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【摘要】:随着水资源贫乏的日益严峻、环境污染的加剧和各国饮用水标准的提高,可脱除各种有机物和有害化学物质的“饮用水深度处理技术”日益受到人们的重视。RO膜作为高分子过滤物质,目前在国内外、医学、军用和民用领域都广泛应用。本文主要概述了RO膜的发展、原理、分类和保养等内容。
【关键词】:原理 分类 维护保养
1 RO膜的发展应用
RO是Reverse Osmosis的缩写中文意思是逆渗透或者反渗透,渗透(深入、透过,在分子层面的观察角度容易理解)是水的一种物理现象,由于水存在浓度差异,而水的渗透方式是由低浓度流向高浓度,反渗透顾名思义即水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,是分离两相之间的中间相,以高分子材料、致孔剂、添加剂为主要原料,采用人工合成的高分子物质。膜的孔径为0.0001微米,(黄种人的头发一般为60-80微米。)去除水中除水分子以外的99%以上的所有杂质,出水为纯净水,解决高污染水和高硬度水的处理。
追溯到2000多年以前,《淮南子》里已有制豆腐的记叙,人类利用天然物制得“人工薄膜”;1748年,Nollet注意到水自发透过猪膀胱渗入到酒精中的渗透现象;1864年,Traube成功研制出第一片人造膜-亚铁氰化铜膜;1953年,发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。美国佛罗里达
大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化;1960年,Loeb与Sourirtajan发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,反渗透(RO)首次用于苦咸水淡化;1970年 杜邦公司发明了芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器; 1980年 全芳香族聚酰胺复合膜问世;1990年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场;1998年 低污染膜研发成功,进一步扩大了反渗透的应用范围。
2 RO膜的原理
一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理;由于RO膜的孔径(干膜,水分子的直径是4×10-10水分子不是死硬的,是柔性的,正好似柔情似水。)是头发丝的一百万分之一(0.0001微米)一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分矿物离子能够通过,其他原水中的无机盐、重金属离子、有机物、细菌、病毒等杂质及重金属均有废水管排除。
(1)渗透原理
把相同体积的浓溶液和稀溶液分别至于半透膜的两侧,稀溶液的溶剂自然穿过半透膜自发地向浓溶液一侧流动,这种现象称为渗透。当渗透达到平衡时形成了压差。压差和浓度、种类、温度有关,和膜的无关。如下图所示
(2)反渗透:
反渗透是渗透的一种反向迁移运动,在压力的驱动下,借助半透膜的选择截留作用,将溶液中的溶質和溶剂分开,这种现象称为反渗透。如下图所示。
3 RO膜的分类
RO膜的种类有很多种,有微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、渗透气化、气体分离等,因膜的功能不同分离驱动力也不同,透过的物质和截留的物质也不同。这主要介绍微滤、超滤、纳滤、反渗透。他们的驱动力都是压力差,但透过的物质和截留的物质不同,如下图所示。
4 RO膜的保养维护
RO膜在正常运行一段时间以后,膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或者难容物质的污染,会在标准情况下系统的性能降低10%,或者在明显的发生结垢或者污堵时,应该及时进行清洗。定期的进行水冲洗或者是化学加药清洗可恢复膜元件的性能,延长膜元件的使用寿命。在系统短期停止运行期间,应该每隔5天清洗一次,冲洗后关闭阀门;如果系统是长时间的停止运行,则需要添加1%的亚硫酸氢钠溶液,以防细菌繁殖;如果是未开封的RO膜可以长期保存;如果是湿膜,一般保存不超过一年;如果是已开封或者曾经使用过的RO膜,可以采用防腐液充分浸泡后取出,带水用塑料袋密封后避光保存,一般不超过3个月。防腐液配置采用NaHSO3和纯水配成1.0%(重量比即10克NaHSO3和1公斤的纯净水)的溶液。
【关键词】:原理 分类 维护保养
1 RO膜的发展应用
RO是Reverse Osmosis的缩写中文意思是逆渗透或者反渗透,渗透(深入、透过,在分子层面的观察角度容易理解)是水的一种物理现象,由于水存在浓度差异,而水的渗透方式是由低浓度流向高浓度,反渗透顾名思义即水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,是分离两相之间的中间相,以高分子材料、致孔剂、添加剂为主要原料,采用人工合成的高分子物质。膜的孔径为0.0001微米,(黄种人的头发一般为60-80微米。)去除水中除水分子以外的99%以上的所有杂质,出水为纯净水,解决高污染水和高硬度水的处理。
追溯到2000多年以前,《淮南子》里已有制豆腐的记叙,人类利用天然物制得“人工薄膜”;1748年,Nollet注意到水自发透过猪膀胱渗入到酒精中的渗透现象;1864年,Traube成功研制出第一片人造膜-亚铁氰化铜膜;1953年,发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。美国佛罗里达
大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化;1960年,Loeb与Sourirtajan发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,反渗透(RO)首次用于苦咸水淡化;1970年 杜邦公司发明了芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器; 1980年 全芳香族聚酰胺复合膜问世;1990年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场;1998年 低污染膜研发成功,进一步扩大了反渗透的应用范围。
2 RO膜的原理
一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理;由于RO膜的孔径(干膜,水分子的直径是4×10-10水分子不是死硬的,是柔性的,正好似柔情似水。)是头发丝的一百万分之一(0.0001微米)一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分矿物离子能够通过,其他原水中的无机盐、重金属离子、有机物、细菌、病毒等杂质及重金属均有废水管排除。
(1)渗透原理
把相同体积的浓溶液和稀溶液分别至于半透膜的两侧,稀溶液的溶剂自然穿过半透膜自发地向浓溶液一侧流动,这种现象称为渗透。当渗透达到平衡时形成了压差。压差和浓度、种类、温度有关,和膜的无关。如下图所示
(2)反渗透:
反渗透是渗透的一种反向迁移运动,在压力的驱动下,借助半透膜的选择截留作用,将溶液中的溶質和溶剂分开,这种现象称为反渗透。如下图所示。
3 RO膜的分类
RO膜的种类有很多种,有微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、渗透气化、气体分离等,因膜的功能不同分离驱动力也不同,透过的物质和截留的物质也不同。这主要介绍微滤、超滤、纳滤、反渗透。他们的驱动力都是压力差,但透过的物质和截留的物质不同,如下图所示。
4 RO膜的保养维护
RO膜在正常运行一段时间以后,膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或者难容物质的污染,会在标准情况下系统的性能降低10%,或者在明显的发生结垢或者污堵时,应该及时进行清洗。定期的进行水冲洗或者是化学加药清洗可恢复膜元件的性能,延长膜元件的使用寿命。在系统短期停止运行期间,应该每隔5天清洗一次,冲洗后关闭阀门;如果系统是长时间的停止运行,则需要添加1%的亚硫酸氢钠溶液,以防细菌繁殖;如果是未开封的RO膜可以长期保存;如果是湿膜,一般保存不超过一年;如果是已开封或者曾经使用过的RO膜,可以采用防腐液充分浸泡后取出,带水用塑料袋密封后避光保存,一般不超过3个月。防腐液配置采用NaHSO3和纯水配成1.0%(重量比即10克NaHSO3和1公斤的纯净水)的溶液。