孝感反渗透原理工程师培训

反渗透是最精密的膜法液体分离技术，在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力离加于浓溶液侧时水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部份通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水;反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，反渗透复合膜脱盐率一般大于98%，它们广泛用于工业纯水及电子超纯水制备，饮用纯净水生产，锅炉给水等过程，在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降底操作用水和废水的排放量。反渗透是过滤精度最高的膜分离技术。过滤精度达到。过滤了自来水中的所有物质，没有矿物质和微量元素，这种水是可以直接饮用的。水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留，在截流液中浓缩并被去除。一级反渗透可去除原水中97%以上的溶解性固体。反渗透膜工作原理是将纯水与含有溶质的溶液用一种只能通过水的半透膜隔开，此时，纯水侧的水就自发的透过半透膜，进入溶液一侧，溶液侧的水面升高，这种现象就是渗透。当液面升高至一定高度时，膜两侧压力达到平衡，溶液侧的液面不再升高，这时，膜两侧有一个压力差，称为渗透压。如果给溶液侧加上一个大于渗透压的压力，溶液中的水分子就会被挤压到纯水一侧，这个过程正好与渗透相反，我们称之为反渗透。我们可以从反渗透的过程看到，由于压力的作用，溶液中的水分子进入纯水中，纯水量增加，而溶液本身被浓缩。反渗透除盐原理，就是施以比自然渗透压更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，从而达到除去水中盐分的目的。这就是反渗透膜除盐原理。

一、工作原理：反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达二、反渗透优点:连续运行，产品水水质稳定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以高产率产生超纯水(产率可以高达95%)无再生污水，不须污水处理设施无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施减小车间建筑面积使用安全可靠，避免工人接触酸碱减低运行及维修成本安装简单、安装费用低廉

清洗反渗透膜元件的一般步骤：用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。在冲洗反渗透系统后，在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统，直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常15~30分钟)。

1、反渗透法（reverse osmosisRO）指的是在半透膜的原水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在膜表面的过程。 2、反渗透法通常又称超过滤法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。 3、反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。

反渗透膜的原理：

反渗透膜的工作需要借助外力对膜的一侧的溶液施加压力，当这个压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，在压力的作用下反渗透膜的膜孔只有微米，一些杂质分子化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过，就会留在浓液溶的一侧，然后排出。

从而在膜的低压侧可以得干净的溶液，也就是渗透液。高压侧得到浓缩的溶液，就是浓缩液。若是用在海水淡化的行业，在膜的低压的一侧可以得到淡水，在高压侧得到的就是卤水，由于反渗透膜使用简单，过滤效果好，所以在水处理行业使用广泛

化学清洗反渗透膜的方法：

1.柠檬酸溶液，在高压或低压下，用1%-2%的柠檬酸水溶液对膜进行连续或循环冲洗，这种方法对Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。

2.柠檬酸铵溶液，柠檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在柠檬酸铵的溶液中加HCL，调节PH值至，例如在190L去离子水中，溶解277g柠檬酸胺，用HCL调节溶液PH值为，用这种溶液在膜系统内循环清洗6小时，效果很好，若将该溶液加温到35-40℃，清洗效果更好，该溶液对无机物的污染清洗效果均很好，但清洗时间较长。

3.加酶洗涤剂，用加酶洗涤剂处理膜，对有机物污染，特别是对蛋白质，油类等有机物污染特别有效，若在50℃-60℃下清洗效果更好，[本文来自净水器官网}一般的在运行10天或半个月后用1%的加酶洗涤剂在低压下对膜进行一次清洗，由于所用加酶洗涤剂浓度较低，所以要求浸渍时间长一些。

4.浓盐水，对肢体污染严惩的膜采用浓盐水清洗是有效的，这是由于高浓度盐水能减弱胶体间的相互作用，促进胶体凝聚形成胶团。

5.水溶性乳化液，用于清洗被油和氧化铁污染的膜十分有效，一般清洗30-60分钟。

6双氧水溶液，例如将，30%的H2O2用12L去离子水稀释，然后清洗膜表面，这种方法对有机物污染特别有效。

7.次氯酸钠和甲醛溶液，对于细菌的污染，要视不同的膜采取不同的处理措施，对芳香聚酰胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗，同时要经常分析反渗透浓水中保持的余氯，以防止细菌繁殖。

8.草酸和EDTA溶液，对于反渗透膜上的金属氧化物沉淀，用草酸和EDTA溶液清洗为好。

把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压；

渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度，与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。

溶解-扩散模型

将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜，并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内，各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为：第一步，溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解；

第二步，溶质和溶剂之间没有相互作用，他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层；第三步，溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。

溶质和溶剂透过膜的过程中，一般假设第一步、第三步进行的很快，此时透过速率取决于第二步，即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性，使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力，不仅取决于扩散系数，并且决定于其在膜中的溶解度。