净水技术

页面分类: 水

天下维客，你可以修改的网络知识库

净水技术

净水技术

通常水中所含物质的量都用什么来表示？
① 质量浓度 水中物质的成分含量一般用单位体积的重量（mg/L，μg/L）来表示。
② 比率 重量/重量或体积/体积表示时，因为分母和分子的单位相同可以约去，就能表示成重量比或者体积比。百万分之一（ppm：parts per million）在表示水的成分浓度时经常被使用。溶液和溶质的重量比在比重看作是1 的稀溶液中，浓度单位使用ppm，或者mg/L 表示，代表的是一样的值，但是在溶质浓度比较大，比重不能看作1 的时候，就必须把ppm 和mg/L 区别使用了。成分的浓度要在更低的数量级时，可以用十亿分之一（ppb：parts par billion） ，一兆分之一（ppt：parts per trillion）来表示，一般的水处理中用ppm 级就足够了，半导体生产线上被使用的超纯水的水中成分都达到了ppt 数量级。
③ 当量和摩尔浓度 在水质分析报告中，这种方法往往在不需要考虑离子平衡或碱度等指标时使用，单位为meq/L（当量浓度）和mol/L（摩尔浓度）表示。
④ 代用单位 硬度或者碱度有时用当量单位（meq/L）来表示，但更经常采用以碳酸钙记的质量浓度表示(mg/L as CaCO3 ) 。

• 膜技术的发展

1748年法国学者Abbe Nollet首次提出了膜分离现象，经过近二个世纪的摸索、研究，20世纪50年代膜分离技术才逐渐发展成为一门新兴高技术边缘学科，1963年第一个膜渗析器的诞生开创了膜分离技术的新纪元，二、三十年来得到了迅猛的发展，在各个工业领域及科研中得到大规模应用，出现了各种有价值的微滤、超滤、纳滤和反渗透（RO）等分离膜，受到了各个领域的普遍重视。而各种膜分离过程，首先是在水处理方面得到应用，而后推广到冶金、石油、化工、仪器、医药、仿生等诸多领域。

• 净水技术的应用

目前，微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析等技术己经广泛在给水处理、纯水制备、海水淡化、苦咸水淡化等水处理领域中得到推广和应用，并在水处理的各个方面，给传统的水处理工艺以巨大的冲击和挑战。

• 膜分离技术的优点

1. 首先，膜分离技术可适用于从无机物到有机物，从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的广泛分离，可充分确保水质，且处理效果不受原水水质、运行条件等因素的影响。
2. 第二，膜分离过程为物理过程，不需加入化学药剂，提高了人们对水处理过程的信赖程度，易于为群众接受，属为人们称道的“绿色”技术。
3. 第三，膜分离技术分离装置简单，占地面积小，系统集成容易，便于运输、拆卸、安装，运行环境清洁、整齐，可称之为真正意义上的“造水工厂”。
4. 第四，膜分离过程系统简单、操作容易，且易控制，便于维修，有利于生产自动化的推广与普及。

微滤(MF)

• 微滤相关简介

微滤也可以称为精过滤。可去除微米(10-6m)级的水中杂质，其滤膜的孔径为0．05～5．00mm，凡太于孔径的颗粒均可被截留，但孔径增大则出水浊度随之增加。可直接用于中水回用、制取优质饮用水，也可作为反渗透（RO）或纳滤的预处理设施。根据原水水质，可经过预过滤以去除大颗粒防止膜过快堵塞，亦可视情况投加混凝剂或粉末活性炭，以生产有机物含量低的水。但在生产高质量水时，通常作为超滤、反渗透（RO）或纳滤的预处理设施。而在生产高纯水时，微滤常作为纯水或超滤水生产时的末端处理，以去除剩余在水中的痕量杂质。

• 微滤膜

市场上的微滤膜多为平板膜折叠式滤芯，膜材料为聚丙烯(PP)或聚砜(PS)、尼龙等。聚砜膜的孔径经常为0．45mm、0．2mm或更小，其孔径分布均匀，水通量大，不易堵塞；而聚丙烯膜的过滤精度范围广，价格便宜，但精度差；无机精滤膜亦是应用在水处理上的重要微滤技术之一，如陶瓷膜和预涂膜过滤。

微滤

• 微滤技术应用领域有

1. 水处理行业：水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除；
2. 电子工业：半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理；
3. 制药行业：医用纯水除菌、除热原，药物除菌；
4. 食品工业：酒、饮料中酵母和霉菌的去除，果汁的澄清过滤；
5. 化学工业：各种化学品的过滤澄清。

超滤

• 什么是超滤技术？

超滤（ UF）也是一个以压力差为推动力的膜分离过程，一般认为超滤是一种筛孔分离过程。在压差的推动下，原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，所得到的液体一般称为滤出液或透过液，而大的粒子组分被膜截留，使它在滤剩液中浓度增大，达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。

• 中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。

中空纤维外径?0.5-2.0mm，内径?0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。

• 超滤技术的特点：

超滤

• 超滤过程有如下的特点：

1. 过程无相变，可以在常温及低压下进行因而能耗低；
2. 物质在浓缩分离过程中不发生质的变化，适合热敏物质的处理；
3. 能将不同分子量的物质分级分离；
4. 在使用过程中超滤膜无杂质脱落，保证超滤液的纯净。

• 超滤技术在哪些领域应用？

1. 电子工业：半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理；
2. 制药行业：医用纯水除菌、除热原，药物浓缩分离；
3. 食品工业：果汁的浓缩澄清，蛋白质的浓缩，酶制剂的浓缩；
4. 水处理工程：矿泉水制备，饮用水净化，以及超滤作为反渗透（RO）的预处理；
5. 废水处理工程；工业废水处理，市政废水的处理回用；
6. 纺织工业：纤维加工油剂的回收，洗毛废水中回收羊毛脂。

纳滤

纳滤（NF）是一种新型分离技术。纳滤膜在其分离应用中表现出两个显著特征：一个是其截流分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为200～2000；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截流率，因为它的表面分离层由聚电介质所构成，对离子有静电相互作用。从结构上看纳滤膜大多是复合型膜，即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据第一个特征，推测纳滤膜的表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，故称之为“纳滤”。

纳滤

• 纳滤技术的特点

1. 膜结构绝大多数是多层疏松结构；
2. 分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不会破坏生活活性，不会改变风味、香味。

• 应用领域：

1. 低聚糖的分离和精制；
2. 果汁的高浓度浓缩；
3. 肽和氨基酸的分离；
4. 抗生素的浓缩和纯化；
5. 牛奶及乳清蛋白的浓缩；
6. 农产品的综合利用；
7. 膜生化反应器的开发。

反渗透技术

反渗透（RO）也叫逆渗透。反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。

• 相关说明

反渗透的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%）。反渗透是目前高纯水设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

• 反渗透膜的发展史

1. 1748年 Nollet发现渗透现象。
2. 1920年 建立了稀溶液的完整理论。
3. 1953年 发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。
4. 1960年 人类首次制成醋酸纤维素反渗透膜。
5. 1970年 杜邦公司发明了芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器。
6. 1980年 全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件问世。
7. 1990年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场，从而为反渗透技术的发展开辟了广阔前景。
8. 1998年 低污染膜研发成功，进一步扩大了反渗透的应用范围。

各种类型的过滤膜

膜的分类

• 按膜的分离精度可分为：反渗透膜、纳滤膜、 超滤膜、 微滤膜。
• 按膜组件的结构可分为：板式膜、卷式膜、管式膜、中空纤维膜。
• 按膜组件的材质可分为：有机膜（高分子膜）、无机膜（陶瓷膜、金属膜等）。

陶瓷滤膜

膜的发展史

1. 19世纪30年代硝酸纤维素微滤膜商品化。
2. 1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化。
3. 1960年美国加利福尼亚大学发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜，反渗透（RO）首次用于海波及苦咸水淡化。
4. 1961年美国Hevens公司首选提出管式膜组件的制造方法。
5. 1965年美国加利福尼亚大学制造出用于苦咸水淡化的管式反渗透装置。
6. 1970年开发成功高效芳香聚酰胺中空纤维反渗透膜，使RO膜性能进一步提高。
7. 20世纪80年代后进入工业应用的膜用渗透汽化进行醇类等恒沸物脱水。
8. 20世纪90年代出现低压反渗透复合，为第三代RO膜，膜性能大幅度提高，为RO技术发展开辟了广阔的前景。

<<<<<欢迎您在这里补充更多，也可以参与讨论；如果你是新手，了解Mediawiki简明编辑教程后在沙盒中演练。<<<<<