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通過滲透現(xiàn)象看反滲透設(shè)備的工作原理

2015-1-26  閱讀(2100)

  滲透現(xiàn)象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會達(dá)到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。
  
  在以上裝置達(dá)到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力,此時,水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端,并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力,我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個,一是一個有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。簡單地說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng),由于細(xì)菌、、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是zui難清除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前,較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。
  
  反滲透,英文名為ReverseOsmosis,是60年代發(fā)展起來的一項新的膜分離技術(shù)。是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術(shù),源于美國二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉(zhuǎn)化為民用,目前已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。而在工業(yè)用超純水,例如電子、電力超純水,化工,電鍍超純水,鍋爐補(bǔ)給水及醫(yī)藥用超純水的制備上常被用來作為去離子,電去離子(EDI)的前一級處理,相對于傳統(tǒng)采用離子交換樹脂作為前期預(yù)處理工藝方法,反滲透具有更經(jīng)濟(jì),更節(jié)能,運行更穩(wěn)定,水質(zhì)更可靠的優(yōu)點,而且可以大大延長后級離子交換樹脂的再生周期及電去離子(EDI)的清洗周期。
  
  反滲透是滲透的一種反向遷移運動,是一種在壓力驅(qū)動下借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法。反滲透設(shè)備現(xiàn)象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會達(dá)到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。
  
  反滲透系統(tǒng)中zui常見的問題是脫鹽率的下降和產(chǎn)品水量的降低,如果二者或其中之一緩慢地降低,則可能是污垢或水垢產(chǎn)生的常見現(xiàn)象,可以通過適當(dāng)?shù)那逑磥斫鉀Q問題;而突然或快速的性能下降,則表明處理系統(tǒng)出了問題或操作失當(dāng)。發(fā)生了問題,需要盡早解決,延誤時機(jī)會導(dǎo)致反滲透膜無法恢復(fù)原有的性能。
  
  及時發(fā)現(xiàn)問題的先決條件是保存相應(yīng)的記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)脫鹽率和產(chǎn)水量下降時,首先應(yīng)該校正儀表,以避免因儀表原因而誤判。這些儀表包括電導(dǎo)率表、流量表、壓力表、溫度表等。其次,要對記錄的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”。因溫度、進(jìn)水TDS、回收率、使用年限和水通量等發(fā)生變化,都會引起脫鹽率和產(chǎn)水量的變化。通過計算得到標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量和脫鹽率,然后與初始的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,確認(rèn)系統(tǒng)有*。
  
  反滲透系統(tǒng)的故障現(xiàn)象主要有三類:透水量減少、鹽透過率增大(脫鹽率下降)以及壓降增大,但造成這些故障的原因很多,應(yīng)盡量從這些故障現(xiàn)象中找出問題的實質(zhì),從而盡快實施檢修和維持等對策。


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