如果将淡水和盐水用一种只透水不透溶质的半透膜隔开,则淡水侧的水会透过膜渗透到盐水侧,这种现象叫做渗透。
当盐水侧液位升高至一定高度产生的压力能抵消渗透倾向时,盐水侧液面便不再升高,此时盐水和淡水的液面差为渗透压差。如果在盐水侧加上一个比渗透压差更高的压力,盐水侧的水就透过半透膜,透到淡水侧,这就是反渗透。反渗透就是利用这个原理制成的。
一个是反渗透压脱盐
一个是离子交换法脱盐
反渗透:RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术。反渗透法通常又称超过滤法,反渗透膜属新材料范畴,是一种用高分子化学材料特殊加工制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。反渗透法的最大优点是整个过程中无水相变化,能耗较少,而且设备投资省、建设周期短。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。反渗透海水淡化的技术关键在于反渗透膜、高压泵、能量回收装置和系统优化设计技术。
反渗透特点
1、分离介质:分子扩散膜,也称半透膜。
2、截留因素:水溶液的渗透压和浓度。
3、分离对象:分子态和离子态溶解物。
RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO
以离子交换剂上的可交换离子与液相中离子间发生交换为基础的分离方法。广泛采用人工合成的离子交换树脂作为离子交换剂,它是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同,可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用,而且交换容量和稳定性要高。
离子交换反应是可逆的,而且等当量地进行。由实验得知,常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高,半径的增大而增大;高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高极化度的离子如Ag+、Tl+等也有高的交换势。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低,随颗粒的减小而增大。温度增高,浓度增大,交换反应速率也增快。
离子交换分离广泛用于:①水的软化、高纯水的制备、环境废水的净化。②溶液和物质的纯化,如铀的提取和纯化。③金属离子的分离、痕量离子的富集及干扰离子的除去。④抗菌素的提取和纯化等
反渗透技术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(1纳米=10-9米),在压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO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。
反渗透膜的工作原理图如下:
下图为反渗透原理图及常规工艺流程图:
反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压,除水分子可以透过RO膜外,水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外,无法透过RO膜而被高压浓水冲走。
反渗透技术的特点:
1、反渗透的脱盐率高,单只膜的脱盐率可达99%,单级反渗透系统脱盐率一般可稳定在90%以上,双级反渗透系统脱盐率一般可稳定在98%以上。
2、由于反渗透能有效去除细菌等微生物、有机物,以及金属元素等无机物,出水水质优于其它方法。
3、反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉,减少环境污染。
4、减缓了由于源水水质波动而造成的产水水质变化,从而有利于生产中水质的稳定,这对纯水产品质量的稳定有积极的作用。
5、可大大减少后续处理设备的负担,从而延长后续处理设备的使用寿命。
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反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术,当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时,水分子不断地透过膜,经过产水流道流入中心管,然后在一端流出水中的杂质,如离子、有机物、细菌、病毒等,被截留在膜的进水侧,然后在浓水出水端流出,从而达到分离净化目的。
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