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逆渗透技术在中水深度净化中的应用
 
慧聪网   2005年10月10日16时16分   信息来源:论文作者 利群    

    摘要:本文摘自膜分离技术在中水深度净化中的应用全文,主要讲述了不同条件下可能出现的问题及应对办法;具有一定参考价值。

    关键词:逆渗透技术 中水深度净化 应用

    前 言

    应用逆渗透(Reverses Osmosis,RO)膜分离技术实施高浓度有机废水的深度净化处理,可极大的提高处理后水质,使处理后水中的污染物含量降到最低水平;目前,多数企业对逆渗透系统并不陌生,但由于没有系统的掌握逆渗透的应用技巧,在应用于高浓度有机废水的处理项目中,不能保证系统的良好稳定运行。所以,在拟定应用逆渗透进行废水深度处理之前,必须认真考察使用环境和使用条件,从系统设计到设备制造以及运行方式,每一步都必须严格考证,针对不同的源水水质条件,根据膜自身的性能,合理选配相应的膜产品,在工艺制定之初,还须考虑到系统的完整性、后续增容改造的可能性;此外,在合理地工艺配置条件基础上,还应提高控制系统的自动化程度,完善控制系统的功能性,从而保证系统在安全状态下,长期、稳定地运行。

    1、深度净化处理

    深度净化处理是指在原有净化结果的基础上,采用更高分离精度的净化系统进行再次处理,较为彻底的分离去除原水中绝大部分的痕量杂质,使终端水质更为洁净;

    1.1 不同种类的逆渗透膜

    膜产品的改良一直是迎合着实际应用需要来进行的,金无足赤,单一品种的膜产品往往只对应较窄的应用范围,“逆渗透”是指人为逆向施压克服自然渗透的一种操作方式,而非膜产品的名称,人们通常说的“纳滤”其实也是逆渗透,正确地理解应该是“可在纳米尺度范围内实现选择性分离的过滤”,应针对实际情况,根据不同膜产品的具体适用范围加以选择,对于较高溶质浓度的液体分离,还应该辅以其它处理工艺,分段分梯度进行处理,以减轻膜系统的负担,延长系统使用寿命;

    针对不同的膜材料和制备工艺,膜本身的荷电性和微孔结构也有所区别,其组件形式和断面结构也不同,大致可分为以下几种:

    1.1.1 芳香族聚酰胺材质的卷式膜

    卷式膜组件多为复合膜,即在微米级过滤基材上涂覆致密滤层,此种类型的膜同样为单表皮层的不对称膜,并且同样为外压膜;特点是截留精度高,操作压力大,机械强度较高,由于其渗透压较大,不可以通过反向冲洗清除进入膜微孔的溶质粒子,只能进行正向等压冲洗,对反冲洗液的纯净度同样要求极高,不洁净的冲洗液会直接污染膜表面,影响清洗后的通量恢复;同时,在对系统进行化学清洗时,还应针对不同的污染性状配置相应的清洗液,错误使用清洗液的化学性质会直接影响膜表面,致使膜的分离性能遭受不可逆的损伤;

(逆渗透设备) (逆渗透膜组件)

(逆渗透设备) (逆渗透膜组件)

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    1.1.2 醋酸纤维素材质的中空纤维逆渗透膜

醋酸纤维素材质的中空纤维逆渗透膜


    醋酸纤维素材料本身的化学稳定性级机械强度均高于芳香族聚酰胺,其抗氧化性是芳香族聚酰胺的10~100倍,抗拉伸及撕裂强度是芳香族聚酰胺的3~5倍;用改性醋酸纤维素制成中空纤维状的逆渗透膜,单位体积的表面积大于卷式膜,其组件形态的特殊性使得中空纤维膜组件的抗污染性几倍于卷式膜组件,更为适用于高浓度溶质的液体分离;应用中空纤维膜组件可在同等条件下得到较高的膜表面流速,使膜表面不易污堵结垢,寿命可延长2~3倍;

    1.2 逆渗透膜的脱盐率

    对于逆渗透膜的分离性能,脱盐率仅是其中之一,膜的脱盐率多根据分离处理后透过液中盐类浓度计算得知;脱盐率为原料液与透过液盐浓度差与原料液盐浓度的百分比,用来定义逆渗透过程对透过液一侧无机盐浓度的降低程度,用百分率表示,计算方法为:脱盐率V=(原液浓度A-透过液浓度B)÷原液浓度A×%

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    不同的逆渗透膜品种和微孔结构体现了不同的脱盐效果,在确定选择有效分离效果的逆渗透膜时,如何延长膜组件的使用寿命成为关键,相对于水中离子污染物较多的脱盐过程,并非一定要选择高脱盐率的逆渗透膜组件,由于过小体积的离子污染物对膜微孔容易造成堵塞(多为电中性物质),对膜组件构成致命伤,故应具体分析水中的污染成分,在保证系统净化效果的基础上,适度的允许部分此类物质透过,避开对膜表面微孔的污堵形成,才能保证膜系统长期稳定的运行;对于逆渗透膜而言,其分离过程不单纯是一个表面过滤,分离效果与膜本体材质的荷电性及操作方式有关,主要体现为逆渗透膜对不同离子荷电性具有相应的选择,膜表面会形成道南电势,因此更全面的解释不单是膜的孔径大小,膜的表面化学特性也很关键,孔结构是重要因素,但不是唯一因素,另一重要因素是膜表面的化学性质;此外,逆渗透膜分离过程还受诸如液体温度、使用环境等因素影响,同样地膜系统配置在不同的使用条件下所表现出的脱盐率也是不同的。

    1.3 逆渗透膜的清洗

    1.3.1 逆渗透膜的清洗方式:

    逆渗透膜组件的清洗方式不同于超滤,其反向清洗仅针对于进料端被严重污堵的组件,并且不能在膜的透过液一侧反向施压,以免使膜本身出现机械性损伤,此处的反向清洗是指在膜组件的浓排端泵入清洗液,在膜外侧进行组件内循环,使清洗液流经膜表面,适当的流速在膜表面形成一定的冲刷力,将系统内和膜表面的污染物清除排出;

 
 
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