1. 何为反渗透法
1、反渗透法(reverse osmosisRO)指的是在半透膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力,内原水透过半透膜时容,只允许水透过,其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。
2、反渗透法通常又称超过滤法,该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。
3、反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。
2. 反渗透原理是什么
反渗透又称逆渗透,是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。
从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。
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,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
特点:
反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。
现已大规模应用于海水和苦咸水淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
以上内容参考:
网络-反渗透
3. 反渗透膜过滤原理是物理的还是化学的
反渗透就是当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。
若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。
它是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至纳米级,在一定的压力下,H2O分子可以通过反渗透膜,而原水中的无机盐、重金属离子、病毒等杂质无法透过反渗透膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
所以说,反渗透膜的过滤原理属于物理性质,因为反渗透膜是一种介质,它是靠压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜来分离,方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液,主要分离对象是溶液中的离子范围。这种薄膜分离技术,是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程,渗透是一种物理现象。
4. 什么是反渗透处理方法
采用孔径极小的反渗透膜将水中绝大部分有机和无机物过滤掉,从而得到基本功能上纯净的水处理方法叫反渗透处理方法。
5. 反渗透法的特性
反渗透方法可以从水中除去90 %以上的溶解性盐类和99 %以上的胶体微生物及有机物等。尤其以风能、太阳能作动力的反渗透净化苦咸水装置,是解决无电和常规能源短缺地区人们生活用水问题的既经济又可靠的途径。反渗透淡化法不仅适用于海水淡化,也适合于苦咸水淡化。现有的淡化法中,反渗透淡化法是最经济的,它甚至已经超过电渗析淡化法。由于反渗透过程的推动力是压力,过程中没有发生相变化,膜仅起着“筛分”的作用,因此反渗透分离过程所需能耗较低。在现有海水和苦咸水淡化中,反渗透法是最节能的。反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离,即它不但可以脱除水中的各种离子,而且可以脱除比离子大的微粒,如大部分的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等,故反渗透分离法又有广谱分离法之称。 与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》,对高氟低矿化度苦咸水通过反渗透法淡化,出水水质可达到我国《饮用纯净水卫生标准》。有资料表明,反渗透法淡化苦咸水的能耗———电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行效果稳定可靠、符合“清洁生产”要求,反渗透法是较其他方法更为合理、有效的苦咸水淡化方法。
采用反渗透法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化,淡化过程中,系统运行稳定。系统的脱盐率达96 %以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。反渗透系统苦咸水淡化装置具有较强的适应性,可根据原水的水质情况,调整运行参数来实现对不同含盐量的苦咸水连续进行处理。该装置高度集成化,可望成为定型的成套设备。 在水处理方面使用反渗透技术在全世界的公认度:
1、Harvard美国哈佛大学医学院检验合格。
2、美国国家卫生试验所检验标准。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美国LOMA LINDA大学医学院检验合格。
4、美国加洲ORANGE COUNTY自来水管理局奖赏。
5、Dr.T.C.McDANIEL美国医学学会推荐。
6、Wcts检验合格。
7、CCEL检验超标准。
8、NASA美国太空总署采用航天飞机装备。
9、Coca cola(可口可乐)公司采用。
10、美国海军采用使海水变淡水。 给水预处理对反渗透法安全运行是至关重要的。无论地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有机物和无机物。虽然反渗透能截留这些物质,但反渗透主要是用来脱盐。如果反渗透给水中含有过多的浊度、悬浮物质,这些物质将会淤积在膜表面上,此外还可使水中硬度过高而结垢,这些将使流道堵塞,造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降,甚至使膜组件报废的严重结果。另外不同膜材料具有不同的化学稳定性,它们对p H、余氯、温度、细菌、某些化学物质等的稳定性也有很大的影响,对给水预处理的要求也不同。一般来讲,膜组件生产厂商均会提出给水水质指标。这些指标包括:
(1) 淤泥密度指数( S D I) 。该指数能较好地反映给水中胶体、浊度和悬浮物的含量,给水预处理后, S D I 越低对膜组件的使用年限越长, 一般要求S D I ≤4 。降低给水中的S D I ,可采取絮凝、沉淀、过滤等方法。
(2) p H。复合膜耐p H 范围较宽(2~11) ,而三醋酸纤维素耐p H 范围较窄(3~8) ,超过规定范围膜易水解。调节p H 的另一个目的是降低给水中的碱度。
(3)碱度。碱度是度量水样中和酸的能力,能与酸中和的物质是氢氧根离子、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐和磷酸盐等,碱度与氢氧化物和碳酸盐结垢有密切关系。碱度过高就必须用酸中和加以破坏。
(4) 温度。不同膜材料的耐温能力有所不同。如复合膜耐温可高达45 ℃,而三醋酸纤维膜则不能超过35 ℃,水温度过高还会增加膜的压密性,膜组件产水量会大大下降。此外较高的水温( 超过25 ℃) 会加速细菌的繁殖,这时更要注意灭菌措施。
(5) 铁锰的含量。铁、锰易造成膜面上污垢的沉积。
(6) 硫酸盐。硫酸盐(如CaSO4 ) 不易清除,当硫酸盐和钙、镁含量较高时,必须注意加防垢剂,严格控制水的回收率。
(7) 硬度。硬度主要指钙离子和镁离子的含量,它是碳酸盐垢和硫酸盐垢的主要成分。通过计算水中Lange2lier 饱和指数、Stiff 和Davis稳定指数可判断结垢的趋势。
(8)余氯。加氯灭菌也是反渗透淡化过程中不可少的过程,但不同膜材料的耐氯性有很大的差别。三醋酸纤维素耐氯性能较好,可耐1. 0 mg/ L 的余氯,而复合膜则只能在低于0. 1 mg/ L 下运行。通过加入亚硫酸氢钠可以降低余氯。
(9)总有机碳( TOC) 。TOC 过多可能引起微生物的污染,特别是经过杀菌消毒过程,如水温较高,消毒分解的有机物,正是细菌的饵料,以致残存的细菌繁殖更快,醋酸纤维素膜对此非常敏感。降低给水中的TOC ,可通过活性碳吸附。 虽然反渗透系统运行已证明是可靠的,但产生的故障报道也不少,如给水预处理不当、没有按规定控制各种运行参数,均系操作不当引起。因此,反渗透淡化系统安全运行必须注意以下问题:
(1) 定期测试S D I 指数。S D I 过高,会造成膜组件的不可逆污染,缩短组件的寿命。
(2) 控制回收率。回收率过高,一方面使难溶盐的组分超过溶度积而结垢,另一方面组件里的浓水流速过低,易于产生浓差极化引起结垢,同时不利于把水中胶体、悬浮物等排出。
(3) 注意膜组件的压差。膜组件的初期压差是很小的,如若压差增大较快,预示膜组件被污染或结垢,必须查出原因,并予以纠正。
(4) 注意产水量和脱盐率的变化,通常与压差变化同时出现。如在短时间内,产水量和脱盐率明显变化,必须检查预处理系统运行是否正常,如加药量是否合适、过滤器是否漏砂等。 (1)反渗透系统对二价及多价阳阴离子的截留效果高于单价离子(表1) 。
表1 阴、阳离子截留率( %)
阳离子阴离子
Fe3 + Ca2 + Mg2 + K+ Na + SO2 -4 Cl - F - HCO -3
100. 0 98. 8 99. 5 98. 5 96. 5 98. 4 96. 4 96. 0 94. 7
(2 )反渗透系统对水质极差的SO4 ·Cl2Na ·Mg型和SO4 ·Cl2Na 型苦咸水中的溶解性总固体、总硬度、铁、锰、钙、镁、钾、钠、硫酸盐、氯化物、二氧化硅等无机盐的去除率为96 %~100 %;总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性固体等指标去除率大于 98 % ,出水水质优于国家和国际水质标准.
(3)反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率为96 % ,六价铬去除率为92. 5 %。
(4)反渗透系统对污染性及毒理学指标、耗氧量、N H32N、NO22N 、NO32N、砷去除率40 %~83 %,低于上述无机盐类去除率,但原水中污染性指标含量相对较低,40 %~83 %的去除率完全可以满足生活饮用水卫生标准要求。
(5) 苦咸水中,微生物含量在地表水、地下水中差异较大,反渗透系统对细菌总数检测的去除率从44. 6 %提高到93. 2 % ,去除效果明显。
(6) 原水中毒理学指标及部分理化指标如铜、锌、铅、铬、镉、银、汞、硒、氰、挥发酚类、三氯甲烷、四氯化碳、苯并(a) 芘、滴滴涕、六六六含量均较低,大都低于检验方法的检出下限,不做加标检验,难以从运行水质指标中确定反渗透器对它们的去除效果,但根据中国预防医学科学院环境卫生监测所1997年7 月对一些反渗透装置加标检验报告来看,上述指标的去除率绝大部分达到100 %。 锅炉补给水、除盐水设备------各种蒸汽锅炉、火力发电厂、热水炉、石化热力锅炉等补给水。
中水、废水回用设备------石油化工、钢铁、市政、纺织印染等工业领域的中水、废水回用。
电子工业用超纯水设备------单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装、引线框架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。
一般工业用纯水设备-----镀膜玻璃、电镀、表面涂装、纺织印染、工业配液、工业产品清洗等用水。
生物医药行业用纯水设备-----针剂、粉针剂、大输液、生化制品用水、医用无菌水、口服液等符合GMP标准。
精细化工行业用纯水设备------化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。
饮料、食品行业水处理设备---饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水、天然水、矿化水、啤酒生产用水、白酒勾兑用纯水。
苦咸水淡化、海水淡化设备。
膜分离设备--药物分离、回收、浓缩、提纯设备。
生活饮用水处理、宾馆、楼宇、社区优质供水设备、直饮水工程。
6. 废水处理中的吸附法、反渗透法和电渗析法属于( )法。
C
答案解析:
[解析]
废水处理的方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法。物理法是利用筛滤、沉淀、气浮等方法对污水进行处理;利用化学反应来分离、分解污染物,或使其转化为无害物质的处理方法是化学法;物理化学法主要有吸附法、反渗透法和电渗析法。生物处理法是利用微生物新陈代谢功能,将废水中呈融解和胶体状态的有机污染物降解,并转换为无害物质,使水得到净化。
7. 反渗透的优缺点
【优点】
与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设内备简单、效益高容、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》,对高氟低矿化度苦咸水通过反渗透法淡化,出水水质可达到我国《饮用纯净水卫生标准》。有资料表明,反渗透法淡化苦咸水的能耗———电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行效果稳定可靠、符合“清洁生产”要求,反渗透法是较其他方法更为合理、有效的苦咸水淡化方法。 采用反渗透法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化,淡化过程中,系统运行稳定。系统的脱盐率达96 %以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。反渗透系统苦咸水淡化装置具有较强的适应性,可根据原水的水质情况,调整运行参数来实现对不同含盐量的苦咸水连续进行处理。该装置高度集成化,可望成为定型的成套设备。
【缺点】
需要高压设备,原水利用率只有75-80%。膜要定期清洗。
8. 反渗透废水的处理方法
一种反渗透污水处理方法:把经过一级处理后的浊环水排
放到浊环水蓄水池,进行预处理,预处理的步骤依次为:
I测出浊环水的PH值,根据浊环水蓄水池引出水的PH值投加碱液,
把浊环水的PH值调节到7-7.5;
II把调节好PH值的浊环水送入安装着微孔曝气盘的曝气池,在曝气
池内缓漫流动,停留25-35分钟,采用曝气氧化法除铁离子,以满足反渗
透对进水中铁离子含量的要求,在曝气池投放次氯酸钠;
III把曝气池的水经提升水泵送到安装着搅拌机的机械反应池,在机
械反应池内投放絮凝剂聚合氯化铝和助凝剂聚丙烯酰胺进行搅拌混凝,使
药剂与水混合均匀,形成矾花;
IV机械反应池的水自流入安装着泥耙和渣浆泵的斜板沉淀池,在斜板
沉淀池去除水中的大部分悬浮物;
把经过上述预处理的水分为两部分,一部分水送到内装填无烟煤和石
英砂的过滤器滤去水中的杂质,送入勾兑水池;
另一部分水送入臭氧反应
池,依次进行下述的处理;
a在臭氧反应池与臭氧混合,对水中的有机物采用臭氧杀菌、消毒、
除色,氧化水中少量有机污染物;
b水经过臭氧化应池与多介质过滤器的
联接管道时由加液泵投加絮凝剂聚合氯化铝;
c臭氧反应池内引出的并加
有絮凝剂聚合氯化铝的水送入装有石英砂和无烟煤的多介质过滤器,多介
质过滤器出水综合污染质数SDI值在5以下;
d多介质过滤器的出水利用
余压自动流入装有滤芯的微滤器,截留多介质过滤器过滤后水中20μm以
上的颗粒;
e从微滤器出来的水到保安过滤器之间的管道上,安装有管道
混合器,由计量药泵从计量箱中分别抽取还原剂和阻垢剂加到管道混合器
中使水在流动过程中与药剂混合,还原水中氧化性物质;
f加有还原剂和阻
垢剂的水进入内装滤芯的保安过滤器,由保安过滤器截留水中5μm以上的
颗粒,使水质符合反渗透进水的要求;
g从保安过滤器出来的水用高压泵
打入装有过滤膜元件的压力容器的一级反渗透机组,进行初步除盐,初步
除盐的水,一部分水直接输出,一部分送入勾兑水池与过滤器出来的水进
行勾兑后,作为净环水。
9. 电厂水处理反渗透系统与阴阳床的原理分别是什么各自有什么优缺点谢谢
反渗透膜的基本工作原理是:
运用特制的高压水泵,将原水加至6—20公斤压力,使原水在压力的作用下渗透过孔径只有0.0001微米的反渗透膜。化学离子和细菌、真菌、病毒体不能通过,随废水排出,只允许体积小于0.0001微米的水分子和通过。反渗透膜具有设备构造紧凑,占地面积小,单位产水量高,能量消耗少,去除杂质彻底,使用范围广,自动化程度高,使用操作方便,无污染等多种优点。
阴、阳树脂的工作原理:
离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。
10. 反渗透技术是什么有什么特点
反渗透技术是世界上世纪六十年代后期开始应用的一项新技术。反渗透(RO)亦称逆渗透,主要由高压泵和反渗透膜两部分组成。在足够高压力的情况下,除水分子外、水中其他矿物质、有机及各种离子几乎都被拒之于膜外,并被高压水流冲出。
它已成为现代纯水、高纯水制备、海水淡化、苦咸水淡化及其他行业分离工程中重要的技术设备。电渗析技术从五十年代确立以来,在工程技术应用过程中迅速崛起,在海水淡化苦咸水脱盐、海水浓缩制盐、废水处理以及食品、医药、电子、电力等行业中所起的作用与日俱增。它以许多出色的应用实例,证实了其在技术上的先进性以及其他分离方法所不能替代的若干优异的特点.
1、
耗能低,经济效益显著。实践证明将2000-5000mg/L的苦咸水脱盐至5000mg/L的饮用水是最经济的。
2、系统应用灵活,操作维修方便根据不同的条件要求,可以灵活地采用不同形式的系统设计,并联可增产水量,串联可提高脱盐率,循环或部分循环可缩短工艺流程。在运行过程中,控制电压、电流、浓度、流量、压力与温度几个主要参数,可保证稳定运行。
3、
不污染环境。
4、
使用寿命长。膜一般可用3-5年,电极可用7-8年,隔板可用15年左右。
5、
原水率高。海水、高浓度苦咸水回收率可达到60%以上。一般苦咸水回收率可达65%-80%。