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2011年注册环保工程师考试试题解析(24)_反渗透原理\特点\应用

www.zige365.com 2011-2-17 13:09:44 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

反渗透

⑴原理

用膜法分离溶液时,使溶剂通过膜的方法称为渗透。水通过膜由稀溶液进入浓溶液的过程称为自然渗透。在浓溶液一侧施加压力,使浓溶液中的水通过膜进入称溶液的过程称为反渗透。

目前的反渗透膜的传质机理有:溶解扩散理论、优先吸附——毛细孔流理论和氢键理论。

⑵反渗透膜及反渗透装置

①反渗透膜

ⅰ结构:是一种只允许水分子通过的半透膜,厚度一般为100~200钠米,具有不对称的断面结构,主要包括三层:表面致密层,孔径约8~10埃,厚度约为1~10微米,脱盐主要在这一层,另一面为多孔支撑层,结构疏松,孔径约1000~4000埃,两者之间为中间过渡层,孔径约200埃。

ⅱ性能:反渗透分离的关键是要求反渗透膜具有较高的透水速度和脱盐性能,则反渗透膜所应具有的性能为:单位膜面积的透水速度快,脱盐率高;机械强度好;化学稳定性好,耐酸碱、耐高温和微生物的侵蚀,耐污染;使用寿命长,性能衰降小,原料充沛,价格低,制膜工艺较简单。

ⅲ分类:

按材料分为:纤维素膜和非纤维素膜。

按结构分为:不对称膜和复合膜。

按外形分为:膜片和中空纤维。水处理中常用以下膜:

②反渗透装置:有板框式、管式、卷式、中空纤维式、盘式或碟式等。

ⅰ板框式反渗透器

优点:装置牢固,能承受高压。缺点:液流状态差,易形成浓差极化,设备费用及占地面积大。

ⅱ管式反渗透器

优点:进水流动状态好,易安装,易清洗,易拆换。缺点:单位面积内的体积很小,占地面积较大。

ⅲ卷式反渗透器

优点:单位体积内的膜装载面积大,进水流动状态好,结构紧凑。缺点:进水预处理要求严格,否则易堵塞。

ⅳ中空纤维式反渗透器:

优点:在单位体积内的膜装载面积大,无须承压材料,结构紧凑。缺点:容易堵塞,清洗困难,对进水的预处理要求最严,污染指数要求≤3。

⑶反渗透处理的工艺参数

①原液状态参数:包括总含盐量、各组分含量、pH值、温度、悬浮物、黏度和微生物量等。

②膜性能参数:包括膜的脱盐性能、机械强度、pH值稳定范围和耐热性等。

③化学工程参数:包括产水量、产水水质、操作压力、原液流速、膜清洗、膜更换和能耗等。

⑷反渗透在废水处理中的应用

目前反渗透已应用在处理电镀废水(镀镍、镀铬废水)、食品加工废水、制糖废水、水产品加工废水以及某些污水的深度处理等。

反渗透法对高价重金属离子有良好的脱除效果,可以回收废液中几乎全部的重金属,而且还可将水回收利用。

⑸反渗透法处理工艺的特点

优点:分离过程不需加热、无相变、耗能较少,设备体积少,操作简单,适用性强等。

缺点:需在高压下运行,需配备高压泵和耐高压的管路;反渗透膜分离装置对进水指标有较高的要求,易产生膜污染,需定期对膜进行清洗。

 

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