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反渗透和纳滤技术发展历史
反渗透和纳滤技术发展历史

1.反渗透和纳滤技术发展历史  自从上世纪五十年代未六十年代初期,反渗透(RO)和纳滤(NF)技术产品商品化投放市场,起初,反渗透主要用于海水和苦咸水脱盐,由于工业领域对保护水源、减少能耗、控制污染以及从废水中回收有价值物质的需求日益增加,反渗透和纳滤的新用途变得更有经济价值。此外,伴随着膜分离技术的发展,促进了生物技术和制药行业的技术进步,相对于传统蒸馏法,膜法分离浓缩技术更加节省能量消耗,同时也不会引起产品热分解变质。  自从那时起,原有产品得到不断地改进,并不断地推出了新产品,提高了膜元件地产水水质,降低了水处理总成本。  现在反渗透膜能够在显著地降低运行压力的条件下,实现更高的脱盐率和产水量,纳滤膜也可在相对低的操作压力下提供对某些盐类或化合物的更高的分离选择性。  2.反渗透和纳滤技术发展历史  目前常规的过滤过程可以按照脱除颗粒的大小进行分类,传统的悬浮物的过滤是通过水流垂直流过过滤介质来实现的,全部的水量完全通过过滤介质,全部变成出水流出系统,类似的过滤过程包括:滤芯式过滤、袋式过滤、砂滤和多介质过滤。这种大颗粒过滤形式仅仅对粒径大于1微米的不溶性固体颗粒有效。  为了除去更小的颗粒和可溶性盐类,必须使用错流式的膜过滤,错流式膜过滤对与膜表面平行的待处理流体施加压力,其中部分流体就透过了膜表面,流体中的颗粒等被排除在浓水中,由于流体连续地流过膜表面,被排除的颗粒不会在膜表面上累积,而是被浓水从膜面上带走了,因此一股流体就变成两股流体,即透过液和浓缩液。  膜法液体分离技术一般可分为四类:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO),它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。  微滤(MF)  微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过,但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过,微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。  超滤(UF)  超滤能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质,超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1,000~100,000之间,超滤膜两侧的运行压差一般为1-7bar。  纳滤(NF)  纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名,纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间,它截留有机物的分子量大约为200~400左右,截留溶解性盐的能力为20~98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液,如氯化钠及氯化钙的脱除率为20~80%,而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90~98%。纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度,脱除井水的硬度及放射性镭,部分去除溶解性盐,浓缩食品以及分离药品中的有用物质等,纳滤膜两侧运行压差一般为
3.5~16bar。  反渗透(RO)  反渗透是精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差当进水为苦咸水时一般大于5bar,当进水为海水时,一般低于
84bar。

 

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