反渗透系统包括原水的预处理、反渗透装置、后处理三部分。RO系统对原水的预处理有它特定的要求。由于原水的种类繁多,其成分也非常复杂,针对原水水质情况及RO系统回收率等主要工艺设计参数的要求,选择合适的预处理工艺系统,减少对RO膜的污堵、结垢,防止RO膜脱盐率、产水率的降低,尤其是针对目前水源日趋匮乏、水质日趋恶化,选择一个正确的预处理系统,将直接影响整个水处理系统的功能。众所周知,RO系统运行失败,多数情况是由于预处理系统功能不完善造成的。为了确保反渗透过程的正常进行,必须对原水进行严格的预处理。
反渗透技术是目前人类掌握的一切制水技术中的,洁净度几乎达到**,通过反渗透元件来提高水质的纯净度,清除水中含有的杂质和盐。
在反渗透设备的选型中,我们主要关心的是两个指标:脱盐率和回收率,前者决定了产水的水质问题,后者决定了水的利用率问题。在这里,北京源莱水处理就和您谈谈这两个指标。
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膜元件的标准测试回收率、实际回收率与系统回收率
膜元件标准回收率为膜元件生产厂家在标准测试条件所采用的回收率。一般苦咸水膜元件的标准回收率15%,海水膜元件10%。
膜元件实际回收率是膜元件实际使用时的回收率。为了降低膜元件的污染速度、保证膜元件的使用寿命,膜元件生产厂家对单支膜元件的实际回收率作了明确规定,要求每支l米长的膜元件实际回收率不要**过18%,但当膜元件用于*二级反渗透系统水处理时,则实际回收率不受此限制,允许**过18%。
系统回收率是指反渗透装置在实际使用时总的回收率。系统回收率受给水水质、膜元件的数量及排列方式等多种因素的影响,小型反渗透装置由于膜元件的数量少、给水流程短,因而系统回收率普遍偏低,而工业用大型反渗透装置由于膜元件的数量多、给水流程长,所以实际系统回收率一般均在75%以上,有时甚至可以达到90%。
在某些情况下,对于小型反渗透装置也要求较高的系统回收率,以免造成水资源的浪费,此时在设计反渗透装置时就需要采取一些不同的对策,常见的方法是采用浓水部分循环,即反渗透装置的浓水只排放一部分,其余部分循环进入给水泵入口,此时既可保证膜元件表面维持一定的横向流速,又可以达到用户所需要的系统回收率,北京源莱水处理采用工艺,在行业内率先采用再生膜代替新膜来进行浓水循环,既降低了成本,又延长了膜的使用寿命。但切不可通过直接调整给水/浓水进出口阀门来提高系统回收率,如果这样操作,就会造成膜元件的污染速度加快,导致严重后果。
系统回收率越高则消耗的水量越少,但回收率过高会发生以下问题:
① 产品水的脱盐率下降。
② 可能发生微溶盐的沉淀。
③ 浓水的渗透压过高,元件的产水量降低。
一般苦咸水脱盐系统回收率多控制在75%,即浓水浓缩了4倍,当原水含盐量较低时,有时也可采用80%,如原水中某种微溶盐含量高,有时也采用较低的系统回收率以防止结垢。
反渗透膜按其结构特点主要可分为两类,即非对称反渗透膜和复合反渗透膜。目前应用广的复合膜大多是在多孔支撑膜表面采用界面聚合法制得的致密**薄分离层,因为这种膜的分离层和支撑层都易于控制,而且在高脱盐情况下,也能保持较高的透水率。
2.1.反渗透膜功能层研究
对于复合膜来说,渗透通量和截留率主要取决于其表面的一层**薄分离层,所以针对优化**薄分离层性能的研究一直以来就是热点,然而由于其厚度太小(通常小于200nm),很难对其进行热力学和动力学研究。目前,有学者另辟蹊径,利用石英微天平等仪器定量研究了水在这一**薄层中的溶解、吸附行为,以及水分子吸附时所带来的机械压力。他们发现**薄功能层具有相当大的自由体积对于水在其中的吸附和传输非常有利。
纳米材料因为具有小体积效应、表面效应、**效应和宏观**隧道效应,也被引入到了优化**薄功能层的性能当中。有关这方面的研究主要是通过在**薄功能层中分散一些纳米颗粒,使得功能层中出现很多纳米尺寸的微观结构,其中的分子、原子、电荷和功能基团的分布情况都与一般材料中的分布有所不同,这会对膜性能产生重要影响,进而使所制得的膜具有比传统复合膜更优的膜性能。Jeong等研制的沸石-聚酰胺新型**薄复合反渗透膜在传统复合膜的基础上又具备了分子筛的*特功能(可控的亲水性、电荷密度和孔结构,优良的性能以及更高的化学、热力学和机械稳定性),可以使水分子**通过**亲水的分子筛纳米孔,同时截留率基本保持不变。
使反渗透膜性能降低的主要因素有:
1、膜发生化学降解,如芳香族聚酰胺受氯等氧化剂及强酸强碱的破坏;
2、膜表面难溶盐结垢;
3、膜受进水悬浮物、胶体污堵;
4、膜受微生物、菌类、藻类等黏附、侵蚀后造成污堵与膜降解;
5、大分子**物对膜污堵以及小分子**物被膜吸附。
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