工業(yè)反滲透常見的流程/工藝

一個(gè)故事引發(fā)的開始

1950年，美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后，吐出一小口的海水，而產(chǎn)生疑問，因?yàn)殛懙厣嫌煞魏粑膭?dòng)物是絕對(duì)無法飲用高鹽份的海水的。經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜，該薄膜非常精密，海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉(zhuǎn)化為淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外，此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu);并在1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備，在1960年經(jīng)美國聯(lián)邦政府專案支助美國U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜，一年約投入四億美元經(jīng)費(fèi)研究，以運(yùn)用于太空人使用，使太空船不用運(yùn)載大量的飲用水升空，直到1960年投入研究工作的學(xué)者、專家越來越多，使之質(zhì)與量更加精進(jìn)，從而解決了人類飲用水中的難題。

定義：

反滲透是60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過程.反滲透的英文全名是"REVERSE OSMOSIS"，縮寫為"RO"。

原理：

首先要了解"滲透"的概念，滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種不同濃度鹽類的水，如用一張半滲透性的薄膜分開就會(huì)發(fā)現(xiàn)，含鹽量少的一邊的水分會(huì)透過膜滲到含鹽量高的水中，而其中的鹽分并不滲透，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(shí)間，這一過程也稱為滲透。但如果在含鹽量高的水家用膜結(jié)構(gòu)圖側(cè)，施加一個(gè)壓力，其結(jié)果可以使上述滲透停止。如果壓力再加大，可以使水向相反的方向滲透，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?jié)B透向相反方向進(jìn)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(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

反滲透技術(shù)是當(dāng)今常見的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到純凈水的目的。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

①反滲透膜的性能明顯提高。1978年成功地開發(fā)了海水淡化復(fù)合膜(采用脂肪族聚酰胺復(fù)合物為材料)至今，經(jīng)過近20年的不斷發(fā)展，海水淡化反滲透復(fù)合膜的性能已經(jīng)有了較大的提高，反滲透復(fù)合膜系采用芳香族聚酰胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過率大約為1978年的四分之一。如此的技術(shù)進(jìn)步使得海水淡化制取飲用水從原來的二級(jí)流程簡化為一級(jí)流程，且膜的價(jià)格穩(wěn)中有降。

②功交換器的研制成功。據(jù)報(bào)導(dǎo)，一種新型能量回收裝置已經(jīng)成功地用于NewProvidece島13600m3/d和Cayman島的5000m3/d海水反滲透淡化系統(tǒng)上。這種能量回收裝置稱為功交換器，將排放的濃鹽水壓力傳給補(bǔ)給海水，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)89%~96%.由于濃鹽水的能量回收充分，據(jù)測算系統(tǒng)的噸水能量消耗僅為2.6kW·h.這種功交換器是1998年反滲透海水淡化技術(shù)的一個(gè)新里程碑，更為意義重大的是該數(shù)據(jù)是從商業(yè)規(guī)模的淡化裝置上得來的。

③段間能量回收透平的成功應(yīng)用。

④微濾技術(shù)用于海水預(yù)處理。鑒于傳統(tǒng)地加入化學(xué)藥劑和二級(jí)過濾的預(yù)處理技術(shù)不一定能很好地去除進(jìn)料海水中的膠體類物質(zhì)，提出了利用膜處理作為反滲透預(yù)處理工藝流程。該流程的核心是采用大孔徑中空纖維超濾或微濾膜，超濾膜的截留分子量為(10~20)×104u，微濾膜的孔徑為0.2μm。

經(jīng)過一定的工業(yè)規(guī)模運(yùn)行，膜技術(shù)的預(yù)處理工藝已經(jīng)基本成熟，并具有如下兩個(gè)新穎性能:

1. 可自動(dòng)、頻繁脈沖式?jīng)_洗中空纖維管(某些型號(hào)采用反洗)，其特點(diǎn)是通過短時(shí)間的停運(yùn)來保持穩(wěn)定的產(chǎn)水通量。

2. 可在一很低的橫流速度下工作，甚至可以在單向流動(dòng)狀態(tài)下工作(全流過濾)。