水处理中正渗透膜分离技术的应用
摘要：渗透（osmosis）是一种仅依靠渗透压驱动的分离过程,基于渗透现象发展起来的正渗透膜分离技术,目前该技术在国际都得到了广泛的应用。本文章综述了水处理中正渗透膜分离技术应用过程的基本原理、应用现状以及水处理正渗透膜分离技术的应用领域,并对未来水处理中正渗透膜分离技术的应用方向提出了展望。希望在未来其技术能得到更加广泛的应用与发展。
关键词：正渗透应用水处理膜分离技术
一、前言
20世纪60年代起，对膜分离技术从实验室研究已经进入到了工业行业的实际应用，直至现在，它已应用到水处理，食品加工，制药工程，医学以及能源等不同的领域。正渗透(Forward osmosis，FO)是一种不需外加压力做驱动力，而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。正渗透膜分离技术与外加压力驱动的膜分离技术最大的区别就是正渗透膜分离技术不需要外加压力或在较低的外加压力下运行，并且膜污染情况相对较轻，在持续长时间运行后无需清洗。水处理中正渗透膜分离技术目前在国际上诸如美国、新加坡、欧洲等国家和地区已得到大量研究和应用。
二、水处理中正渗透膜分离技术的基本原理
正渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution)，正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力的时候，水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧，这种过程叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis，PRO)。压力阻尼渗透的驱动力仍然是渗透压，因此它也是一种正渗透过程。水处理中正渗透膜分离技术应用正是基于这种原理。
三、水处理正渗透膜分离技术应用现状
正渗透膜过程，具有三低优势，即低压操作，低能耗和低污染，在水处理领域已得到了一定的应用。但是国内并不多见其应用报道，所以说应用不是很多，尽管如此，这一技术仍然具有很大的应用价值和光明的应用前景。如果要大范围普及正渗透膜分离技术，仍需做很多努力。包括了我国对正渗透膜分离技术研究不多，特别是在水处理应用上缺乏经验参数，这需要进行大量的实验，从而积累经验；目前所拥有的正渗透膜性能太低，品种不全、不优；缺少既经济又高效的汲取液体系和汲取液再浓缩途径。
鉴于水处理正渗透膜分离技术仍存在比较多的问题，在今后的研究和应用方面应该从这些方面的着手突破，极大推动正渗透技术在水处理中的广泛应用，以促进新一代水处理工艺的高效发展。总之，对水处理正渗透膜分离技术的研究，都应该围绕如何提高正渗透过程的水回收率、如何提高正渗透过程中的分离效率、以及如何降低正渗透过程的运行成本等方面进行。
四、水处理中正渗透膜分离技术应用领域
正渗透膜分离技术最初在工业废水处理的应用是在20世纪70年代，研究者为了在低能量消耗下浓缩工业废水中存在的重金属，采用了正渗透分离过程，实验的结果显示水通量比预期的偏低，研究虽然被迫中止，但是他们的研究成果为正渗透膜的研究发展奠定了基础。尽管目前依靠渗透压驱动的正渗透膜分离技术的应用范围，并没有达到各种依靠外加压力驱动的膜分离技术应用那么普及，但是它已在诸如水处理、食品加工工程、医药学、生物工程及能源等领域得到了应用，在水处理中，正渗透膜分离技术已经被大量应用在污水处理，水质净化，海水淡化以及废水回用等方面。
（一）在水质净化方面的应用
1 水质净化的过程需要对水进行处理和循环利用。水是生命之源，在人类探索太空的历程中需要提供安全的水，这是太空任务过程中的关键问题之一。太空任务中进行水质净化首先要对水进行回收，可回收的水源包括日常用水，尿液以及湿冷空气中水分。美国针对太空任务开发了直接渗透浓缩系统，即DOC系统对太空任务中的水处理和循环利用。DOC系统预处理存在两个子系统，一个是正渗透过程，另一个是正渗透与膜蒸馏结合过程（用于分离尿素和尿酸类物质），采用氯化钠驱动溶液将废水浓缩后，利用反渗透从稀释的汲取液中分离得到纯净水。
2 水处理正渗透技术商业化应用。从脏水中提取干净的饮用水，是由正渗透膜做成一个密封的包，里面有可以食用的汲取溶液（包括糖类和饮料粉未）。当把这个密封的膜包放入脏水中时，水在渗透压作用下扩散进入膜包，稀释后的汲取溶液便是可饮用水。但是由于这一过程不需要外加压力或者是驱动力，提取的水没有受生物和外在有机物的污染，所以这种方法比较适用于野外救生和军事方面。
（二）在海水淡化方面的应用
利用海水淡化技术从海水中制取饮用水已成为当代取得淡水的一种重要捷径。利用正渗透技术进行海水淡化最早可追溯到上世纪六七十年代。但是由于膜和驱动溶液等核心问题没有解决，绝大部分技术薄弱，可行性低，而且传统能源价格较低，正渗透方法在学术和工业界都无法与反渗透技术相提并论。近年来，由于能源与环境问题越来越突显，研究者对于正渗透膜技术处理海水淡化的进一步探索，证明该技术已经进入了中试阶段。
（三）在废水处理方面的应用
正渗透膜在废水处理中的应用，大多时候是起着浓缩污染物的作用，它并不是最终处理过程，但却是一个高效率的前处理过程。正渗透膜在废水处理应用方面包括生活废水与工业废水的处理。采用正渗透膜进行废水处理先后经历了序批式系统，以商业化的醋酸纤维RO 膜为膜单元，以合成海水为汲取液，来浓缩含低浓度铜或铬离子的水，但这一方法并不理想；采用了中试规模的FO系统用于浓缩垃圾渗滤液。并证明是一种比较理想的处理方法；正渗透膜生物反应器膜生物反应器（MBR）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，并被称为是最有前途的废水处理新技术之一。
五、结语
正渗透方法在许多行业上仍然处于探索性阶段，如何解决在应用与实际当中的关键性技术难题，是正渗透技术能够得到广泛应用的关键所在。水处理正渗透膜分离技术虽然已经得到了广泛的应用，但是由于经验的缺乏，参数不足，各项技术的不到位，仍旧需要做很多方面的努力。但是作为一种潜在的水纯化和淡化新兴技术,国际上正对正渗透进行着全方位、多角度、深层次的理论研究和实践探索。由于正渗透过程本身存在着能耗低、分离过程简单等诸多潜在优势，相信随着研究的深人，它在今后必将得到更加广泛的应用与发展。
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大型ro反渗透设备水处理设 备详情介绍
反渗透系统主要采用的是反渗透膜技术。它的工作原理是对原水施加一定的压力，使水分子通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)、有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开;反渗透膜上的孔径只有0.0001微米,而病毒的直径一般有0.02-0.4微米,普通细菌的直径有0.4-1微米。 优势 1.细节决定整体质量，仪器、仪表、阀门、管件质量稳定。 2.优质的反渗透R0膜，高脱盐率、回收率、产水量。 3.智能的控制模块，操作简便、易学易用。 4.产品认证齐全，使用安全放心，认证与否是衡量一个产品的关键因素。 系统组成 预处理系统 一般包括原水泵、加药装置、石英砂过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器等。其主要作用是降低原水的污染指数和余氯等其他杂质，达到反渗透的进水要求。预处理系统的设备配置应该根据原水的具体情况而定。 反渗透装置
主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳(压力容器)、支架等组成。其主要作用是去除水中的杂质，使出水满足使用要求。 后处理系统 是在反渗透不能满足出水要求的情况下增加的配置。主要包括阴床、阳床、混床、杀菌、超滤、EDI等其中的一种或者多种设备。后处理系统能把反渗透的出水水质更好的提高，使之满足使用要求。 清洗系统
主要有清洗水箱、清洗水泵、精密过滤器组成。当反渗透系统受到污染，出水指标不能满足要求时，需要对反渗透进行清洗使之恢复功效。 电气控制系统 是用来控制整个反渗透系统正常运行的。包括仪表盘、控制盘、各种电器保护、电气控制柜等。 应用领域 1.石油化工行业如化工反应冷却水;化学药剂、化肥及精细化工、化妆品制造过程用工艺纯水。 2.宾馆、楼宇、社区、机场、房产物业的优质供水及游泳池水质净化。 莱特莱德公司售后服务 1.产品设计完成由生产部门尽快生产。 2.交由物流公司运输。 3.技术人员现场安装。 4.培训相关人员学习设备操作手册。 5.售后服务部门全天为您服务。 6.设备在使用过程中出现问题，我们的人员会尽快到现场处理。
反渗透水处理技术及其应用趋势研究 随着科学技术的不断发展，水处理工艺也取得了一定的进步。尤其现阶段的反渗透水处理技术，在工业生产用水、城市生活用水以及废水处理等方面得到广泛应用。本文主要对反渗透水处理技术的工作原理、反渗透膜技术的应用以及应用趋势进行探析。 标签：反渗透水处理技术用用趋势工艺 0前言 作为人类生产生活必备的资源，水资源一直关系着人们的生存问题。然而随着经济的快速发展以及工业化进程的加快，出现了水资源污染与水资源短缺等问题，使人们生产生活都受到了一定的影响。因此，加强反渗透水处理技术的应用，将是解决此困境的必然手段。 1反渗透工作的基本原理 反渗透主要指通过比较精密的膜制液体将实施对象进行分隔的技术，其工作原理在于利用精密膜液压力差值带来的动力，通过渗透膜使溶液中的溶剂能够分解出来。其中产生的压力差值又可称为渗透压，一般受溶液自身特性及其浓度、温度很大程度上能够影响渗透压的高低情况。而提到的反渗透膜是一种精密且比较复杂的装置，很容易出现堵塞或污染的情况，而且即便是微小的损伤也影响该装置的整体效能。所以要求使用反渗透膜时，必须保证进水的水质，通过分析水质特点、水质性质对原水进行处理，使反渗透膜装置应用过程中能够以水质符合标准为前提，实现高效能[1]。 2反渗透膜的应用 2.1反渗透膜在工业废水中的应用 工业废水往往包含很多废油物质、重金属等，排放过程中会对生态环境带来很大的危害。现阶段国内对电镀、重金属等废水处理的反渗透装置大约为120套左右，其采用的组件主要以卷状式以及内管式为主，操作压强为218Mpa，镍离子分离率也实现97.17%，当水通量能够保持在0.15m3/（㎡·d）时，几乎可以完全回收镍元素。 2.2反渗透膜在城市污水中的应用 当前，城市污水的处理包括对污水的净化以及对水资源的回收利用，其中对污水净化一般指污水处理厂能够从净化后的水中提取出优质的淡水。因为很多国家都面临水资源短缺的情况，所以对反渗透水处理技术的应用极为广泛。以新加坡为例，其基本国情便是严重缺水，但新加坡很多的反渗透污水处理厂通过对反
中水处理技术 ？ 适用范围 广泛适用于宾馆、写字楼、饭店等公用场所。 主要技术内容 一、基本原理 YES中水处理，系采用生化处理法。其工艺流程如下： 洗浴废水格栅调节池（予曝气）毛发过滤器污水泵生物接触氧化池沉淀过滤（活性碳过滤备用）中水贮存池中水泵用水点 二、技术关健 采用水下曝气技术 主要技术指标及条件 一、技术指标 BOD＜5㎎/l 污染程度的一个重要指标。其定义是：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/l）。 一般有机物在微生物的新陈代谢作用下，其降解过程可分为两个阶段，第一阶段是有机物转化为CO2、NH3、和H2O的过程。第二阶段则是NH3进一步在亚硝化菌和硝化菌的作用下，转化为亚硝酸盐和硝酸盐，即所谓硝化过程。NH3已是无机物，污水的生化需氧量一般只指有机物在第一阶段生化反应所需要的氧量。微生物对有机物的降解与温度有关，一般最适宜的温度是15～30℃，所以在测定生化需氧量时一般以20℃作为测定的标准温度。20℃时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99％）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在
实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。BOD5约为BOD20的70％左右。 COD＜7㎎/l 是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种、、、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性氧化法与氧化法。高锰酸钾（K2MnO4）法，氧化率较低，但比较简便，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。重铬酸钾（K2Cr2O7）法，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂，特别容易污染阴离子交换树脂，使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时（混凝、澄清和过滤），约可减少50%，但在除盐系统中无法除去，故常通过补给水带入锅炉，使炉水值降低。有时有机物还可能带入蒸汽系统和凝结水中，使pH降低，造成系统腐蚀。在循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。因此，不管对除盐、炉水或循环水系统，COD都是越低越好，但并没有统一的限制指标。在循环冷却水系统中COD（DmnO4法）>5mg/L 时，水质已开始变差。 SS l㎎/l PH 8．0 二、条件要求 主要设备及运行管理 一、主要设备 毛发过滤器、水下曝气机、污水提升泵、机械过滤器、活性碳过滤柱、自动控制系统、过滤水泵、反冲洗水泵、中水泵、投药设备。 二、运行管理
反渗透膜分离设备的技术优势 2020年8月27日
为保证我国经济的可持续发展,缓解当代水资源短缺,大力发展海水淡化技术产业来解决淡水资源问题已迫在眉睫。传统的方法具有很多劣势。而膜分离具有高效节能、选择性好、无相态和化学变化及可以在常温下操作等优点,是继蒸馏法后的又一项重要技术。主要包括反渗透膜法、电渗析法和纳滤膜法。这里主要介绍目前使用广泛的反渗透膜法。 反渗透膜分离设备法是一种高效节能技术,它是利用选择性半透膜,孔径为0.1—1nm,通常运行切割的分子量<500,能截留盐或小分子量有机物,使水通过。较之传统的蒸馏法,具有起动产水迅速、尺寸紧凑、重量轻、全电力操作能耗少、性能稳定、不用防结垢化学剂,操作过程中,无需相变、无需热液等优点。更加节能,工程造价和运行成本持续降低,其发展速度远远快于蒸馏法。但其缺点是操作压力大,膜组件易受到污染,进料液浓度有限制以及浓缩液的二次污染等问题。 德兰梅勒反渗透膜分离技术，简称RO技术。反渗透技术是近几年来才在我国发展起来的一项现代高新技术。按各种物料的不同渗透压，对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法，达到对溶液进行分离提取、纯化和浓缩的目的。反渗透设备技术是当今节能、效率高的膜分离技术。 德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差
异化需求。帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新，帮助企业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。
正渗透膜分离技术 研究背景 随着世界人口数量的迅速增长和矿物燃料的急剧消耗，水资源和能源已成为地球上两种至关重要的资源。水资源匮乏和能源危机困扰着全球许多不同的团体。据报导，世界上至少十二亿的人缺乏洁净安全的饮用水，有二十六亿的人缺少足够多的环境卫生设备。 膜技术是近几十年迅速发展起来的高效分离技术，因其节能、高效、经济、简单方便、无二次污染等一系列优点，在水处理中已被广泛地用于苦咸水淡化、海水淡化、工业给水处理、纯水及超纯水制备、废水处理、污水回用等。作为一种低能耗、低污染的绿色技术，新型的膜分离技术，正渗透（Forward osmosis，FO），在供水和产能方面拥有着巨大的潜能，甚至在食品加工行业、医药行业也有很好的应用前景，正逐渐成为人们关注和研究的热点。 膜分离技术 作为一种广泛应用的分离技术，膜处理的分离原理主要是在常温下使溶质和溶剂通过半渗透膜，达到分离、浓缩和纯化的目的，在这个过程中，驱动力一般为压力驱动或电位驱动。该技术的特点有以下几个方面： （1）膜分离过程在常温下进行分离。 （2）膜分离过程无相变化。 （3）膜分离技术的适用范围较广。 （4）膜分离效率高，分离效果好。 （5）膜分离技术采用装置简单，操作方便。 通常来说，膜分离技术，能够对不同的微粒、分子、离子进行有效的分离，膜材料亦丰富为醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚砜(PS)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、陶瓷膜等。 常见水处理膜分离技术主要有以下几类： （1）微滤(MF)：由0.01～0.2 MPa的外加压力作为驱动力。膜的微孔直径处于微米范围，可截留粒径为0.1～10μm的悬浮物颗粒、纤维等。 （2）超滤(UF)：超滤以0.1～1.0 MPa左右的压力差为推动力。分离膜的孔径在 0.0015～0.02μm之间。 （3）反渗透(RO)：以1～70MPa左右的压力差为推动力。 （4）纳滤(NF)：由0.5～1.5MPa的外加压力作为驱动力。 正渗透 在正渗透中，用于分离的驱动力主要为FO膜两侧的汲取液和原料液之间的渗透压差，使水从原料液（较低渗透压）一侧自发传递到汲取液（较高渗透压）。不同于传统的靠压力驱动的膜分离技术，比如微滤、超滤、纳滤与反渗透等，正渗透由于运行的原理不同，因此有着独有的优势，例如施加较低或不施加压力，导致更低的能耗，降低运行成本；正渗透的分离能力强，对污染物有着较高的截留率；正渗透污染几乎为可逆污染，因而清洗效率高；正渗透的膜装置组成简单，操作容易等。在众多领域内，正渗透近几十年来均有着广泛的应用，特别的，在一些重要领域如海
60吨反渗透水处理设备工程设计方案 60T/H纯水处理设备工艺流程 主要工艺路线如下： 去用水点 原水→原水曝气池→原水泵→锰砂过滤器→缓冲水池→增压泵 混凝剂 →换热器→保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→脱气塔→中间水池 阻垢剂 →中间水泵→混床→纯水池→纯水泵→生产用水点。 60T/H纯水处理设备工艺系统简述 原水自流进入预曝气池，由原水泵输送至DN3600锰砂过滤器，通过在其进水管道投加高效絮凝剂，采用微絮凝过滤方式，使水中铁、锰、悬浮物和胶体变成微絮体在锰砂滤层中截留而去除，过滤器出水进入缓冲水池，再经增压泵提升进入换热器和5μm保安过滤器，确保出水满足反渗透的进水要求，即SDI≤3.0、浊度≤0.5NTU，保安过滤器出水由高压水泵送至反渗透装置，去除95%以上的溶解固体(TDS)、硬度等。反渗透出水进入中间水池，经中间水泵提升至混床进行深度处理，确保出水满足高压锅炉用水标准，导电度(25℃)≤0.2μs/cm; SiO2≤20μg/L。
针对原水的特点，在锰砂过滤器前投加絮凝剂，在反渗透的进水中投加阻垢剂。絮凝剂用于使水中的细小悬浮物、胶体、部分有机物等形成絮状体，以便在过滤器中给予去除;阻垢剂用于防止反渗透膜结垢。 60T/H纯水处理设备主要工艺设备 1、预处理系统 预处理主要目的是去除原水中的铁锰金属离子、悬浮物、胶体等妨碍后续反渗透运行的杂质。处理设施包括原水曝气池、絮凝剂加药系统、锰砂过滤器、反洗水泵、换热器等。 2、原水曝气池 原水自流进入预曝气池，保证系统进水量稳定，池中设穿孔曝气，原水在池中停留时间为2小时，池有效容积为600m3。 3、曝气塔 曝气塔采用机械通风接触式曝气塔，曝气填料采用活化无毒多面空心球双层布置。调节池来水从塔的上端均匀配水进入塔体，通过双层空心球尽可能与填料接触，填料下设置离心轴流风机由下至上向塔内充氧，达到对原水进行充分曝气的作用。曝气塔设计表面负荷为25m3/m2.h，直径为φ4000×6500，单台产水量为300 m3/h，配套SSR-50型鼓风机(山东章晃),(Q= 0.9m3/min， N=1.04KW)。 4、管道混合器
说明 本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。 说明课题的来源（自拟题目或指导教师承担的科研任务）、课题研究的目的和意义、课题在国内外研究现状和发展趋势。 若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。
用前景。 目前，膜的发展缓慢的原因有：膜产品的价格昂贵；膜污染较严重；膜分离性能低下。对于以上的三个问题可以更好的解决的话，膜分离技术发展会突飞猛进，跨越时代的进步，可以快速提高经济效益，对于水资源的利用率更高，会发挥更为重要的作用。 参考文献： [1]彭会清, 庞翠玲. 膜分离技术在处理酸性废液中的应用概述[J]. 金属矿山, 2006(9):14-17. [2]韩倩倩. 膜分离技术在水处理中的应用现状及展望综述[J]. 硅谷, 2009(9):117+133. [3]朱智清. 膜分离技术的发展及其工业应用[J]. 化工技术与开发, 2003, 32(1):19-21. [4]岳志新, 马东祝, 赵丽娜,等. 膜分离技术的应用及发展趋势[J]. 云南地理环境研究, 2006, 18(5):52-57. [5]张杰, 褚良银, 陈文梅. 膜分离技术在废水处理中的应用[J]. 过滤与分离, 2004, 14(3):8-11. [6]谷大建, 徐巍. 膜分离技术的应用及研究进展[J]. 中国药业, 2008, 17(6):58-59. [7]陈翠萍, 谌伟艳. 膜分离技术及其在废水处理中的应用[J]. 污染防治技術, 2007, 20(3):42-45. [8]吴绮桃. 膜分离技术及其在水处理中的应用[J]. 四川建材, 2008, 34(2):58-59. [9]郭洪勋. 膜分离技术的研究进展[J]. 科技创业家, 2012(8). [10]孙佳林, 何晓燕. 膜分离技术处理印染废水在我国的应用及发展趋势[J]. 化工管理, 2014(3):92-93. [11]段巧丽, 宁艳春. 现代膜分离技术的应用研究与进展[J]. 管理学家, 2011. [12]孙文毅, 张斌. 膜分离技术在水处理中的应用[J]. 北京电力高等专科学校学报:社会科 学版, 2010, 27. [13]陈业刚. 膜分离技术在水资源回用领域的应用研究[J]. 中美国际过滤与分离技术研讨 会, 2010. [14]李晓波, 王晓静. 膜分离技术及其在废水处理中的应用[J]. 河北工业科技, 2005, 22(4):207-211. [15]刘济阳, 夏明芳, 张林生,等. 膜分离技术处理电镀废水的研究及应用前景[J]. 污染防 治技术, 2009, 22(3):65-69.
反渗透水处理工艺流程及注意事项简析 反渗透工艺在纯水、超纯水制备系统工程中的应用,不但能提高了产水品质,降低生产成本,而且防止环境污染,有力地推进了电子工业的进步,同时也促进了纯水、超纯水制造技术的发展. 反渗透在电子行业的应用 电子元器件的制造需要大量高品质的纯水、超纯水,电子级超纯水是目前世界上纯净品质要求最高的水.电子工业用的超纯水，例如广泛用于生产计算机硬盘，集成电路芯片，半导体，显像 管，液晶显示器，线路板等用的纯水，对水的纯度要求较高，对 出水电阻率的要求达到上(MΩ.cm级。 随着电子工业的发展对高纯水提出了越来越高的要求。例 如，制作16K位DRAM允许水中TOC(总有机碳为500ppb、金属离 子为1ppb、≥0.2μm的颗粒为100个/毫升;而制作16M位DRAM 时，则要求TOC<5ppb、金属离子<0.2ppb、水中≥0.1μm颗粒数 为0.6个/升。 可以说在电子级超纯水设备中汇集了当前水处理技术最先进 的工艺和设备,如超滤、微滤、反渗透、膜脱气、电去离子(EDI等,其中反渗透装置是整个纯水、超纯水制备系统工程中一关键的设备.它能有效地去除原水中97%以上的溶解性无机物质、99%以上的相对分子质量大于300的有机物、99%以上的包括细菌在内的各种微粒和95%以上的二氯化硅. 反渗透工艺在纯水、超纯水制备系统工程中的应用,不但能提高了产水品质,降低生产成本,而且防止环境污染,有力地推进了电子工业的进步,同时也促进了纯水、超纯水制造技术的发展. 在我国RO应用于电子工业水处理的报道，最早可追溯到1981年，RO技术就己成功应用于大规模集成电路超纯水制备。此后，不断出现RO制取超纯水工艺流程研究和更大规模超纯水制备的报
水处理技术方案 一、方案简介： 重要提示请仔细阅读此部分： 获得较好的冷却水处理结果，三分靠药剂，七分靠管理。冷却水每时每分都在蒸发浓缩，水中钙镁离子不断聚集。当钙镁离子浓度达到药剂处理最高临界点时，需要通过排出一部分浓缩的冷却水，补充新水来平衡冷却水系统内的钙镁离子浓度，以达到缓蚀阻垢、节约用水的目的。 要想精确控制平衡冷却水系统内钙镁离子浓度，通过人工加药排污或时钟控制加药、时钟控制排污是无法做到的。因为不知道何时系统内钙镁离子达到药剂处理临界点。定时排污时，有可能已经超过了药剂处理最高临界点，造成结垢风险。也有可能没到药剂处理最高临界点就排污，造成浪费水资源和药剂。 中央空调循环冷却水在线监测管理系统能够达到精确控制加药与排污。它是通过插入水中的电导率探头，时时监测水质变化，当达到药剂处理最高临界点时打开排污电磁阀开始排污、当达到排污预定下线时自动关闭排污电磁阀。 如何判定药剂最高处理临界点，每个药剂厂家数据都不相同。我单位是化验冷却水当时钙硬度和总碱度之和是否达到国标要求最上限 1100mg/L时的电导率来设定排污上线的。因为每个地区的补充水质不同，最高处理临界点时的电导率有可能是1500us/m2，有可能是1800us/m2、也有可能是2000us/m2、部分地区补水水质较好也有可能达到2300us/m2甚 至达到3800us/m2。根据贵司提供招标文件规定电导率必须达到 1800us/m2。我单位根据贵司补充水数据设计出冷却水加药量为100ml/T 即100毫升/吨的加药方案。 二、服务内容 ☆每二周现场提取循环冷却水水样进行化验； ☆根据化验结果提供排污方案；（如选旁流去离子水设备不用排污） ☆每二周提供一次化验结果报告； ☆培训甲方人员加药、排污等技术及方法；
纳滤反渗透膜分离实 验
化工原理实验报告学院：专业：班级：
三、实验装置 本实验装置均为科研用膜，透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况，实验中不可将膜组件在超压状态下工作。主要工艺参数如表1-1 膜组件膜材料膜面积/m2最大工作压力/Mpa 纳滤（NF）芳香聚纤胺0.4 0.7 反渗透(RO) 芳香聚纤胺0.4 0.7 表1-1膜分离装置主要工艺参数 反渗透可分离分子量为100级别的离子，学生实验常取0.5％浓度的硫酸钠水溶液为料液，浓度分析采用电导率仪，即分别取各样品测取电导率值，然后比较相对数值即可（也可根据实验前做得的浓度－电导率值标准曲线获取浓度值）。 图1-1膜分离流程示意图 1－料液灌；2－低压泵；3－高压泵；4－预过滤器；5－预过滤液灌；6－配液灌；7－清液灌； 8－浓液灌；9－清液流量计；10－浓液流量计；11－膜组件；12－压力表；13－排水阀
图1 电导率与溶液浓度关系曲线 电导率与溶液浓度模型：C= 0.6253k - 0.0195 式中k为电导率，单位ms/cm；C为溶液浓度，单位×10-3g/cm3。 ① 原料液浓度C0=0.6253*6.07-0.0195=3.776071*10-3（g/cm3）=0.026584561 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.13-0.0195=0.061789*10-3（g/cm3）=0.000435011 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*6.99-0.0195= 4.351347*10-3（g/cm3）= 0.030634659 kmol/m3 ② 原料液浓度C0=0.6253*5.95-0.0195= 3.701035*10-3（g/cm3） =0.026056287 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.07-0.0195=0.024271*10-3（g/cm3） =0.000170874 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*7.26-0.0195= 4.520178*10-3（g/cm3） =0.031823275 kmol/m3 (2)膜组件性能表征： 利用公式：
正渗透技术处理水和废水 1 引言 膜分离技术由于出水水质高、设备简单易操作、能耗相对较低、适应性强等特点，在水处理领域获得越来越多的关注.目前应用于水处理领域的几种膜分离技术.其中微滤(microfiltration，MF)、超滤(ultrafiltration，UF)、纳滤(nanofiltration，NF)和反渗透(reverse osmosis，RO)由机械压力驱动传质过程，是水和废水处理的常规技术.其他膜技术，如温度差驱动的膜蒸馏技术(membrane distillation，MD)，电场驱动的电渗析技术(electro-dialysis，ED)，一些由化学反应驱动的膜吸收技术(membrane absorption，MA)等也成为水处理领域的新型技术.正渗透(forward osmosis，FO)是一种由渗透压(浓度差)驱动的新型膜技术.可用于海水脱盐、废水处理等方面. FO膜是一种渗透膜.名义孔径在1 nm以下，用于截留溶解性离子和盐类等物质，与RO 相当.但与RO相比，FO无需外加机械压力，具有低压操作、低膜污染、高截留的优点，近年来在水处理领域受到较多关注. 2 FO原理(Basic principle of FO) FO膜是一种选择性渗透膜，膜的一侧是低渗透压的待处理水，另一侧是高渗透压的汲取液，水分子透过FO膜从低渗透压侧扩散到高渗透压侧，从而实现水与杂质的分离(图 1).该过程的驱动力是膜两侧溶液的渗透压差，不需外界提供压力. 图 1 FO工艺的原理示意图 2.1 FO应用与运行效果 2.1.1 海水(浓盐水)脱盐 FO已被用于含盐废水、含盐地下水、盐湖水和海水的脱盐.大多数为实验室规模的小试研究，汲取液采用难挥发性(NaCl，Na2SO4，MgSO4等)或挥发性(NH3/CO2和NH4HCO3)盐溶液.其中Zhao等进行的盐湖水脱盐，回收率达到70%.McGinnis等采用中试规模的FO处理高盐水(TDS>70，000 ppm)，回收率达到60%，与蒸发浓缩技术相当，出水水质达标(美国宾州
关于反渗透水处理设备的用途和特点 反渗透技术多数运用于废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。反渗透膜、纳滤设备、PP 棉等其原理是在溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右)，能截留所有溶解性盐和分子大于100的有机物，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、微生物、胶体、有机物等。 透盐率和脱盐率 反渗透膜主要用于水脱盐，透盐率指通过反渗透膜的速度Js，Js越小，说明膜的脱盐率越高。Js=B(C1-C2) 而脱盐率为R=(1-C2/C1)×100% 公式中：B──膜的盐透过系数；C1──膜高压侧膜面处水中盐的浓度，由于测试困难，一般都以高压侧水中平均盐浓度来代替g/L；C2──膜低压侧水中盐的浓度g/L. 反渗透设备的主要特点是除盐率高，一般除盐率在96%—99%之间，能够很好的从含盐率较高的水中提取出淡水。可以去除水中的细菌（约99.99%），和一些有机成分（约95%）。相对以前的反渗透的设备，在进水的适应性，脱盐率和寿命上得到了很大的提升。反渗透设备的主要优点为：水质好、能耗低、连续运行、性能稳定、无污染。 反渗透设备是水处理设备中常用的一个系统，反渗透设备的正常运行至关重要，为了减轻反渗透设备的工作压力和正常运行，需要针对不同的水质，不同的需求进行预处理。因为每个地区的水质不同，反渗透设备的进水也不同，有地下水，自来水，海水，等不同的水质，所以受水质的影响，反渗透设备的预处理系统也是各不相同。 预处理系统的作用就是出去水中的杂质，满足反渗透设备的进水要求。反渗透设备的预处理系统主要包括，原水泵，加药装置，保安过滤器、石英砂过滤器，活性炭过滤器，精密过滤器等预处理过滤设备。预处理系统的主要作用是降低原水的污染指数，泥沙以及大颗粒的杂质，以达到反渗透设备的进水要求，当然根据不同的水质，不同的要求，设计的预处理系统也不同。
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广
郑州手创环保科技有限公司 设备工程及服务方案 For 2X50m3/h+30 m3/h反渗透水处理系统 To 河南省XX饮品股份有限公司 _______________ 项目负责人方案号：QBP20120418 时间： 2012.04
目录 1、公司介绍 (1) 2、标准与规范 (2) 3、技术要求 (4) 4、工艺说明 (5) 5、控制系统说明 (10) 6、设备技术规范 (12) 7、供应商清单 (20) 8、设备报价 (24) 9、运行费用分析 (25) 10、技术资料及交付进度 (26) 11、工作范围 (27) 12、设备性能考核和质量保证(1年质保期) (29) 13、人员派遣 (32) 14、施工组织管理架构表 (33) 15、流程图 (35) 16、平面图 (35)
1、公司介绍 手创环保科技有限公司专业致力于水处理技术，设备的开发、生产、销售。公司凭借着集团的优势，引进世界最先进的水处理技术、设备，集合一批专业从事各类水处理项目的设计与相关设备的制造、安装、调试的高素质工程技术人员。 1.1、项目管理 项目经理在执行项目的过程中采用单点联系管理方法，保证高效、按时地完成整个项目。项目经理职责 —和客户全面的交流 —确定项目供货范围 —控制项目进度 —工厂检验验收 —系统提交 1.2、总交钥匙管理 手创公司有效地管理您的交钥匙项目，我们灵活地调动一切必要的资源成功地按时完成交钥匙项目。在我们的交钥匙系统中，我们将和客户建立起战略的伙伴关系，共同完成这个项目。我们制定出的最符合客户需要的系统和安装计划，保证提供给我们客户最好的水处理系统。 1.3、服务 手创公司提供全方位的服务，保证你的水处理系统高效、安全、经济地运行。 服务合同 —系统工作分析 —水质分析综合评定 —系统改进及升级建议 —技术操作培训 —维修综合评定 —设备故障排除 系统改造及升级服务 紧急事故服务，备品备件服务
正渗透的应用和技术优势 姓名：班级：学号： 16121229 指导教师：于海琴 正渗透的应用和技术优势 摘要：作为一种新型膜处理技术，正渗透技术自20世纪50年代建立以来，在环保、能源、海水淡化等领域受到越来越广泛的关注;其经历了从实验室研究，中试实验，到少量的商业化应用，技术日臻完善。正渗透技术是利用自然渗透压差为驱动力的一种净水技术，为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决方法。该文介绍了正渗透的技术优势，以及正渗透在海水淡化、废水处理、污水回用、能源开发以及食品加工等领域的应用。 关键词：正渗透、技术优势、海水淡化、废水处理 I 1.引言
正渗透（Forward osmosis, FO）是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术，它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。 1.1正渗透技术的原理和技术特点 1.1.1正渗透技术的原理 正渗透是浓度驱动型的膜过程，它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高的水化学势（或较低渗透压）一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势（或较高渗透压）一侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(feed solution，FS)，另一种为具有较高渗透压的汲取液(draw solution，DS)。正渗透正是依靠正渗透膜两侧的汲取液(draw solution，DS)和原料液(feed solution，FS)间的自然渗透压差，使水分子自发地从低渗透压侧(FS侧)传输到高渗透压侧(DS侧)而污染物被截留的膜分离过程，具体如图1所示。 图1.正渗透过程示意图 不同于传统膜分离过程，正渗透利用低水化学势的DS从高水化学势的FS吸取纯水，无需投入额外的驱动压力，因而其能耗低[1]。 1.1.2正渗透技术的技术特点 正渗透不同于压力驱动膜分离过程，它不需要额外的水力压力作为驱动力，而依靠汲取液与原料液的渗透压差自发实现膜分离。这一过程的实现需要几个必要条件：（1）可允许水通过而截留其他溶质分子或离子的选择性渗透膜及膜组件；（2）提供驱动力的汲取液；（3）对稀释后的汲取液再浓缩途径[2]。 早期关于正渗透过程研究均采用反渗透复合膜，发现膜通量普遍较低，主要原因是复合膜材料的多孔支撑层产生了内浓差极化现象，大大降低了渗透过程的效率。20 世纪90 年代，Osmotek 公司（Hydration Technologies Inc.(HTI)公司前身）开发了一种支撑型高强度正渗透膜，已被应用于多种领域，是目前最好的商
中华人民共和国城镇建设行业标准 反渗透水处理设备 前言 反渗透水处理设备已广泛地用于苦咸水淡化、海水淡化、医药、电子、工业废水处理、采矿、冶金及市政供水等领域。为了更好地规范该产品的生产，制定了该产品的行业标准。 本标准编制过程中，参照采用了美国国家标准ANSI／NSF58：1997《反渗透饮水处理设备》。 本标准由建设部标准定额研究所提出。 本标准由建设部给水排水产品标准化技术委员会归口。 本标准由蓝星水处理技术有限公司、北方膜技术工业有限公司、国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心、山东招远膜天集团有限公司、北京天元恒业水处理工程公司、上海恒通水处理工程有限公司、湖州欧美制水设备有限公司负责起草。 本标准主要起草人：张桂英、赵宏伟、张秀刚、孙志英、温建志、张松健、陈伟。 1 范围 本标准规定了反渗透水处理设备性能指标、技术要求、试验方法及标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于以含盐量低于5000mg／L的水为原水，用反渗透技术生产渗透水的反渗透水处理设备。 5 技术要求 5.1反渗透水处理设备性能指标： a)脱盐率：反渗透水处理设备根据原水水质、膜的状况合理选用脱盐率，一般平均脱盐率不低于90％(用户有特殊要求的除外)。 b)原水回收率：根据原水水质及预处理情况，难溶盐的饱和程度、膜排列情况选择回收率，一般： ——小型反渗透水处理设备原水回收率不小于30％； ——中型反渗透水处理设备原水回收率不小于50％； ——大型反渗透水处理设备原水回收率不小于70％。 c)操作温度：温度为影响产水量的主要指标，温度变化直接影响产水量，一般按标准状态下(25℃)的温度条
件设计，通常复合膜选用4～45℃；乙酸纤维素膜4—35℃。 d)操作压力：根据工艺要求，合理选择操作压力，一般不大于3MPa。 5.2 设备应设计合理，结构紧凑，外形美观，占地面积及占用空间小。 5.3 设备构件包括：反渗透膜组件、泵、各种管道、仪表等，均应符合相应的标准和规范。 5.4 设备安装时，在装卸膜元件的一侧，应留有不小于膜元件长度1.2倍距离的空间，以满足换膜、检修要求，设备不能安放在多尘、高温、震动的地方，一般应放置于室内，避免阳光直射，环境温度低于4℃时，必须采取防冻措施。 5.5 进入反渗透水处理设备的原水应满足如下条件： a)淤塞指数SDI15<5或污染指数FI<4； b)游离氯：聚酰胺复合膜 国内外相关技术的现状发展趋势世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。 根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。 目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。 处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污 [水处理技术]十种常用水处理方法 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物 质清除干净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器（filter）以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器（如石英沙等）或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。2硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换 树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，以此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下： Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+ 2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。树脂基质（resin matrix）内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原（regeneration）的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下：Ca-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Ca2+Mg-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Mg2+如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，长期饮用也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 3去离子法 水处理中正渗透膜分离技术的应用 摘要：渗透（osmosis）是一种仅依靠渗透压驱动的分离过程,基于渗透现象发展起来的正渗透膜分离技术,目前该技术在国际都得到了广泛的应用。本文章综述了水处理中正渗透膜分离技术应用过程的基本原理、应用现状以及水处理正渗透膜分离技术的应用领域,并对未来水处理中正渗透膜分离技术的应用方向提出了展望。希望在未来其技术能得到更加广泛的应用与发展。 关键词：正渗透应用水处理膜分离技术 一、前言 20世纪60年代起，对膜分离技术从实验室研究已经进入到了工业行业的实际应用，直至现在，它已应用到水处理，食品加工，制药工程，医学以及能源等不同的领域。正渗透(Forward osmosis，FO)是一种不需外加压力做驱动力，而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。正渗透膜分离技术与外加压力驱动的膜分离技术最大的区别就是正渗透膜分离技术不需要外加压力或在较低的外加压力下运行，并且膜污染情况相对较轻，在持续长时间运行后无需清洗。水处理中正渗透膜分离技术目前在国际上诸如美国、新加坡、欧洲等国家和地区已得到大量研究和应用。 二、水处理中正渗透膜分离技术的基本原理 正渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution)，正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力的时候，水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧，这种过程叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis，PRO)。压力阻尼渗透的驱动力仍然是渗透压，因此它也是一种正渗透过程。水处理中正渗透膜分离技术应用正是基于这种原理。 三、水处理正渗透膜分离技术应用现状 正渗透膜过程，具有三低优势，即低压操作，低能耗和低污染，在水处理领域已得到了一定的应用。但是国内并不多见其应用报道，所以说应用不是很多，尽管如此，这一技术仍然具有很大的应用价值和光明的应用前景。如果要大范围普及正渗透膜分离技术，仍需做很多努力。包括了我国对正渗透膜分离技术研究不多，特别是在水处理应用上缺乏经验参数，这需要进行大量的实验，从而积累经验；目前所拥有的正渗透膜性能太低，品种不全、不优；缺少既经济又高效的汲取液体系和汲取液再浓缩途径。 鉴于水处理正渗透膜分离技术仍存在比较多的问题，在今后的研究和应用方面应该从这些方面的着手突破，极大推动正渗透技术在水处理中的广泛应用，以促进新一代水处理工艺的高效发展。总之，对水处理正渗透膜分离技术的研究，都应该围绕如何提高正渗透过程的水回收率、如何提高正渗透过程中的分离效率、以及如何降低正渗透过程的运行成本等方面进行。 四、水处理中正渗透膜分离技术应用领域国内外水处理技术的现状 发展趋势
[水处理技术]十种常用水处理方法
水处理中正渗透膜分离技术的应用
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