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          琴島方舟【凈水課堂】RO反滲透純水機
          制純水的方法
          目前制純水的方法有四種,蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。而反滲透又是很先進、效率很高、很節能的制純水技術。反滲透是20世紀60年代迅速發展起來的一種水處理工藝。目前,它已用在城市用水、鍋爐補給水、電廠鍋爐補給水、工業廢水及海水淡化和各種溶液中溶質分離等方面。
          反滲透的原理
          如果將淡水和鹽水用一種只能透過水而不能透過溶質的半透膜隔開,則淡水中的水會穿過半透膜至鹽水一側,這種現象叫滲透。
          因此,在進行滲透過程中,由于鹽水一側液面的升高會產生壓力,從而抑制淡水中的進一步向鹽水一側滲透。當濃水側液面距淡水面有一定的高度,以至它產生的壓力足以抵消其滲透傾向時,濃水側的液面就不再上升。此時,通過半透膜進入濃溶液的水和通過半透膜離開濃溶液的水量相等,所以它們處于平衡狀態。在平衡時,鹽水和淡水間的液面差H表示這兩種溶液的滲透壓差。如果把淡水換成純水,則此壓差就表示鹽水的滲透壓。根據這一原理,不難推論出,如果在濃水側外加一個比滲透壓高的壓力,則可以將鹽水中的純水擠出來,即變成鹽水中的水向純水中滲透。這樣,其滲透方向和自然滲透相反,即反滲透原理。    
          半透膜
          半透現象是18世紀發現的。起初,人們都是用動物做實驗。動物膜不是真正的半透膜,它們有許多缺點,在工業上不能應用。所以,反滲透技術的發展,決定于半透膜的制取工藝。
          良好的半透膜應具備以下一些特性:1透水率大,脫鹽高;2機械強度大;3耐酸、耐堿、耐微生物的侵襲;4使用壽命長;5制取方便,價格較低。
          1、醋酸纖維素膜
          這是1960年制成的實用人造膜?,F在,其制造方法經多次改進,產品具有透水率大,脫鹽率高和價格便宜的優點。
          2、聚酰胺膜
          在1970年以前制成的主要是脂肪族聚酰胺膜,例如尼龍-66、尼龍-6等,這些膜的透水性很差。后來,制成了芳香族聚酰胺膜,它的透水性、除鹽率、機械強度和化學穩定性等都較好。它能在pH值為4~10的范圍內使用(長期使用范圍為pH=5~9)。芳香族聚酰胺膜主要制成中空纖維。
          3、復合膜
          上列半透膜之所以能起滲透作用,是由于其表面的活化層。此活化層只需很薄一層,它太厚無助于滲透作用,反而會引起透水率減少,并使流量隨運行時間衰減的速度加快。然而在制取這些膜時,卻難以將活化層做得比0.0001mm更薄,為此研制成了復合膜。
          復合膜是兩層薄皮的復合體先在布料上制成多孔支撐層,然后在其表面進行活化層的聚合反應。支撐層材料可采用聚砜,活化層可用聚脲。
          復合膜的透水率、脫鹽率和流量衰減方面的性能都較優越,它的出現大大減低了反滲透的操作壓力,延長了膜的壽命,提高了反滲透的經濟效益。
          原水的處理
          為了避免堵塞反滲透器,原水應經預處理,以去除水中的懸浮物,減少水的濁度;此外,還應進行殺菌,以防微生物在反滲透膜內滋長。
          1、懸浮物
          懸浮物的多少是水質好壞的一個指標,如果懸浮的物質多,沒有及時過濾,就會在反滲透的膜上沉積,阻礙膜的透水率。從而使膜孔受堵而不能正常工作。所以在水進入膜的表面之前把懸浮物過濾掉。
          2、濁度
          濁度是表現水中懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度。也就是說,由于水中有不溶解物質的存在,使通過水樣的部分光線被吸收或被散射,而不足直線穿透。因此,混濁現象足水樣的一種光學性質。如果水的濁度過大,就說明水的不溶解污染物很多,如果進入反滲透膜的孔中,同樣會堵住孔(孔徑<5nm~40nm)從而使反滲透的膜失效。
          3、微生物
          微生物的種類很多,主要分為厭氧型生物和好氧型生物,厭氧型的微生物會把水中的氨或者有機氨氧化為氮氣和高價態的硝酸或者亞硝酸化合物,這些化合物的氧化性都比較強,而膜的組成是芳香族的酰氨在氧化劑的作用下會氧化,膜的孔徑會變形,聚合物的長鏈斷口,那么膜就起不到滲透作用就會失效給生產者帶來經濟損失,目前膜都是國外進口的,很少有國內的廠家生產而且價格昂貴。還有些微生物的大量繁殖會寄生在反滲透膜表面,同樣會物理堵住膜的孔。
          4、污染指數
          據水利電力部頒布的SDGJ2----85的規定,對反滲透器進水水質要求為表污染指數(FI)是一種人為指標,它用來表示水質受懸浮雜質污染的情況。其測定方法為:在一定的壓力下將水連續通過一個小型超濾器(孔徑為0.00045mm),將開始通水時流出500mL水所需的時間(t0)記錄下來,通水15min后,再次測定其流出500mL水所需的時間(t0)記錄下來,通水15min后,再次測定其流出500mL水所需的時間(t15)。據此,就可按式1計算污染指數(FI)
          此法實質上是測定超濾器受水中懸浮物的污堵情況。

          反滲透器在長期運行后,就要清洗,否則就會結垢使產水率下降,則可用化學藥劑進行清洗。用來清洗的藥劑有稀HCl溶液,檸檬酸、亞硫酸氫鈉和六偏磷酸鈉等絡合劑,可根據具體情況選取。
          一般的稀HCl溶液的電離程度很高,反應也很快,如果pH>2會使得膜的性能下降,這些高聚芳香酰胺遇強酸和強堿其內部+
          發生變形。從而影響了其生產效率。
          檸檬酸(C6H8O7)是中強酸,其結構有手性,所以有絡合作用,可以除垢效果很好。
          亞硫酸氫鈉(NaHSO3)和六偏磷酸鈉絡合的性的緩沖溶液也可以除去垢,但是其中鈉離子可能有殘留,因為膜的電性是負的,鈉離子會吸附在表面也對膜不利。


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