反渗透工艺设计、计算

【典型工艺流程】

反渗透系统一般包括主要部分：预处理、反渗透装置、后处理。与微滤和超滤过程类似，良好的预处理对反渗透装置长期稳定运行十分必要。其目的主要为：

a.去除悬浮固体和胶体，降低浊度；

b.控制微生物的生长；

c.抑制与控制微溶盐的沉积；

d.进水温度和pH值的调整；

e.有机物的去除；

f.旧金属氧化物和硅的沉淀控制等等。

反渗透的工艺原理

反渗透膜分离技术的原理通过对如下几个专业名词的解释来描述：

1)半透膜：只能允许溶剂分子通过，而不允许溶质的分子通过的膜称为理想半渗透；

2)渗透：在相同的外压下，当溶液与纯溶剂为半透膜隔开时，纯溶剂会通过半透膜是溶液变稀的现象称为渗透；

3)渗透平衡：渗透过程中，单位时间内溶剂分子从两个相反方向穿过半透膜的数目彼此相等，即达到渗透平衡；

4)渗透压：当半透膜隔开溶液与纯溶剂时，加在原溶液上使其恰好能阻止纯溶剂进入溶液的额外压力称为渗透压。通常溶液越浓，溶液的渗透压越大；

5)反渗透：如果加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，这个过程叫做反渗透；

反渗透是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。它的操作压差一般为1.5～10.5MPa，截留组分的大小为1～10?的小分子溶质。除此之外，还可以从液体混合物中去除其他全部的悬浮物、溶解物和胶体。

膜技术具有怎样的分离能力？

     反渗透是目前最精密的液体过滤技术，反渗透膜对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100的有机物起截留作用，另一方面，水分子可以自由的透过反渗透膜，典型的可溶性盐的脱除率为>95～99%。操作压力从进水为苦咸水时的7bar(100psi)到海水时的69bar(1,000psi)。纳滤能脱除颗粒在1nm(10埃)的杂质和分子量大于200～400的有机物，溶解性固体的脱除率20～98%，含单价阴离子的盐(如NaCl或 CaCl2)脱除率为20～80%，而含二价阴离子的盐(如MgSO4)脱除率较高，为90～98%。超滤对于大于100～1,000埃(0.01～0.1微米)的大分子有分离作用。所有的溶解性盐和小分子能透过超滤膜，可脱除的物质包括胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。多数超滤膜的截留分子量为1,000～100,000。微滤脱除颗粒的范围约0.1～1微米，通常情况下，悬浮物和大颗粒胶体能被截留而大分子和溶解性盐可自由透过微滤膜，微滤膜用于去除细菌、微絮凝物或总悬浮固体TSS，典型的膜两侧的压力为1～3bar.