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反渗透膜工作原理渗透、 渗透压和反渗透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(Osmosis)。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(Osmoticpresssure)。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(ReverseOsmosis,简称RO)。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1r1J毒、有机物及胶体等杂质去除溶质+溶剂 溶剂半透膜渗透压1r」L以获得高质量的纯净水溶质+溶剂 溶剂初始状态渗透及渗透平衡状态半透膜溶剂 溶剂溶质+溶剂 溶剂反渗透状态渗透压的大小取决于溶液的固有性质 ,即与浓溶液的种类、度和温度有关而与半透膜的性质无关。一般可用下式计算渗透压。n二CRT (1-1)n—渗透压,大气压C—浓度差,摩尔/升R—气体常数,*大气压/摩尔*°KT—绝对温度° K上式是应用热力学推导出来的 ,因此只对稀薄溶液才是准确的。C为水中离子的溶度 ,若为非电解质则为分子的浓度。 ,分类方法也很多。 按膜材料的化学组成大致可分为:醋酸纤维膜、 芳香聚酰胺膜和复合膜。。膜的物化稳定性的主要指标有 :膜材料、膜允许使用的最高压力、 温度范围、 适用的PH值范围以及对有机溶剂等化学药品的抵抗性,有时尚需说明对某些物质如水中游离氯或氧化性物质的最高允许浓度。膜的分离透过特性的主要指标是:脱盐率、产水率及流量衰减系数。醋酸纤维膜(CA)从化学上讲,醋酸纤维素(CelluloseAcetate简称CA)是一种羟基聚合物,它一般是用纤维素经酯化生成三醋酸纤维,再经过二次水解成一、二、三醋酸纤维的混合物。醋酸纤维膜的性能与其乙酰基含量有着密切的关系,作为膜材质的醋酸纤维中的乙酰基含量愈高,则脱盐性能愈好,但产水量愈小。为了均衡脱盐性能和透水性能,--%的醋酸纤维。由于醋酸纤维素是一种酯类,因此它会发生水解,水解的结果将降低乙酰基的含量,使膜的性能受到损害,同时膜也更易受到生物的侵袭。芳香聚酰胺膜(PA)以聚酰胺为材料制成的反渗透膜。聚酰胺膜的透水速度及抗压密能力比醋酸纤维素膜强出许多。复合膜复合膜的特征是用两种以上膜材料复合而成。例如在超滤膜(作多孔支撑层)上生成表皮层,这种膜同样具有非对称结构。这里,超滤膜起增强机械强度作用,表皮层起脱盐作用。 ,其性能上的差异主要有:⑴复合膜的化学稳定性好 ,醋酸纤维膜不可避免地会发生水解。⑵复合膜的生物稳定性好 ,不受微生物侵袭,而醋酸纤维膜易受微生物侵袭。⑶复合膜的产水量不随使用时间而改变,而醋酸纤维膜随时间的延长产水量不断下降。⑷复合膜的脱盐率不随时间而改变,而醋酸纤维膜由于不可避免的水解,脱盐率会不断下降。⑸醋酸纤维膜的寿命一般仅三年,而复合膜有些已使用五年,性能仍完好如初。二、 反渗透膜元件1、 :管式、平板式、中空纤维式及卷式。在反渗透技术刚刚起步时,主要采用的是管式及平板式膜元件。但以这两种膜元件设计的反渗透系统初始投资高,而且膜的填充密度低(管式膜元件特别低),也只因如此她们仅可用于高污染给水的处理。卷式膜元件是把两层膜背对背粘接起来形成一个膜袋,然后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的,利用该膜元件组成的系统具有投资少,耗电省等优点。卷式膜元件是工业系统中应用最普遍的一种膜元件,而且研制发展速度很快。%。2、 卷式膜元件卷式膜元件是美国GulfGeneralAtomic公司(UOP的前身)受美国内务部盐水局(OSW)委托于1964年首先开发出来的一种新型的膜元件,它的基本结构如图2所示,它的水流图如图3所示。卷式膜元件中所采用的膜为平面膜,为了便于产品水在膜袋内流动,在信封状的半透膜袋之内夹有产品水通道织物层。RO系统运行时,原水中一部分水沿与膜垂直的方向经过膜,此时盐类和胶体