反渗透膜 浓差极化

反渗透膜

1、 反渗透现象

渗透是指一种溶剂（即水）通过一种半透膜进入一种溶液或是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。但是在浓溶液一边加上适当的压力，即可使渗透停止，此时的压力称为该溶液的渗透压。若在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂（水）压到半透膜的另一边稀溶液中，这是和自然界正常渗透过程相反的，此时就称为反渗透。

渗透是在所有活细胞中存在的一种自然过程，水可以透过半透膜而悬浮固体、盐类、大分子物质被截留，这些半透膜的孔径大概在0.0005微米左右。

渗透过程－在纯水溶液和盐溶液两种环境之间，水分子有从纯水溶液向盐溶液渗透的倾向。水流通过半透膜从纯水溶液向盐溶液渗透，该过程的作用力是两种环境的浓度差。

反渗透过程－膜渗透过程中，在盐溶液的方向施加压力可以使渗透过程反向进行。外加压力的作用下，水透过半透膜与溶液中的离子分离，当渗透过程进行到一定程度时，渗透压与外加压力相等后反渗透过程结束。

在实际应用中，在反渗透压力显著上升前盐溶液需要不断更换。为有效利用切向流理论，半透膜表面的溶液需要不断更新，因此，商业膜组件设计有一个进水口和两个出水口，进水口众作为给水入口，而出水出口分别作为处理后纯水和浓缩液的排出口。

渗透现象早在1748年已由Abbe Nollet首次得到证明，直到20世纪50年代，科学家们才开始利用反渗透或超滤作为溶液中溶质和溶剂的有效分离方法，并使其成为一种实验室技术。

2、反渗透技术

反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。

反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于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），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％）。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是（逆渗透），一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001

微米） , 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过，其它杂质及重金属均由废水管排出，所有海水淡化的过程，以及太空人废水回收处理均采用此方法，因此 RO 膜又称体外的高科技人工肾脏

RO（反渗透）膜有 陶氏的，世韩的，海德能的。

反渗透是在外压作用下，使水透过特制的半透膜，从溶液中分离出来，从而达到淡化、净化或浓缩分离目的的一项实用技术。用在水处理工程中，它可以去除水中绝大部分离子，同时还可以除去水中的微细颗粒、细菌及有机物等各种杂质，是目前水质深度净化的一种先进、经济的手段，这就是反渗透膜。

反渗透的基本工作原理是：运用特制的高压水泵，将原水加至6—20公斤压力，使原水在压力的作用下渗透过孔径只有0.0001微米的反渗透膜。化学离子和细菌、真菌、病毒体不能通过，随废水排出，只允许体积小于0.0001微米的水分子和通过。包括：

预处理系统

预处理系统的设置，目的在于改善供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求，从而保护反渗透主机，并延长膜的使用寿命。在水处理系统中。常常需要针对不同的水质进行预处理设计，最常见的是多介质过滤器（滤除直径大于10um的悬浮颗粒）＋活性碳（去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等）＋阻垢剂加药装置（或软化装置）（大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢）＋精密过滤器（过滤精度为5um，进一步脱除水中残留的颗粒性物质）组成预处理系统。

反渗透系统

主要包括系统泵、反渗透装置（反渗透膜及膜壳、机架、电控箱）、冲洗/清洗装置及中间水箱。

反渗透膜

反渗透过程所用的半透膜，只能透过水分子而不能透过盐分子。

所属学科：

百科名片

反渗透膜

反渗透技术原理是在高于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。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

反渗透系统优点 1、连续运行，产水水质稳定 2、无须用酸碱再生，不会因再生而停机，节省了反冲和清洗用水 3、以高产率产生超纯水（产率可以高达95％） 4、无再生污水，不须污水处理设施 5、应用于预除盐处理也取得较好的效果，能使离子交换树脂的负荷减轻松90％以上，树脂的再生剂用量也可减少90％ 6、使用安全可靠，避免工人接触酸碱 7、减低运行及维修成本 8、安装简单、安装费用低廉 主要品牌反渗透膜 国内现主要应用国外反渗透膜品牌，具体品牌有： 海德能膜HYDRANAUTICS 陶氏膜DOW 东丽膜TORAY 日东电工膜NittoDenko 世韩膜SAEHAN等

用于反渗透法中制备纯水的半透膜。

一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。

反渗透膜应具有以下特征：(1)在高流速下应具有高效脱盐率；(2)具有较高机械强度和使用寿命；(3)能在较低操作压力下发挥功能；(4)能耐受化学或生化作用的影响；(5)受pH值、温度等因素影响较小；(6)制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。 反渗透膜的结构，有非对称膜和复合膜两类。当前使用的膜材料主要为三醋酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作，主要用于纯水制备和水处理行业中。

148ECOLOGY区域治理

反渗透硅污染影响及应对措施

梅喜君1

,史兴隆2

1.神华国能宝清电厂；2.上海赛沃环保科技有限公司

摘要：东北某2×600MW超临界湿冷机组锅炉补给水系统水源为经过预处理的煤矿疏干水，水中的溶解性硅浓度较高，导致反渗透膜受到严重的

硅污染，表面形成了致密的硅垢，反渗透新系统膜元件在运行半年左右反渗透产水量发生了明显的衰减，且通过多次化学清洗尝试均不能恢复

产水量。硅污染在运行数据上主要表现为进水压力升高、产水量下降、段间压差变化并不明显。本文对膜元件表面污染物进行扫描电镜和X射

线能谱定量分析确定硅污染的存在，探究硅污染成因，在系统运行、系统清洗方面提出了优化建议。

关键词：反渗透；硅；硅污染

中图分类号：X171.5󰀃󰀃文献标识码：A󰀃󰀃󰀃文章编号：2096-4595（2020）25-0148-0003

一、引言

（一）项目概况

该电厂除盐水处理系统来水为经预处理

的煤矿疏干水，

预处理工艺为疏干水→曝气

塔→一级锰砂过滤→二级锰砂过滤。

锅炉补

给水处理系统采用超滤、反渗透加EDI系统

处理后的超纯水供给锅炉作为补给水。

一级

反渗透装置共2套，

设计出力2×92t/h，

装置采用2段式设计，

压力容器排列比例为

11：6，

膜元件采用TFB8040-400FR/34型号

膜元件，

共102支，

系统设计回收率75%。

（二）除盐水系统工艺流程

经预处理的煤矿疏干水→原水箱→超

滤给水泵（变频）→自清洗过滤器→超滤装

置→超滤水箱→反渗透增压泵（阻垢剂）→

一级反渗透保安过滤器→一级反渗透高压

泵（变频）→一级反渗透装置→一级反渗

透水箱→二级反渗透高压泵（变频）→二级

反渗透装置→二级反渗透水箱→EDI给水泵

→EDI保安过滤器→EDI装置→除盐水箱→

除盐水泵→主厂房。

（三）水质报告

样品信息：样品原标识一级反渗透进水

水样，

型号规格：10L。

表1󰀃一级反渗透进水水质报告

序号检测项目单位检测结果

1pH/7.42

2总硬度（以碳酸钙计）mg/L25.3