一。基本原理 當純水和鹽水被理想半透膜隔開,理想半透膜隻允許水通過而阻止鹽通過,此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側,這種現象稱爲滲透,若在膜的鹽水側施加壓力,那麽水的自發流動将受到抑制而減慢,當施加的壓力達到某一數值時,水通過膜的淨流量等於零,這個壓力稱爲滲透壓力,當施加在膜鹽水側的壓力大於滲透壓力時,水的流向就會逆轉,此時,鹽水中的水将流入純水側,上述現象就是水的反滲透(RO)處理的基本原理。
二。反滲透機理模型
統一的“幹閉濕開”反滲透機理模型 有幾個經典模型
1.優先吸附毛細孔模型:弱點幹态膜
電鏡下,沒發現孔。濕态膜标本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴散模型:不認爲有孔。
3.
幹閉濕開模型:上個世紀80,90年代,
鄧宇等提出的,能夠解釋1和2模型的統一的現代最貼切的逆滲透機理模型。既“幹閉濕開”反滲透模型,統一瞭兩個最經典的反滲透機制模型,細孔模型,溶解擴散模型。即
膜幹時,膜孔收縮緻密,
孔隙閉合,電鏡下看不到制成幹态備
鏡檢的幹
膜;
膜濕時,膜材料溶脹,膜的孔隙被溶劑溶脹,
孔打開。合並就是
“幹閉濕開”脫鹽模型。
海水淡化技術:非加壓吸附滲透海水淡化法
上個世紀90年代鄧宇的
發明,《美國化學文摘》收錄。
三。反滲透簡介
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力表差爲動力的膜分離過濾技術,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,後逐漸轉化爲民用,目前已廣泛運用於科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。
RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。
一般性的自來水經過RO膜過濾後的純水電導率5μs/cm(RO膜過濾後出水電導=進水電導×除鹽率,一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上,5年内運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的,可以採用2級反滲透,再經過簡單的處理,水電導能小於1μs/cm), 符合國家實驗室三級用水标準。再經過原子級離子交換柱循環過濾,出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國家實驗室一級用水标準(GB682—92)。
目前的主要困難是研制價格便宜、穩定、長期受壓無損的反滲透膜 。中國從21世紀初開始掌握自主反滲透膜生産技術,在國家的大力支持下,将該計劃列入國家計委高新技術産業化重點發展專項計劃,由國家海洋局下的杭州水處理研究開發中心的子公司——杭州北鬥星膜制品有限公司承擔並研發成功。目前反滲透膜市場95%爲進口膜,國産膜隻占據瞭5%左右的市場,中國的反滲透技術還有很長的路要走。
太空水、純淨水、蒸餾水等制備; 酒類制造及降度用水; 醫藥、電子等行業用水的前期制備; 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備; 鍋爐補給水除鹽軟水; 海水、苦鹹水淡化; 造紙、電鍍、印染等行業用水及廢水處理。
以高分子分離膜爲代表的膜分離技術作爲一種新型、高效流體分離單元操作技術,30年來取得瞭令人矚目的飛速發展,已廣泛應用於國民經濟的各個領域。