- 滤膜类型:反渗透(ro)膜
- 品牌:海德能
- 适用对象:水
- 用途:水过滤
- 厚度:100
- 适用范围:水泵
- 过滤方式:外压式
- 性能:防水
- 操作压力:10.5
- 工作温度:5-45
- 过滤精度:0.001
- 截留分子量:10
- 孔径:0.001
- 通量:250
- 纵向强度:1.6
- 规格:4040
反渗透编辑反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。反渗透的英文全名是“reverseosmosis”,缩写为“ro”。反渗透膜结构示意图
ro(reverseosmosis)反渗透技术是利用渗透压力差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
ro反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10*-9米),在一定的压力下,水分子可以通过ro膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过ro膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
一般性的自来水经过ro膜过滤后的纯水电导率5μs/cm(ro膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率,一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上,5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的,可以采用2级反渗透,再经过简单的处理,水电导能小于1μs/cm),符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤,出水电阻率可以达到18.2m.cm,超过国家实验室一级用水标准(gb6682—92)。
2 发展背景 编辑1950年美国科学家dr.s.sourirajan有一回无意发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后,吐出一小口的海水,而产生疑问,因为陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水的。经过解剖发现海鸥体内有一层薄膜,该薄膜非常精密,海水经由海鸥吸入体内后加压,再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外,此即往后反渗透法的基本理论架构,并在1953年由universityofflorida应用于海水淡化去除盐份设备,在1960年经美国联邦政府专案支助美国u.c.l.a大学医学院教授dr.s.sidneylode配合dr.s.soirirajan博士着手研究反渗透膜,一年约投入四亿美元经费研究,以运用于太空人使用,使太空船不用运载大量的饮用水升空,直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多,使之质与量更加精进,从而解决了人类饮用水中的难题。
3 工作原理 编辑要了解反渗透,首先要了解“渗透”的概念。
渗透是一种物理现象。当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止,这一过程称为渗透。然而,要完成这一过程需要很长时间。但如果在含盐量高的水侧,施加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下。因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的。
ro膜原理图
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。
反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量n为:n=kh(δp-δπ)(式中kh为水力渗透系数,随温度升高稍有增大;δp为膜两侧的静压差;δπ为膜两侧溶液的渗透压差)。稀溶液的渗透压π为:π=icrt(式中i为溶质分子电离生成的离子数;c为溶质的摩尔浓度;r为摩尔气体常数;t为绝对温度。)
反渗透通常使用非对称膜和复合膜,所用的设备主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,目前其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
4 经典模型 编辑反渗透机理模型有几个经典模型
(1)先吸附毛细孔模型:弱点干态电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。由sourirajan提出。
(2)溶解扩散模型:不认为有孔。
(3)干闭湿开模型:上个世纪80,90年代,邓宇等提出的,能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个最经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。即
膜干时,膜收缩致密,孔隙闭合,电镜下看不到;
膜湿时,膜材料溶胀,膜的孔隙被溶剂溶胀,孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
参考资料:海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法。上个世纪90年代邓宇的发明,《美国化学文摘》收录。
ro膜的孔径是头发丝的一百万分之五(0.0001微米),也就是1×10^-10m,而水分子的直径是4×10^10m,试问水分子如何透过?
ro(干)膜的孔径=1×10m,应该是“干膜”的孔径。膜分子结构是有弹性的,当“干ro膜”被水溶胀后,其“湿膜”的孔径>≥1×10m,达到水分子的4×10m是容易的,况且水分子也不是死硬的,是柔性的,正好似“柔情似水”。
美国海德能膜有限公司
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