反滲透膜去除無機物的原理

反滲透(RO)非常致密,對病毒、噬菌體和細菌具有非常高的脫除率,至少在3log以上(脫除率>99.9%)。但是還須注意的是,在很多情況下,膜產水側仍可能會出現微生物再次滋生,這主要取決於裝配、監測和維護的方式,就是說,某一個係統的脫除微生物的能力關鍵取決於係統設計、操作和管理是否恰當而不是膜元件本身的性質。

1、反滲透基本原理 

  當純水和鹽水被理想半透膜隔開,理想半透膜隻允許水通過而阻止鹽通過,此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側,這種現象稱為滲透,若在膜的鹽水側施加壓力,那麽水的自發流動將受到抑製而減慢,當施加的壓力達到某一數值時,水通過膜的淨流量等於零,這個壓力稱為滲透壓力,當施加在膜鹽水側的壓力大於滲透壓力時,水的流向就會逆轉,此時,鹽水中的水將流入純水側,上述現象就是水的反滲透(RO)處理的基本原理。

2、反滲透簡介 

  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,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,後逐漸轉化為民用,目前已廣泛運用於科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。 


  RO反滲透膜孔徑小至納米級(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、細菌、病毒等雜質無法通過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。 

  RO膜過濾後的純水電導率 5 s/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(GB682—92)。

3、 滲透預處理目的及考慮因素

  使用反滲透係統時,尤其應注意原水預處理。為了避免堵塞反滲透係統,原水應經預處理以消除水中的懸浮物,降低水的濁度;此外,還應進行殺菌以防微生物的孽生長大。

由於反滲透對原水中的懸浮物的要求很高,所以常用一種水質對受懸浮物汙染情況的汙染指數來對水質進行檢測。此法實質上是測定反滲透係統受水中懸浮物的汙堵的情況。進入反滲透係統水的汙染指數以不大於5為宜,建議值一般小於3。預處理時還應該考慮到進水的pH值。各種半透膜都有其最適宜的運行pH值,故需按反滲透膜的要求,調節進水的pH值。預處理時還應該考慮到進水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的,但溫度過高會加快醋酸纖維素膜的水解速度,且使有機膜變軟,易於壓實。所以,對於有機膜來說,通常將溫度控製在約20—40℃範圍內為宜,複合膜溫度控製在約5—45℃範圍內為宜。

  反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的,具體特點如下:

1、在常溫不發生相變的條件下,可以對溶質和水進行分離,適用於對熱敏感物質的分離、濃縮,並且與有相變化的分離方法相比,能耗較低。

2、反滲透膜分離技術雜質去除範圍廣。

3、較高的脫鹽率和水回用率,可截留粒徑幾個納米以上的溶質。

4、利用低壓作為膜分離動力,因此分離裝置簡單,操作、維護和自控簡便,現場安全衛生。



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