反滲透膜

reverse osmosis film反滲透技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜 而將這些物質(zhì)和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優(yōu)點。

簡介

反滲透膜是實現(xiàn)反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度并不好。有的高分子材料化學(xué)結(jié)構(gòu)具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臐B透量或脫鹽率。

反滲透膜應(yīng)具有以下特征:(1)在高流速下應(yīng)具有高效脫鹽率;(2)具有較高機械強度和使用壽命;(3)能在較低操作壓力下發(fā)揮功能;(4)能耐受化學(xué)或生化作用的影響;(5)受pH值、溫度等因素影響較小;(6)制膜原料來源容易，加工簡便，成本低廉。

反滲透膜的結(jié)構(gòu)，有非對稱膜和均相膜兩類。當(dāng)前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚酰胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式?？捎糜诜蛛x、濃縮、純化等化工單元操作，主要用于純水制備和水處理行業(yè)中。

原理:反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。 反滲透時，溶劑的滲透速率即液流能量N為:N=Kh(Δp-Δπ) 式中Kh為水力滲透系數(shù)，它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側(cè)的靜壓差;Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為: π=iCRT 式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù);C為溶質(zhì)的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數(shù);T為溫度。 反滲透通常使用非對稱膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(shè)備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。 反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，其應(yīng)用范圍正在擴大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

反滲透膜過濾精度

反滲透膜能截留大于0.0001微米的物質(zhì)，是細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機物，同時允許水分子通過。

反滲透膜選型

經(jīng)常有客戶問到在我們選擇反滲透RO膜需要考慮哪些性能指標(biāo)。通常分為三個:脫鹽率、產(chǎn)水量、回收率。

一、RO反滲透膜的脫鹽率和透鹽率

RO反滲透膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決于反滲透RO膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。反滲透膜對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對高價離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以超過99%，對單價離子如:鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也可超過了98%(反滲透膜使用時間越長，化學(xué)清洗次數(shù)越多，反滲透膜脫鹽率越低)對分子量大于100的有機物脫除率也可過到98%，但對分子量小于100的有機物脫除率較低。

反滲透膜的脫鹽率和透鹽率計算方法:

RO膜的鹽透過率=RO膜產(chǎn)水濃度/進水濃度×99%

RO膜的脫鹽率=(1–RO膜的產(chǎn)水含鹽量/進水含鹽量)×99%

RO膜的透鹽率=99%–脫鹽率

二、RO反滲透膜的產(chǎn)水量和滲透流率

RO膜的產(chǎn)水量--指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水能力，即單位時間內(nèi)透過RO膜的水量，通常用噸/小時或加侖/天來表示。

RO膜的滲透流率--也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天(GFD)表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于RO膜表面的水流速加快，加劇膜污染。

三、RO反滲透膜的回收率

RO膜的回收率--指反滲透膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。依據(jù)反滲透系統(tǒng)中預(yù)處理的進水水質(zhì)及用水要求而定的。RO膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定。

(1)RO膜的回收率=(RO膜的產(chǎn)水流量/進水流量)×99%

(2)反滲透(納濾)膜組件的回收率、鹽透過率、脫鹽率計算公式如下:

反滲透膜組件的回收率= RO膜組件產(chǎn)水量/進水量×99%

反滲透膜組件的鹽分透過率=RO膜組件產(chǎn)水濃度/進水濃度×99%

清洗方案

超聲波清洗的基礎(chǔ):

(1)空化作用:空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產(chǎn)生*的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。

(2)直進流作用:超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動的現(xiàn)象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產(chǎn)生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。

(3)加速度:液體粒子推動產(chǎn)生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

超聲波清洗的原理:

由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)---清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的直徑為50-500μm的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)，當(dāng)聲壓達到一定值時,氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當(dāng)團體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為"空化"效應(yīng)的過程中，氣泡閉合可形成幾的高溫和超過1000個氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小"爆炸"不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到物件表面清洗凈化的目的。

材料

根據(jù)脫鹽的需要，經(jīng)過大量的研究試驗，從大量的高分子材料中篩選出了醋酸纖維素(CA)和芳香聚酰胺兩大類膜材料。

此外，復(fù)合膜的表皮層還用到了其他一些特殊材料。