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反滲透膜靜壓滲透

發布時間:2023-07-10 01:38:47

反滲透系統是什麼原理

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。對膜一側的料液施加壓力,當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。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到鹵水。
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,它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側的靜壓差;Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為:
π=iCRT
式中i為溶質分子電離生成的離子數;C為溶質的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數;T為絕對溫度。
反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設備,主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。
反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得凈制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化廢水處理,並與離子交換結合製取高純水,其應用范圍正在擴大,已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水;水的軟化處理;廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外,反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果,能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此,不僅節約費用,而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物,對減輕離子交換樹脂的污染,延長使用壽命都有著良好的作用。

基本原理編輯
把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置於一容器的兩側,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,滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度,與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,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。

溶解-擴散模型
Lonsdale等人提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表麵皮層看作為緻密無孔的膜,並假設溶質和溶劑都能溶於均質的非多孔膜表面層內,各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為:第一步,溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解;第二步,溶質和溶劑之間沒有相互作用,他們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層;第三步,溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。
在以上溶質和溶劑透過膜的過程中,一般假設第一步、第三步進行的很快,此時透過速率取決於第二步,即溶質和溶劑在化學位差的推動下以分子擴散方式通過膜。由於膜的選擇性,使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力,不僅取決於擴散系數,並且決定於其在膜中的溶解度。

優先吸附—毛細孔流理論
當液體中溶有不同種類物質時,其表面張力將發生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機物質,可使其表面張力減小,但溶入某些無機鹽類,反而使其表面張力稍有增加,這是因為溶質的分散是不均勻的,即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同,這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時,若膜的化學性質使膜對溶質負吸附,對水是優先的正吸附,則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下,將通過膜表面的毛細孔,從而可獲取純水。

氫鍵理論
在醋酸纖維素中,由於氫鍵和范德華力的作用,膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的為晶相區域,而大分子之間完全無序的為非晶相區域,水和溶質不能進入晶相區域。在接近醋酸纖維素分子的地方,水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會形成氫鍵並構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後,會引起水分子熵值的極大下降,形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里,結合水的佔有率很低,在孔的中央存在普通結構的水,不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水,並以有序擴散方式遷移,通過不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。
在壓力作用下,溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上的氧原子形成氫鍵,而原來水分子形成的氫鍵被斷開,水分子解離出來並隨之移到下一個活化點並形成新的氫鍵,於是通過一連串的氫鍵形成與斷開,使水分子離開膜表面的緻密活性層而進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水,水分子能夠暢通流出膜外。

⑵ 什麼是反滲透膜有什麼特點

什麼是反滲透膜

反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜,是實現反滲透的核心元件一般用高分子材料製成廣泛應用於大中小型水處理系統。反滲透膜表面微孔的直徑一般是在0.5~10nm之間,透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。在現代工業發展中,反滲透膜在處理苦鹹水和海水,由於其卓越的脫鹽性能、更高的產水量、更低的運行壓力、更長的使用壽命,被業界公認為是最經濟和最有效的膜法水處理核心部件。

反滲透膜特點

1.復合膜由於Kw大,其工作壓力低,反滲透給水泵用電量與醋酸纖維素膜相比減少了一半以上。

2.反滲透膜採用新型自鎖鏈接技術,消除了因O型圈泄漏所致的產水水質下降的風險。

3.反滲透膜採用全自動膜卷制技術。確保所有膜組件過濾面積及進水流道厚度一樣,膜面積精確的元件,保證了有效過濾面積。

4.反滲透膜製造過程中膜元件未經任何的氧化性氯處理。減少了膜表面發生氧化導致膜性能衰減情況的發生,保證了過濾效果。

4.反滲透膜進水流道比較寬,進水流道越寬,運行成本就越低,系統對進水水質的要求和預處理設備不正常工況的要求相對來說越寬松。

⑶ RO反滲透的原理是什麼

反滲透的原理:
首先要了解「滲透」的概念,滲透是一種物理現象。當兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止。然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透壓力,但如果在含鹽量高的水側試加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力.。如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下,因此反滲透除鹽原理就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質、鹽分的目的。

⑷ 反滲透膜4040,8040分別代表啥

反滲透膜的4040、8040代表的是膜的規格大小。前面40代表長度,1米左右。後面的80和40代表膜的直徑,20公分/10公分。

反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜,是反滲透技術的核心構件。反滲透技術原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜 而將這些物質和水分離開來。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。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。

反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。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結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

反滲透膜應具有以下特徵:(1)在高流速下應具有高效脫鹽率;(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揮功能;(4)能耐受化學或生化作用的影響:(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。

反滲透膜的結構,有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚醯胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作,主要用於純水制備和水處理行業中。

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。對膜一側的料液施加壓力,當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。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。

若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到鹵水。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,它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側的靜壓差;Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。

稀溶液的滲透壓π為:π=iCRT式中i為溶質分子電離生成的離子數;C為溶質的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數;T為絕對溫度。反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設備,主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得凈制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。

由於反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,並與離子交換結合製取高純水,其應用范圍正在擴大,已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

⑸ 反滲透膜主要分離原理是什麼

反滲透膜是屬於一種壓力推動的膜濾方法,所用的膜不具離子交換性質,可以專稱為中性膜。反滲透用半透膜為濾屬膜,必須在克服膜兩邊的滲透壓下操作,過去使用醋酸纖維素膜時的操作壓力為50~60個大氣壓,現今使用的聚醯胺復合膜的操作壓力為15個大氣壓左右。
半透膜是指只能通過溶液中某種組分的膜。對水處理所用的半透膜要求只能通過水分子,當然,這種對水的透過選擇性並不排斥少量的其它離子或小分子也能透過膜。
對膜的半透性機理有以下幾種解釋,但都不能解釋全部滲透現象。
一種解釋認為這是篩除作用,即膜孔介於水分子和溶質分子之間,因此水能透過,而溶質不能透過,但這不能解釋和水分字的大小基本一樣的鹽分分子不能透過的原因。
第二種解釋是認為反滲透膜是親水性的高聚物,膜壁上吸附了水分子,堵塞了溶質分子的通道,水中的無機鹽離子則較難通過。
最後還有一種機理認為是由於水能溶解於膜內,而溶質不能溶解於膜內。

⑹ 反滲透膜滲透特點是什麼

反滲透膜是什麼:
1.反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。

2.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結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

3.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。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。

反滲透膜應具有以下特點:
1.在高流速下應具有高效脫鹽率。

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揮功能。

⑺ 反滲透膜端蓋中心筒壞了會導致進水壓力高嗎

通常情況下,陶氏TFC4040反滲透膜的進水壓力不會直接影響鹽的滲透,但是當進水壓力增加時,反滲透的靜壓也會增加,增加產水量。

2. 這個時候鹽的滲透量變化不大,但是產水量的增加也稀釋了通過膜的鹽,表面降低了鹽的滲透率,其實相當於提高了脫鹽率。

3. 當進水壓力超過一定值時,由於回收率過高,會增加濃度差極化,導致鹽過量增加,抵消產水量增加,使脫鹽率不再增加。進水壓力過高可能會損壞反滲透膜。

4. 進水壓力的增加與水通量的增加直線相關。進水中的溶解鹽不能被反滲透膜完全攔截。隨著壓力的增加,脫鹽率會逐漸增加。

5. 打開反滲透設備的高低壓保護裝置。隨著使用時間的增加,反滲透膜表面堵塞,進水壓力逐漸升高。當壓力達到高壓保護的預設值時,設備將被迫停止保護反滲透設備。此時,需要清潔設備中的膜元件。

6. 當進水壓力過低時,陶氏TFC4040高脫鹽苦鹽水反滲透膜不能正常工作。低壓保護開關將切斷電路,停止設備運行,恢復正常進水壓力。

⑻ 反滲透膜的原理,裝置結構,效果,誰能給個具體的解釋

分類: 教育/科學 >> 科學技術 >> 工程技術科學
解析:

反滲透是60年代發展起來的一項新的薄膜分離技術,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。

要了解反滲透法除鹽原理,先要了解「滲透」的概念。滲透是一

種物理現象,當兩種含有不同濃度鹽類的水,如用一張半滲透性的薄

膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水

中,而所含的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融和到均

等為止。然而要完成這一過程需要很長時間,這個過程也稱為自然滲

透。但如果在含鹽量高的水側,試加一個壓力,其結果也可以使上述

滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使水

向相反方向滲透,而鹽分剩下。由此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽

分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反

方向進行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而

達到除去水中鹽分的目的,這就是反滲透除鹽原理。

目前,反滲透膜如以其膜材料化學組成來分,主要有纖維素膜和

非纖維素膜兩大類。如按膜材料的物理結構來分,大致可分為非對稱

膜和復合膜等。

在纖維素類膜中最廣泛使用的是醋酸纖維素膜(簡稱CA膜)。該

膜總厚度約為100μm,全表皮層的厚度約為0.25μm,表皮層中布滿

微孔,孔徑約5一10埃,故可以濾除極細的粒子,而多孔支撐層中的孔

徑很大,約有幾千埃,故該種不對稱結構的膜又稱為非對稱膜。在反

滲透操作中,醋酸纖維素膜只有表皮層與高壓原水接觸才能達到預期

的脫鹽效果,決不能倒置。

非纖維素類膜以芳香聚酷胺為主要品種,其他還有聚呢喀醯胺膜,

疆苯駢味哩膜,聚碸醯胺膜,聚四氟乙烯接枝膜,聚乙烯亞胺膜等等。

近年來發展起來的聚醯胺復合膜,是由一層聚酯無紡織物作支持層,由

於聚酯無紡織物非常不規則並且太疏鬆,不適合作為鹽屏障層的底層,

因而將微孔工程塑料聚碸澆鑄在無紡織物表面上。聚楓層表面的孔控

制在大約150埃。屏障層採用高交聯度的芳香聚醯胺,厚度大約在2000

埃。高交聯度芳香聚酷胺由苯三醯氯和苯二胺聚合而成。由於這種膜

是由三層不同材料復合而成故稱為復合膜。

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