反渗透的原理及其应用 ppt课件

反渗透的原理及其应用
•1. 化学氧化 功能：利用强氧化剂分解水中有机污染物的一种化学处理方法。 常用氧化剂：氯气、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾
•2.药剂软化 目的：使水中所含的硬度在药剂作用下形成难溶性化合物而被去除的
方法。 常用氧化剂：磷酸三钠、磷酸氢二钠、石灰、纯碱
压力
Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl
Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl
主体溶液 Na Cl
H2O Na Cl
H2O Na Cl H2O
Na Cl
Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl
{ Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl H2O Na Cl
脱盐率(恒定通量)
产水通量(恒定压力) 温度
增加回收率对通量和脱盐率的影响
脱盐率 水通量
回收率
影响反渗透性能的因素
脱盐率 水通量
pH 值
反渗透的原理及其应用
1、反渗透装置重要指标水的回收率 Y (以％表示)：
q V,f
给水流量， m3/ h
q V,p
产水流量， m3/ h
2、反渗透装置重要指标水的脱盐率 SR (以％表示)：
预处理
• 4)要控制水的回收率（为防止在膜表面形成硬垢）； 或将进水pH值调整在5～6，以控制水中碳酸钙及磷酸 钙的形成；亦可采用石灰法去除水中的钙盐；可借助 投加六偏磷酸钠防止硫酸钙沉淀。
• 5) 细菌、藻类、微生物易使膜表面产生软垢，用消 毒法抑制其生长。
• 6)超滤也可作为反渗透的预处理法以去除水中的油、 胶体、微生物等物质。
氢键理论
Reid）等人提出的 ，基于一些离子和分子能够通过膜的 氢键的结合而发生联系，从而通过这些联系发生线形排列 型的扩散来进行传递
优先吸附—毛细孔流理论
索里拉金等人提出了优先吸附——毛细孔流理论
溶解-扩散理论
Lonsdale和Riley
O
O
膜 的 表 面O 层
O
H2
C
O
HO
H2
C
O
HO
H2
C
O
反渗透的原理及其应用
1
工作原理
2
反渗透的基本原理
3
分离机理
4
影响反渗透性能的因素
5
膜分离技术特点
6
膜的分类
7
膜分离技术的应用
01~05 06~08 09~12 13~15 16~20 21~25 26~用
纯 水
盐溶 液
半透 膜 (a) 渗透
纯 水
盐溶 液
c f ，c p c fA
或
分别为给水和产水的浓度，mol/ L 平均给水浓度，mol/ L
反渗透的原理及其应用
75％回收率 90％ 脱盐率
给水
100 m3/ h
100 mg/l 钙离子
浓 25 m3/ h 水
360 mg/l 钙离子
产水 75 m3/ h
10mg/l 钙离子
反渗透的原理及其应用
2、盐通量：QS＝KS×A×△C/d QS — 盐通量 KS — 盐透过系数（取决于膜的类型和温度） A — 膜表面积 △C — 膜两侧的浓度剃度 △π — 膜两侧的渗透压
反渗透的原理及其应用
进水压力对通量和脱盐率的作用
脱盐率
产水通量 压力
增加盐浓度对通量和脱盐率的影响
脱盐率
水通量 原水浓度
进水温度对通量和脱盐率的作用
半透 膜 (b) 渗透 平衡
渗透 压
外加压力
纯 水
盐溶 液 半透 膜 (c) 反渗 透
•
反渗透：当在浓溶液 上加压力，且该压力 大于于渗透压时，浓 溶液中的水就会通过 半透膜流向稀溶液， 使得浓溶液的浓度更 大，这一过程是渗透 的相反的程。
•渗透：水从稀溶液一 侧通过半透膜向浓溶 液一侧自发流动的过 程。
反渗透的原理及其应用
给水 q V,f ,c f
产品水 q V,p ,c p
浓
水
q V,b ,c b
反渗透的原理及其应用
渗透压的计算：渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度而与半透膜本身无关。计 算公式如下（仅适用于稀溶液）：
π＝CRT π— 渗透压（kg/cm2） C — 离子浓度（摩尔/升） R — 气体常数（等于0.082升·大气压/摩尔·°k） T — 绝对温度（°k） 如计算3％NaCL（近于海水）在25℃时的渗透压： C=（30/58.5）×2＝1.026摩尔/升 π＝CRT＝1.026×0.082×（273＋25）＝24.4 （kg/cm2）
纯水界面 H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O
膜元件
H2O H2O
H2O
膜元件
反渗透的原理及其应用
• 反渗透工艺一般包括预处理和膜分离两 部分。
• 预处理可以用物理化学法，也可以用化 学法。
• 所采取的预处理方法与原水的物理、化 学性质及生物学特性有关，还与膜装置 的结构有关。
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
H2O H2O
C
H2 C
C
O
H2 C
CH2
C H
O
C
O
C
OH
CH
C
O
H2
C
C
O
H2 C
CH2
C H
O
C
O
C
OH
CH
C
O
H2
C
C
O
H2 C
CH2
C H
O
C
O
C
OH
CH
C
O
H2
C
C
O
H2 C
CH2
C H
O
C
O O
C CH
OH
H2O H2O
H2O
O
O
膜 的 表 面 O 层
O
反渗透的原理及其应用
反渗透的原理及其应用
产水通量和脱盐率是反渗透过程中的关键参数，针对特定系统条件，水通量和脱盐率主要受压力、
温度、回收率、进水含盐量和pH值的影响。
基本关系式
1、产水率：QW＝KW×A×（△P－ △π）/d QW — 产品水流量 KW — 温度校正系数（取决于膜的类型和温度） A — 膜表面积 △P — 膜两侧的压力 △π — 膜两侧的渗透压 d — 膜厚度
预处理
l）调整和控制pH值及进水温度，根据反渗透膜允许使 用的温度和pH值范围。 2）去除水中0.3～1µm以上的悬浮固体及胶体，用混凝 沉淀和精密过滤相结合工艺,用5～ 25 µm过滤介质， 去除水中悬浮固体。 3）去除可溶性、胶体状和悬浮性有机物，采用氯或次 氯酸钠氧化可有效地也可根据有机物的种类采用活性 炭去除。
HO
H2
C
O
HO
反渗透的原理及其应用
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
H
H
O
H
H
杂质等离子
H
H
O
O
O
O
C
H 2C
C
H2
C
O
CH
O
CH
O O
C
H 2C
C
H2
C
O
CH O C
O CH
O H 2C
C
H2
C
O
CH O C
O CH
O H 2C
C
H2
C
O
CH O
CH
O
H2O H2O H2HO2O H2O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O