反渗透技术在高纯水制备中的应用

反渗透技术在高纯水制备中的应用

反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97-98%)。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。

反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物,反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(ED)技术都属于膜分离技术。

近30年来,反渗透、电渗析,超过滤和膜过滤已进入工业应用,发展很快,在半导体、集成电路制造工艺中、食品、医药工业中,通常将反渗透作为高纯水制备中的脱盐,超过滤则多作为制水系统的后处理,膜过滤则用于水处理的预处理和后处理,用于过滤微粒和细菌。

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99.7%。

多介质过滤器基本原理:

因为水泵的流量与转速成正比;轴功率与转速的三次方成正比。根据流体力学的基本原理,水泵采用变频调速时,节能效果与节流孔板和调节阀门来调节流量相比可省电40-50%.

YST变频调速供水设备就是基于上述原理,采用压力传感器、可编程、变频器及水泵电机构成以及设定压力为基准的闭环自动调节系统,具有控制水泵恒压供水的功能;通过压力传感器接受管网的压力信号,经微机与设定压力进行比较运算,输出调节参数送给变频器控制其频率的变化。用水量多时,频率提高,电机泵转数加快;反之频率降低,电机泵转数下降,既能保证用户用水又节省电能正符合国家的节能产品推广计划。

据统计,常规水泵大部分时间在额定负荷下运行工作。特别是自来水厂和居民小区的生活给水泵,设计时均按最大用水负荷选泵,而每天24小时用水负荷变化很大,在夜间用水负荷更低。随着空调、淋浴设施进入家庭,进一步加大了用水的波峰与波谷的差值。对水泵采用变频调速,根据用水量的变化来调节水泵的转速,不仅可以节省大量的能源,而且降低了水泵运行噪声,延长了水泵的使用寿命。

设备的特点与功能:

(1)采用先进的微机技术(PLC)、电脑控制、变频调速、高效节能。

(2)LED显示,操作方便、灵活,所有的运行数据均可通过现场调试参数来改变。

(3)无论是单台或多台泵,均能进行软启动,大大提高了设备使用寿命。

(4)具有变频自动、工频自动、手动操作运行方式,交替运行,互为备用,运行可靠,操作简便。

(5)多功能,高科技,电控具有缺相、欠压、过压、过流、过载、短路、过热、失速低水位报警等多种保护功

能。

多介质过滤器

作为一种预处理设备,是利用器内粒状滤料来去除水中悬浮物和胶体杂质,降低出水浊度也可以用于去除铁锰等。 根据所装滤料的不同可采用单层、双层过滤器。双层设备的滤料配级,上层无烟煤 400/0.8~1.6mm或700/1.2~2mm,下层石英砂800/0.6~1.2mm。 滤料一般采用石英砂,粒径为0.6~1.2mm;对于石灰处理的水,滤料采用大理石或 无烟煤;去除地下水中的铁、锰离子,可采用天然锰砂。产品规格:DN300-DN3200。利用多介质滤料(例:石英砂、铁锰砂、活性炭等)的截留,滤除作用,去除大粒径的杂质颗粒,浓度胶体和悬浮物。本方法具有效率高、容量大、截污能力强、过滤周期长及低成本,易维护、效果稳定等特点。饮用水铁锰超标处理在国际上也是一个难题,尤其是低成本高效率的处理技术比较少。我公司开发的分子筛技术,对铁锰去除率为75-85%,运行成本0.1-0.6元/吨(根据水中铁锰的含量确定),各项指标均达到国内先进水平。

产品可用于:

生活小区、社区等集中供水净化处理

乡镇、团体等自备井水源净化处理

商厦、饭店、公寓、别墅等生活供水

食品、饮料、洗衣、化工、制冷等生产用水

反渗透等水处理装置的预处理

主要性能及规范

工作压力:0.6MPa

运行流速:8~12m/h

工作温度:5~60℃

浊度:进水10~20mg/L 出水2~5mg/L

进水<10mg/L 出水<2mg/L

除氟系统是应用复合除氟分子筛与水中的氟离子发生离子交换,达到除氟的目的,去除率>95%。复合除氟分子筛在吸附铝离子后,在表面及孔隙中形成羟基络合离子团。复合分子筛克服了吸附法的常用吸附剂活性氧化铝价高,运行操作复杂,而且再生恢复能力不强,需经常更换滤料,运行成本高等弱点,具有投资费用低、运行费用低、除氟效果好的特点,而且滤料不需要更换,每年补充2%即可。