等的条件，得出渗透压的计算公式，对于水的稀溶液，其计算式可近似为Vant Hoff方程： Π = R· T ·∑ci 式中：Π 为渗透压，Mpa； R 为气体常数，0.008039MPa·L/(mol·K)； T 为水的绝对温度，K； ∑ci为水中各种溶质的浓度之和，mol/L。 *选择性透过模型 1、优先吸附-毛细孔流理论 研究发现，溶质的分散是不均匀的，即溶质在溶液表面层中的浓度与溶液内部的浓度不同，这