處理二手反滲透水處理
反滲透是一種借助于選擇透過(guò)(半透過(guò))性膜的功能以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù),當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力大于進(jìn)水溶液滲透壓時(shí),水分子不斷地透過(guò)膜,經(jīng)過(guò)產(chǎn)水流道流入中心管,然后在一端流出水中的雜質(zhì),如離子、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等,被截留在膜的進(jìn)水側(cè),然后在濃水出水端流出,從而達(dá)到分離凈化目的。
處理二手反滲透水處理反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí),溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水。
反滲透時(shí),溶劑的滲透速率即液流能量N為:
式中Kh為水力滲透系數(shù),它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側(cè)的靜壓差;Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。![](https://img71.chem17.com/5a21cd88fdcec41f0429c59f5a599726ebfc5b3b5d50213e37baf701c2d4234eb861881acb06adce.jpg)
醋酸纖維素(一種半透膜材料)是一種具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚合物,它具有與水或醇等溶劑形成氫鍵的能力,如圖所示。鹽水中的水分子能與醋酸纖維素半透膜上的羰基形成氫鍵。在反滲透壓力推動(dòng)的作用下,以氫鍵結(jié)合進(jìn)入醋酸纖維素膜的水分子能夠由*個(gè)氫鍵位置斷裂而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置形成另一個(gè)氫鍵。這些水分子通過(guò)一連串的形成氫鍵和斷裂氫鍵而不斷移位,直至離開(kāi)膜的表皮層而進(jìn)入多空性支撐層后,就很快地源源流出淡水。
反滲透是目前過(guò)濾精度高的膜分離技術(shù)。過(guò)濾精度達(dá)到0.0001um。過(guò)濾了自來(lái)水中的所有物質(zhì),沒(méi)有礦物質(zhì)和微量元素,這種水是可以直接飲用的。水中的雜質(zhì)如可溶性固體、有機(jī)物、膠體物質(zhì)及細(xì)菌等則被反滲透膜截留,在截流液中濃縮并被去除。一級(jí)反滲透可去除原水中97%以上的溶解性固體。
反滲透膜工作原理是將純水與含有溶質(zhì)的溶液用一種只能通過(guò)水的半透膜隔開(kāi),此時(shí),純水側(cè)的水就自發(fā)的透過(guò)半透膜,進(jìn)入溶液一側(cè),溶液側(cè)的水面升高,這種現(xiàn)象就是滲透。當(dāng)液面升高至一定高度時(shí),膜兩側(cè)壓力達(dá)到平衡,溶液側(cè)的液面不再升高,這時(shí),膜兩側(cè)有一個(gè)壓力差,稱為滲透壓。如果給溶液側(cè)加上一個(gè)大于滲透壓的壓力,溶液中的水分子就會(huì)被擠壓到純水一側(cè),這個(gè)過(guò)程正好與滲透相反,我們稱之為反滲透。我們可以從反滲透的過(guò)程看到,由于壓力的作用,溶液中的水分子進(jìn)入純水中,純水量增加,而溶液本身被濃縮。反滲透除鹽原理,就是施以比自然滲透壓更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,從而達(dá)到除去水中鹽分的目的。這就是反滲透膜除鹽原理。
![](https://img68.chem17.com/5a21cd88fdcec41f0429c59f5a599726bea2a03d56204a3ece90700ae8ee391f2f7a818727153978.jpg)
與其他傳統(tǒng)分離工程相比,反滲透分離過(guò)程有其*的優(yōu)勢(shì):(1)壓力是反滲透分離過(guò)程的主動(dòng)力,不經(jīng)過(guò)能量密集交換的相變,能耗低;(2)反滲透不需要大量的沉淀劑和吸附劑,運(yùn)行成本低;(3)反滲透分離工程設(shè)計(jì)和操作簡(jiǎn)單,建設(shè)周期短;(4)反滲透凈化效率高,環(huán)境友好。因此,反滲透技術(shù)在生活和工業(yè)水處理中已有廣泛應(yīng)用,如海水和苦咸水淡化、醫(yī)用和工業(yè)用水的生產(chǎn)、純水和超純水的制備、工業(yè)廢水處理、食品加工濃縮、氣體分離等。
Lonsdale等人提出解釋反滲透現(xiàn)象的溶解-擴(kuò)散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作為致密無(wú)孔的膜,并假設(shè)溶質(zhì)和溶劑都能溶于均質(zhì)的非多孔膜表面層內(nèi),各自在濃度或壓力造成的化學(xué)勢(shì)推動(dòng)下擴(kuò)散通過(guò)膜。溶解度的差異及溶質(zhì)和溶劑在膜相中擴(kuò)散性的差異影響著他們通過(guò)膜的能量大小。其具體過(guò)程分為:*步,溶質(zhì)和溶劑在膜的料液側(cè)表面外吸附和溶解;第二步,溶質(zhì)和溶劑之間沒(méi)有相互作用,他們?cè)诟髯曰瘜W(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)反滲透膜的活性層;第三步,溶質(zhì)和溶劑在膜的透過(guò)液側(cè)表面解吸。
在以上溶質(zhì)和溶劑透過(guò)膜的過(guò)程中,一般假設(shè)*步、第三步進(jìn)行的很快,此時(shí)透過(guò)速率取決于第二步,即溶質(zhì)和溶劑在化學(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)膜。由于膜的選擇性,使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質(zhì)的滲透能力,不僅取決于擴(kuò)散系數(shù),并且決定于其在膜中的溶解度。