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產(chǎn)品知識常見問題
琴島方舟【凈水課堂】RO反滲透純水機
制純水的方法
目前制純水的方法有四種,蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。而反滲透又是很先進、效率很高、很節(jié)能的制純水技術(shù)。反滲透是20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種水處理工藝。目前,它已用在城市用水、鍋爐補給水、電廠鍋爐補給水、工業(yè)廢水及海水淡化和各種溶液中溶質(zhì)分離等方面。
反滲透的原理
如果將淡水和鹽水用一種只能透過水而不能透過溶質(zhì)的半透膜隔開,則淡水中的水會穿過半透膜至鹽水一側(cè),這種現(xiàn)象叫滲透。
因此,在進行滲透過程中,由于鹽水一側(cè)液面的升高會產(chǎn)生壓力,從而抑制淡水中的進一步向鹽水一側(cè)滲透。當(dāng)濃水側(cè)液面距淡水面有一定的高度,以至它產(chǎn)生的壓力足以抵消其滲透傾向時,濃水側(cè)的液面就不再上升。此時,通過半透膜進入濃溶液的水和通過半透膜離開濃溶液的水量相等,所以它們處于平衡狀態(tài)。在平衡時,鹽水和淡水間的液面差H表示這兩種溶液的滲透壓差。如果把淡水換成純水,則此壓差就表示鹽水的滲透壓。根據(jù)這一原理,不難推論出,如果在濃水側(cè)外加一個比滲透壓高的壓力,則可以將鹽水中的純水?dāng)D出來,即變成鹽水中的水向純水中滲透。這樣,其滲透方向和自然滲透相反,即反滲透原理。    
半透膜
半透現(xiàn)象是18世紀發(fā)現(xiàn)的。起初,人們都是用動物做實驗。動物膜不是真正的半透膜,它們有許多缺點,在工業(yè)上不能應(yīng)用。所以,反滲透技術(shù)的發(fā)展,決定于半透膜的制取工藝。
良好的半透膜應(yīng)具備以下一些特性:1透水率大,脫鹽高;2機械強度大;3耐酸、耐堿、耐微生物的侵襲;4使用壽命長;5制取方便,價格較低。
1、醋酸纖維素膜
這是1960年制成的實用人造膜。現(xiàn)在,其制造方法經(jīng)多次改進,產(chǎn)品具有透水率大,脫鹽率高和價格便宜的優(yōu)點。
2、聚酰胺膜
在1970年以前制成的主要是脂肪族聚酰胺膜,例如尼龍-66、尼龍-6等,這些膜的透水性很差。后來,制成了芳香族聚酰胺膜,它的透水性、除鹽率、機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性等都較好。它能在pH值為4~10的范圍內(nèi)使用(長期使用范圍為pH=5~9)。芳香族聚酰胺膜主要制成中空纖維。
3、復(fù)合膜
上列半透膜之所以能起滲透作用,是由于其表面的活化層。此活化層只需很薄一層,它太厚無助于滲透作用,反而會引起透水率減少,并使流量隨運行時間衰減的速度加快。然而在制取這些膜時,卻難以將活化層做得比0.0001mm更薄,為此研制成了復(fù)合膜。
復(fù)合膜是兩層薄皮的復(fù)合體先在布料上制成多孔支撐層,然后在其表面進行活化層的聚合反應(yīng)。支撐層材料可采用聚砜,活化層可用聚脲。
復(fù)合膜的透水率、脫鹽率和流量衰減方面的性能都較優(yōu)越,它的出現(xiàn)大大減低了反滲透的操作壓力,延長了膜的壽命,提高了反滲透的經(jīng)濟效益。
原水的處理
為了避免堵塞反滲透器,原水應(yīng)經(jīng)預(yù)處理,以去除水中的懸浮物,減少水的濁度;此外,還應(yīng)進行殺菌,以防微生物在反滲透膜內(nèi)滋長。
1、懸浮物
懸浮物的多少是水質(zhì)好壞的一個指標,如果懸浮的物質(zhì)多,沒有及時過濾,就會在反滲透的膜上沉積,阻礙膜的透水率。從而使膜孔受堵而不能正常工作。所以在水進入膜的表面之前把懸浮物過濾掉。
2、濁度
濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。也就是說,由于水中有不溶解物質(zhì)的存在,使通過水樣的部分光線被吸收或被散射,而不足直線穿透。因此,混濁現(xiàn)象足水樣的一種光學(xué)性質(zhì)。如果水的濁度過大,就說明水的不溶解污染物很多,如果進入反滲透膜的孔中,同樣會堵住孔(孔徑<5nm~40nm)從而使反滲透的膜失效。
3、微生物
微生物的種類很多,主要分為厭氧型生物和好氧型生物,厭氧型的微生物會把水中的氨或者有機氨氧化為氮氣和高價態(tài)的硝酸或者亞硝酸化合物,這些化合物的氧化性都比較強,而膜的組成是芳香族的酰氨在氧化劑的作用下會氧化,膜的孔徑會變形,聚合物的長鏈斷口,那么膜就起不到滲透作用就會失效給生產(chǎn)者帶來經(jīng)濟損失,目前膜都是國外進口的,很少有國內(nèi)的廠家生產(chǎn)而且價格昂貴。還有些微生物的大量繁殖會寄生在反滲透膜表面,同樣會物理堵住膜的孔。
4、污染指數(shù)
據(jù)水利電力部頒布的SDGJ2----85的規(guī)定,對反滲透器進水水質(zhì)要求為表污染指數(shù)(FI)是一種人為指標,它用來表示水質(zhì)受懸浮雜質(zhì)污染的情況。其測定方法為:在一定的壓力下將水連續(xù)通過一個小型超濾器(孔徑為0.00045mm),將開始通水時流出500mL水所需的時間(t0)記錄下來,通水15min后,再次測定其流出500mL水所需的時間(t0)記錄下來,通水15min后,再次測定其流出500mL水所需的時間(t15)。據(jù)此,就可按式1計算污染指數(shù)(FI)
此法實質(zhì)上是測定超濾器受水中懸浮物的污堵情況。

反滲透器在長期運行后,就要清洗,否則就會結(jié)垢使產(chǎn)水率下降,則可用化學(xué)藥劑進行清洗。用來清洗的藥劑有稀HCl溶液,檸檬酸、亞硫酸氫鈉和六偏磷酸鈉等絡(luò)合劑,可根據(jù)具體情況選取。
一般的稀HCl溶液的電離程度很高,反應(yīng)也很快,如果pH>2會使得膜的性能下降,這些高聚芳香酰胺遇強酸和強堿其內(nèi)部+
發(fā)生變形。從而影響了其生產(chǎn)效率。
檸檬酸(C6H8O7)是中強酸,其結(jié)構(gòu)有手性,所以有絡(luò)合作用,可以除垢效果很好。
亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和六偏磷酸鈉絡(luò)合的性的緩沖溶液也可以除去垢,但是其中鈉離子可能有殘留,因為膜的電性是負的,鈉離子會吸附在表面也對膜不利。


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