反滲透技術簡述
是當今節能有效的膜分離技術,用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來,方向與滲透方向相反,可使用大于滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。利用反滲透技術可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體,和大部分有機物等雜質。 由于反滲透膜的孔徑非常小(僅為10埃左右),因此能夠有效地去除水中的水解鹽類、膠體、微生物、重金屬離子、有機物等,從而獲得高質量純凈水。
反滲透的原理
當把相同體積的稀溶液和濃液分別置于一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
反滲透定義
反滲透顧名思義是一種施加壓力于與半透膜相接觸的濃縮溶液所產生的和自然滲透現象相反的過程。如施加壓力超過溶液的天然滲透壓,則溶劑便會流過半透膜,在相反一側形成稀溶液,而在加壓的一側形成更高的溶液。如施加的壓力等于溶液的天然滲透壓,則溶劑的流動不會發生;如施加的壓力小于天然滲透壓,則溶劑自稀溶液流向濃溶液。
反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來,方向與滲透方向相反,可使用大于滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。利用反滲透技術可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體,和大部分有機物等雜質。反滲透膜的主要分離對象是溶液中的離子范圍,無需化學品即可有效脫除水中鹽份,系統除鹽率一般為98%以上。所以反滲透是的也是節能、環保的一種脫鹽方式,也已成為了主流的預脫鹽工藝。

應用范圍:超純水、高純水、電去離子水、電子超純水、電廠鍋爐補給水、數據研究閉式冷卻循環超純水,電廠化水,化工生產用超純水,垃圾焚燒電廠用超純水,生物質電廠用超純水。 應用行業 1、電力、化工、日化品、食品、新能源、生物醫藥、工業品制造、實驗室、鋼鐵等領域用高純水。
2、化工行業:化工生產用超純水,化工冷卻用超純水,化學藥劑、化肥、農藥等生產工藝用高純水,尿素液、玻璃水、防凍液、冷卻液、增光劑等生產工藝用超純水。
3、電子行業:單晶硅、半導體晶片切割制造、半導體芯片、半導體封裝、引線柜架、集成電路等生產工藝用超純水,液晶顯示器、導電玻璃、顯像管、線路板、光通信、電腦元件、電容器潔凈產品及各種元器件等生產工藝用超純水,數據研究冷卻循環用超純水。
4、食品行業:食品生產用超純水,果汁、啤酒、乳業等生產工藝用超純水。
5、新能源行業:單晶硅、多晶硅制造用超純水,太陽能電池板、蓄電池等生產工藝用超純水。
6、生物制藥行業:菌種培養用超純水,工具清洗用高純水,原料藥的提取洗滌用超純水,針劑、注射液、口服液、膠囊、、護理液、化妝品、洗滌用品、84消液等生產工藝用超純水。
7、日化品行業:洗發水、沐浴露、洗手液、漱口液、洗面奶、洗衣液、洗潔精、潔廁液、面膜、濕巾等生產工藝用超純水
8、工業產品制造業:汽車、家電涂裝加工清洗用超純水,造紙、印染、涂料、油漆、稀釋液等生產工藝用高純水水,鋼化玻璃、鏡片、光學玻璃、鋼化膜、電視液晶屏、電腦顯示屏等清洗用超純水。
9、電力行業:電廠高、中、低壓鍋爐鍋爐補給水的超純水,熱力、火力發電鍋爐動力系統冷卻循環水,熱蒸汽供水,核工業冷卻用高純水。
10、實驗室科研用水:試劑稀釋用超純水,玻璃器皿清洗用超純水,試驗工具洗滌用超純水。
反滲透技術的由來與發展
1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是無法飲用高鹽份的海水的.經過解剖發現海鷗體內有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經由海鷗吸入體內后加壓,再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構;并在1953年由University of Florida應用于海水淡化去除鹽份設備,在1960年經美國聯邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫學院教授Dr.S.Sidney lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用于太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質與量更加精進,從而解決了人類欽用水中的難題。
反滲透膜
反滲透是60年代發展起來的一項新的膜分離技術,是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程.反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,縮寫為“RO”. RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術,源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉化為民用,目前已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。 RO反滲透膜[1] 孔徑小至納米級(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體。等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。 一般性的自來水經過RO膜過濾后的純水電導率5μs/cm(RO膜過濾后出水電導=進水電導×除鹽率,一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上,5年內運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的,可以采用2級反滲透,再經過簡單的處理,水電導能小于1μs/cm), 符合國家實驗室三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾,出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國家實驗室一級用水標準(GB 6682—92)。
各種品牌的膜元件:
反滲透技術與其他脫鹽技術比較優點
與其他水處理方法相比具有:
1. 無相態變化
2. 常溫操作
3. 設備簡單
4. 效益高
5. 占地少
6. 操作方便
7. 能量消耗少
8. 適應范圍廣
9. 自動化程度高
10. 出水質量好等優點。
反滲透法脫鹽率及產水純凈程度都比電滲析法高,出水水質優于我國《生活飲用水衛生標準》,對高氟低礦化度苦咸水通過反滲透法淡化,出水水質可達到我國《飲用純凈水衛生標準》。有資料表明,反滲透法淡化苦咸水的能耗———電耗、水耗均低于電滲析法,而且反滲透法設備結構緊湊、占地面積小、運行效果穩定可靠、符合“清潔生產”要求,反滲透法是較其他方法更為合理、有效的苦咸水淡化方法。
采用反滲透法對不同含鹽量的苦咸水進行脫鹽淡化,淡化過程中,系統運行穩定。系統的脫鹽率達96 %以上,淡化水水質達到國家生活飲用水標準。反滲透系統苦咸水淡化裝置具有較強的適應性,可根據原水的水質情況,調整運行參數來實現對不同含鹽量的苦咸水連續進行處理。該裝置高度集成化,可望成為定型的成套設備。
反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置,是解決無電和常規能源短缺地區人們生活用水問題的既經濟又可靠的途徑。反滲透淡化法不僅適用于海水淡化,也適合于苦咸水淡化。現有的淡化法中,反滲透淡化法是經濟的,它甚至已經超過電滲析淡化法。由于反滲透過程的推動力是壓力,過程中沒有發生相變化,膜僅起著“篩分”的作用,因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現有海水和苦咸水淡化中,反滲透法是節能的。反滲透膜分離的特點是它的“廣譜”分離,即它不但可以脫除水中的各種離子,而且可以脫除比離子大的微粒,如大部分的有機物、膠體、懸浮物等,故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱
反滲透技術的應用
隨著反滲透技術廣泛應用和不斷的技術改進,已經在許多行業得到使用;應用范圍液在不斷壯大和發展,被各行業的技術人員認可;應用的范圍和使用方法還在不斷擴展;
典型代表領域:
鍋爐補給水、除鹽水設備------各種蒸汽鍋爐、火力發電廠、熱水爐、石化熱力鍋爐等補給水。
中水、廢水回用設備------石油化工、鋼鐵、市政、紡織印染等工業領域的中水、廢水回用。
電子工業用超純水設備------單晶硅、半導體晶片切割制造、半導體芯片、半導體封裝、引線框架、集成電路、液晶顯示器、導電玻璃、顯像管、線路板、光通信、電腦元件、電容器潔凈產品及各種元器件等生產工藝用純水。
一般工業用純水設備-----鍍膜玻璃、電鍍、表面涂裝、紡織印染、工業配液、工業產品清洗等用水。
生物醫藥行業用純水設備-----針劑、粉針劑、大輸液、生化制品用水、無菌水、口服液等符合GMP標準。
精細化工行業用純水設備------化工工藝用水、化學藥劑、化妝品等用純水。
飲料、食品行業水處理設備---飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水、天然水、礦化水、啤酒生產用水、白酒勾兌用純水。
苦咸水淡化、海水淡化設備。
膜分離設備--分離、回收、濃縮、提純設備。
生活飲用水處理、賓館、樓宇、社區優質供水設備、直飲水工程。
反滲透未來技術的發展方向
反滲透技術發展很快,工程造價和運行成本持續降低,主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力,提高反滲透系統回收率,廉價實用的預處理技術,增強系統抗污染能力等。