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常见的膜过滤工艺及反渗透技术分析

来源:/作者:admin/时间:2018-01-30
摘要:日前常见用于液态膜过滤的工艺有:机械过滤、传统过滤、微法、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等,它们的分离精度也各不相同,反渗透的过滤精度最高,能去除离子、有机物、微生物等几乎水..

日前常见用于液态膜过滤的工艺有:机械过滤、传统过滤、微法、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等,它们的分离精度也各不相同,反渗透的过滤精度最高,能去除离子、有机物、微生物等几乎水中的一切杂质,但是相应的操作压力范围较高,一般在100~ 1000psi之间,其它常见的过滤工艺普遍具有操作压力随过滤精度的下降而下降的规律。

膜分离过滤工艺

错流过滤

错流过滤是指过滤液的流动方向与产水方向不相同的一种过滤。原水沿水平方向从左边流人,浓缩水从右边流出,而渗透水产品水流向却与原水方向有一定的夹角,这种进水/浓水与产水不是一个方向上产生的过滤方式就是错流过滤。常见的错流过滤有:反渗透、纳滤、部分超滤、渗透析等;

错流过滤最大的优点是:抗污染性能好,因为大部分被过滤膜截留下来的杂质被浓水带走,只有少量杂质截留在膜表面,同时进水不断冲刷膜表面,保证了过滤膜能长期稳定的运行。错流过滤最大的缺点是:有废水排放,因为错流过滤需要有浓水将杂质带出,因此必须有浓缩水产生,从而造成了废水的排放。错流过滤必须有废水产生,由于错流过滤所用的过滤膜本身的结构特性,一旦停止废水排放,将会有大量的杂质沉积在膜表面,使得过滤膜在极短的时间内被杂质覆盖,丧失过滤能力。

全量过滤

全量过滤是指过滤液全部通过过滤介质的一种过滤工艺,过滤液在经过过滤介质的时候,其中所含的杂质或部分杂质被过滤介质表面截留或吸附或转化为其它物质,从而使得过滤液得到净化。

全量过滤是最常见的过滤器,应用范围也十分广泛,例如传统的机械过滤器,石英砂过滤器,活性炭过滤器,锰砂过滤器,离子交换过滤器,微滤,超德,袋式过滤器等等。

全量过滤的优点是:过滤量大,能托低,基本没有废水排放,

全量过滤的缺点是:过滤精度较低,一般不能过滤离子级的杂质。过滤介质容易被污染,需要定期清洗甚至更换,

渗透和反渗透原理

早在17世纪,人们就发现了渗透现象,当时人们发现如果在猪膀胱中的装入蒸馏水,然后浸泡到盐水中,而水中的蒸馏水会慢慢的渗透过猪膀胱进人盐水中,盐水中的盐浓度也会随之下降。这种溶剂透过半透膜从溶质浓度较低一侧渗透到浓度较高侧的现象,就是渗透现象,如果用盐溶液和水来做这一实验,水分子会透过半透膜从TDS低的一侧渗透到TDS 高的一侧。反渗透现象是指溶剂透过半透膜,从溶质浓度高的一侧渗透到浓度低的一侧,即是水分子从TDS高的一侧渗透到IDS 低的一侧,相当于从含盐水中获取淡水。反渗透现象的发生需要两个条件,需要外界能量输入以及合适的半透膜。

反渗透膜内部剖析图

反渗透现象在没有任何外界能量输人的情况下,是不可能发生的,只有在外界施加一定的压力时,才能发生。

从反渗透过程的传质机理及模型来说,主要有几种学说:

1、现象学模型

2、溶解一一扩散模型

3、优先吸附一毛细孔流模型

4、氢键理论

这些理论都不能独自完美的解释反渗透现象的原理,虽然人们还没有揭示反渗透观象的本质,但具却不妨碍人们去利用反渗透现象,研制出性能优良的反渗透膜,为人类选福。

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