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反渗透膜分离技术及应用浅谈

北极星水处理网  来源:《防护工程》  作者:杨延龙  2018/11/7 10:51:31  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:反渗透 膜分离技术 工业废水

北极星水处理网讯:摘要:作为一种新型高效、精密分离技术,反渗透膜分离技术已成为工农业生产、国防、科技和人民日常生活中不可缺少的分离方法,并越来越广泛地应用于化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化等领域。该技术对推动社会经济发展,构建资源节约型社会,环境保护乃至构建生态文明均具有重要的战略意义。本文着重介绍了反渗透膜分离技术及其在工业领域的广泛运用。

关键词:反渗透;技术;应用;效益

随着工农业发展要求、社会发展要求、环境保护意识和标准的提高,膜分离作为一项新的高科技环保技术已经越来越受到有关部门的重视。膜分离过程作为一门新型的分离、浓缩、提纯技术,是以外界能量为动力,凭借各组分在膜中传质的选择性差异,对多组分流体物质进行分离、分级、提纯和富集的方法,它是一大类技术的总称,常规的和液体处理有关的膜技术主要包括微滤(MF)、超滤UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)以及电渗析(ED)等。这些膜分离技术均是利用特殊制造的多孔材料,选择性地分离水和水中的杂质,以达到人们特定的目的。本文重点对反渗透(RO)技术及其应用进行研究分析。

1、膜的定义

膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离是利用一张特殊制造的、具有选择透过性能的膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新的分离方法。这种膜具有使有的物质通过,有的物质不能通过的特性。膜本身可以是固相、液相或者气相。至于究竟什么是膜,至今没有一个完整、精确的定义。广义的定义是,自然界中经常存在着这样的物质体系,即在一种流体相内或者两种流体相之间,有一薄层凝聚相物质把流体相分隔成两部分,这一薄层物质就是所谓的“膜”。膜本省可以是均匀的一相,也可以是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体,可以是对称型的或者非对称型的。不论膜本身薄到何种程度,它都必须有两个界面,并由这两个界面分别与被其分隔于两侧的流体相物质相接触。

2、膜分离的基本原理

分离膜具有选择透过性,所以它可以使有的混合物质通过,有的截留。它与传统过滤的不同在于,分离膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。但是,不同的膜分离过程,他们使物质截留、通过的原理有的类似,有的则完全不一样。总的来说,分离膜之所以能使混在一起的物质分开,不外乎两种手段,即根据混合物物理性质的不同或者根据混合物的化学性质不同。

3、膜分离的过程及特点

把膜制成适合使用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵)、阀门、仪表和管道等联成设备,在一定的工艺条件下操作,就可以来分离水溶液或混合气体。

透过膜的组分被称为透过流分,这种分离技术就被称为膜分离技术。物质选择透过膜的推动力可分为两类:一是借助外界能量,物质发生由低位向高位的流动;二是化学位差为推动力,物质发生由高位向低位的流动。作为一种新型高科技技术,膜分离具有高效;能耗低;工作温度在常温附近、设备操作简单;维护方便,运行稳定;规模和处理能力范围很大;设备体积小;占地少等特点,因而也使其越来越受到关注,在市场中的占比也逐年在提高,应用范围也越来越广。

4、常规膜分离方法

膜分离方法是以天然或人工合成的高分子薄膜,以外界的能量或化学位差为推动力,对双组份或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。目前常规的膜分离方法主要包括:微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等。另外还有控制释放、生物膜法、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法、膜电解等。

本文重点对反渗透(RO)技术及其应用进行研究分析。

5、反渗透膜在废水处理方面的应用

反渗透是目前最微细的过滤技术。反渗透膜可阻挡所有溶解的无机分子以及任何相对分子质量大于100的有机物,而水分子可通过薄膜成为纯水。其对水中二价离子的脱除率最高可达99.5%,对一价离子的脱除率也在95%以上。海德能的反渗透膜广泛应用于太空水、纯净水、超纯水的制备;酒类制造及饮料生产用水;医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺中水的浓缩、分离、提纯及纯水制备;锅炉补给水的除盐和软化;海水、苦咸水淡化;造纸、电镀、印染等行业用水、中水及工业废水的回用。

电镀废水毒性大,量小但面广。传统处理方法往往会造成二次污染,是城市危害最严重的污染源之一。反渗透法在20世纪70年代初首先被引入处理电镀含镍废水,取得了完全成功,并被迅速推广应用。随后,相继用于处理含铬、镀铜、镀锌、镀隔废水及混合电镀废水,并在不同程度上获得推广应用。如今,该技术已相对成熟,并已广泛应用于电镀企业,如玉环市大麦屿街道辖区内的电镀企业按照有关要求,均已安装废水反渗透深度处理装置,该装置的成功运用,对企业的中水回用和减排工作发挥了决定性的作用,产生了巨大的社会效益和环境效益。

含油废水是一种量大面广的工业废水,若直接排入水体,会在水体表层产生油膜阻碍氧气溶入水中从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭,严重污染生态环境。采用反渗透法处理含油废水,无需破乳,直接实现油水分离、工艺流程简单,处理效果好,但处理量较小,不太适于大规模废水处理,而且过滤器容易堵塞。

6、结论

与传统的处理技术相比,由于反渗透膜分离技术具有操作方便,设备简单,节能,分离效率高等优点,它在现代社会经济发展和人民日常生活中扮演着越来越重要的角色。该技术已广泛应用于化工、电子、轻纺、医药、印染、发电、造纸、农业、食品、冶金、海水淡化、污水处理等各行业。该技术的运用,一定程度上推动了当前“五水共治”工作的发展,有效解决了一系列环保难题,实现了资源的回收利用,实现了中水回用,实现了减排。总之,反渗透膜膜分离技术的广泛运用,很好地实现了经济效益、社会效益和环境效益。

原标题:反渗透膜分离技术及应用浅谈

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