反渗透水处理原理

1 第一部分 反渗透培训教材

一、概述

反渗透是二十世纪后期迅速发展起来的膜法水处理方式，它是苦咸水处理、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方法之一。它中心技术是反渗透膜，该膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力的作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的。

早在1748年就法国人Abble Nellet就发现了渗透现象。1950美国人Hassler提出了利用与渗透相反的过程进行海水淡化的设想.但是,只有当1960年LoebSourirajan用醋酸纤维素作材料、研制成第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜以后，反渗透技术才从可能变为现实.

1960年世界第一张不对称醋酸纤维膜的出现使反渗透膜应用于工业上制水成为可能.初期是板式膜、管式膜，在六十年代中、后期出现了卷式、中空纤维膜，七十年代初期又研制出海水淡化膜。在1972至1977的五年间，世界范围内的反渗透装置数量增加了15倍，制水容量增加了41倍,直至八十年代以后仍以14—30%的速度递增.反渗透除在苦咸水、海水淡化中使用外，还广泛应用于纯水制备、废水处理以及饮用水、饮料和化工产品的浓缩、回收工艺等多种领域。

反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点：

 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化;

 依靠水的压力作为动力,其能耗在众多处理方法中最低;

 化学药剂量少。无需酸、碱再生处理；

 无化学废液及废酸、碱排放,无酸碱中和处理过程，无环境污染；

 系统简单、操作方便，产水水质稳定，两级反渗透可取得高质量的纯水；

 适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、海水以至污水的处理,也适用于低含盐量的淡水处理。

 设备占地面积少，需要的空间也小;

 运行维护和设备维修工作量少。

对锅炉补给水处理，反渗透法也具有常规的离子交换处理方式难以比拟的优异特色，如：

反渗透在电厂水处理中的应用

摘要：反渗透技术由于具有除盐率高、易于自动化操作等特点，在海水淡化、纯水制备等方面得到了广泛的应用。特别近年来，在电力行业锅炉补给水预脱盐、循环水排污水再利用等方面的应用越来越普及。文章介绍了反渗透膜的工作原理，在电厂化学水处理中的应用及需注意的问题及处理方法。

关键词：反渗透膜；电厂水处理；电去离子脱盐系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009－2374(2011)25－0055－02

一、反渗透膜的工作原理

有一种膜，它只允许水分子通过，溶液中的其他物质则不能通过膜表面，这种膜叫半透膜。反渗透是利用半透膜选择性通过特性，达到去除水中的盐份的目的。在反渗透膜的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩成为浓水流走。产水则透过半渗透膜残余少量盐份，达到了脱盐目的。反渗透可除去水中98％的无机盐和相对分子量大于200的有机物以及胶体，它是当代公认的最先进的脱盐技术。

二、反渗透在电力行业中的应用

电力行业中电厂锅炉需用电导率＜0.2μs／cm，SiO2＜0.02rag／L的补给水，二级反渗透出水电导率一般大于1μs／cm，故反渗透在电力行业一般用于锅炉补给水的预脱盐处理。如下图所示：

(一)反渗透＋电去离子脱盐系统

反渗透＋电去离子(RO＋EDI)脱盐系统是20世纪末发展起来的水处理新型脱盐系统。其中，电除盐EDI技术原理是依靠电场作用去除水中的无机离子，它克服了电渗析不能深度脱盐的缺点，弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足。反渗透+电去离子(RO＋EDI)脱盐系统出水水质可以满足锅炉用水对电阻率、硅等硬性指标要求，是一种环保型的脱盐系统。与传统离子交换相比，具有出水水质稳定、连续经济运行、实现无人值守、不污染环境、占地面积小等优点，但投资较高。

水处理系统的工作原理

水处理系统：包括水质软化器、沉淀物过滤器、反渗透装置、去离子装置、高效过滤器、微型过滤器、活性炭过滤器、紫外线消毒器、水桶等。

水处理系统的原理

1.反渗透原理

水处理系统的核心部件是反渗透膜，是利用反渗透之原理，运用水压，使水由较高浓度的一方渗透至较低浓度之一方，此时在较高浓度的所有细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物和无机物均不能渗入高精密的反渗透膜。反渗透是反其自然渗透过程的一种方法，渗透和反渗透是通过半透膜来完成的，当用半透膜隔开两种不同浓度的溶液时，稀溶液的溶剂就会透过半透膜进入溶液一侧，这种现象叫渗透。当在浓溶液侧施加一外来压力时，渗透速度将会降低，当此压增大到某一值时，渗透过程即停止，打到所谓渗透平衡，平衡状态所需要的外加压力称为渗透压，当继续增大浓溶液一侧的压力，即所施加压力大于渗透压时，溶剂会反其原来的渗透放向，由浓溶液侧通过半透膜进入稀溶液侧，这种现象称为反渗透。

2. 特点:反渗透水处理设备能过滤掉水中的细菌、病毒、重金属、农药、有机物、矿物质和异色异味等，是一种纯水，无需加热即可饮用。它所过滤出的水量的成本很低。生产的纯水品质高、卫生指标理想。

反渗透水处理设备是采用目前国际上较为先进的反渗透除盐技术来制备去离子水，是一种纯物理过程的制备技术。反渗透纯水机组具有能长期不间断工作，自动化程度高，操作方便，出水水质长期稳定，无污染物排放，制取纯水成本低廉等优点。反渗透膜技术在国内医药、生物、电子、化工、电厂、污水处理等领域得到了广泛的运用。

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水处理反渗透作用

反渗透（RO）是一种用于水处理的重要技术。它是一种通过半透膜过滤方法，将溶液中的溶质从溶剂中分离出来的过程。在反渗透过程中，水通过半透膜一侧的应用压力，被强制通过具有微孔的膜，并分离出溶质，获得纯净水。

反渗透是一种高效的水处理技术，被广泛应用于饮用水、工业用水和海水淡化等领域。其工作原理基于半透膜和压力的联合作用。

反渗透膜通常由两层材料构成，即半透膜和支撑层。半透膜是由特殊材料制成的，其微孔小到只能让水分子通过，而将其它溶质或微生物排除在外。支撑层提供了半透膜的结构支持和稳定性。

反渗透过程中的关键是应用压力。在反渗透系统中，溶液被加压以增加其进入膜的速度。应用的压力越高，选择分离的效果越好，但流量会相应降低。

反渗透的主要作用是分离水和溶质。在饮用水处理中，反渗透主要用于去除溶解的无机盐、有机物质、细菌、病毒和微生物等。在工业用水处理中，反渗透可以去除水中的离子、大分子有机物质和微粒。而在海水淡化领域，反渗透则可以将海水中的盐分和其它杂质去除，从而获得淡水。

反渗透的应用有以下几个优点。首先，它可以提供高质量和可靠的水处理效果。反渗透可以去除水中的绝大部分溶质，包括盐分、细菌和病毒等。其次，与传统的蒸发和离子交换等方法相比，反渗透具有低能耗和高水利用率的优势。它不需要大量的热能，同时可以回收和再利用大部分的水。此外，反渗透系统的操作相对简单，维护成本较低。 然而，反渗透也存在一些限制和挑战。首先，反渗透系统的建设和维护成本相对较高。反渗透膜和设备的制造、安装和维护都需要专业的技术和设备。其次，在操作过程中，膜容易受到污染和结垢的影响，需要进行定期的清洁和保养。此外，反渗透系统的应用压力较大，需要大量的能量支持，因此能耗较高。

总的来说，反渗透是一种重要的水处理技术，具有高效、可靠和节能等优点。它在饮用水、工业用水和海水淡化等领域都有广泛的应用前景。然而，随着技术的不断进步，反渗透系统仍然需要在能源消耗和维护成本等方面进行改进，以提高其效率和经济性。