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反渗透液体分离技术的特点及应用领域

日期:2019/6/4 15:48:28         本文来源:原创

  

  反渗透技术是一种比较先进的液体分离技术。它已广泛应用于许多领域,具有操作简单,能耗低,无二次污染的优点。本文讨论了反渗透技术的原理和特点,介绍了反渗透技术在各个领域的应用,并对反渗透技术的研究重点和发展趋势进行了探讨和展望。

  反渗透技术是反向分离过程,其中反渗透膜用于通过溶液的选择性渗透性和外部驱动力克服渗透压以使溶剂通过渗透膜。该技术在20世纪60年代被广泛用于海水淡化和淡盐水中,被称为海水的两种主要海水淡化技术。 20世纪70年代,中国开始采用反渗透技术制备脱盐水,但由于膜质低,脱盐率低,未得到广泛推广。近年来,随着反渗透技术的迅速发展,它已被广泛应用于环境工程、市政供水、食品工程等领域。

  1反渗透原理

  反渗透技术是一种反向分离过程。完成反渗透分离过程必须满足两个条件:1.操作压力必须大于溶液渗透压; 2.反渗透膜需要更好的选择性和脱水。反渗透膜的表面具有直径小于1nm的微孔,使得无机盐、可溶性有机物、可溶性固体和胶体保持极高的去除率。然而,反渗透膜对原水pH、和温度敏感,因此进水pH应控制在4-10之间,水温低于40℃。在原水进入反渗透系统之前,需要对其进行预处理。在原水水质条件满足反渗透膜处理要求后,原水通过压力泵送至膜组件,使原水通过反渗透膜成为水,无机盐进入原水是、。有机物质等被捕集在进水侧以形成涂料。涂料可以回收或再加工。

  2反渗透特性

  反渗透技术属于加工方法中的物理方法,具有许多优点。(1)反渗透操作仅依靠压力作为驱动力,与其他传统物理处理方法相比能耗低; (2)室温下的反渗透可以在没有相变的情况下进行; (3)无需使用化学处理试剂,无化学废液排放,几乎无环境污染; (4)操作设备所需空间小,设备占地面积小,操作简单,无需频繁维护。

  3反渗透应用

  3.1海水淡化

  20世纪60年代,反渗透技术应用于海水淡化领域。它目前是海水淡化的主流技术,并在过去十年中发展迅速。目前,全球30%的海水淡化厂采用反渗透技术,采用反渗透技术去除海水中99%以上的盐离子,以获取饮用水。进入21世纪后,能量回收技术迅速发展,导致反渗透技术的生产成本急剧下降,反渗透系统的能效提高。此外,新型反渗透膜组件如高通量反渗透膜和大直径盘管膜组件的出现也降低了系统的运行成本。随着反渗透系统各阶段的不断优化,海水淡化反渗透的生产成本和能源利用效率的优势将更加明显。制备3.2纯水、超纯水

  纯净水和超纯水是现代工业中极为重要的原料。它们广泛应用于化工行业、电子、半导体、。在20世纪80年代,中国开始将反渗透与离子交换结合起来。在纯水和超纯水的制备中,与纯离子交换技术相比,它节省了酸和碱的消耗。

博狗  水的量约为90%,树脂再生循环的产水量增加了近20倍,并且总的水生产成本降低了约30%。由于其可观的经济效益和环境效益,反渗透膜工艺纯水、超纯水制备系统的市场份额已超过95%。

  3。3城市污水处理

  在许多国家,反渗透技术在城市污水深度处理中的应用受到高度重视。许多缺水国家使用反渗透来淡化海水,同时将该技术引入废水的二级处理以扩大淡水资源。在悉尼奥运会期间,该体育场每天产生2200吨废水。微滤系统用于深度处理产生的污水,以获得冲洗水。一些水经反渗透系统处理,在场地周围绿化。这样可以节省大量的自来水,大大减轻了城市污水处理的负担,充分展示了绿色奥运的理念。

  4反渗透技术的研究重点和发展趋势

  4.1工作压力降低

  由于反渗透分离的主要驱动力是压力,因此操作压力的大小直接决定了能量消耗量。目前,海水淡化生产中反渗透所需的压力成本远高于膜组件的成本。因此,降低操作压力和增加膜通量已成为当前反渗透技术的研究和开发热点。目前降低操作压力的更实用的方法是用纳滤膜代替反渗透膜用于废水处理,其具有不太严格的流出物要求,从而在确保流出物质量的同时降低能量消耗。

  4.2膜污染问题

  当反渗透技术应用于城市污水处理时,其作用原理是利用空间排斥和电荷排斥来从水中去除化合物。如果使用时间长或污水负荷太大,则膜的表面可能形成沉积层,这降低了膜性能。对于膜污染的预防和处理,、膜清洗工艺和膜清洗剂的开发、预处理工艺优化将成为污水处理领域反渗透系统的重点。

博狗  4。3设备防腐问题

  当反渗透技术应用于海水淡化和微咸水淡化时,由于两种原水都具有极高盐离子浓度的特性,设备不可避免地被腐蚀。在已完成并投入运行的反渗透海水淡化项目中,大部分设备和管道都有明显的生锈现象。如果腐蚀问题得不到妥善解决,将严重影响系统的使用寿命和脱盐效率。因此,在未来的研究过程中,系统的防腐问题将受到广泛关注。改进4.4处理工艺

  在纯水和高纯水的制备领域,由于制备过程的不断进步,过去广泛使用的阴离子 - 阳离子交换过程逐渐被反渗透技术和混合离子交换技术所取代。已被电去离子化过程取代。电去离子混合过程。混合过程显示了在实际生产操作中方便使用、出水水质、非酸碱废液排放的优点。未来反渗透技术的生产技术的改进和优化将不可避免地成为未来反渗透技术的主流发展趋势。

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