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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。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,设置反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。


在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国内应用广泛、使用普及面广的一种。估计自1995年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增20%;据保守的统计,1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支,4英寸膜26000支。2000年和2001年的市场更为强劲,膜用量稳定的增加。

国内反渗透膜工业应用的广泛领域仍为锅炉补给水、各种工业纯水,饮用水的市场规模次之,电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。

反渗透膜新进展

超低压膜 由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点,低污染膜 膜污染是反渗透应用中的最大危害。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。

带正电荷的反渗透膜 现在广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酸胺,其膜表面均带有负电荷,现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜,这种膜目前主要应用于制备电阻率的纯水系统中。日本日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10-15兆欧电阻率的纯水;韩国现代电子公司的3个生产厂的合计最终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8-9兆欧;上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外,在国内几个制药厂的5-20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1.7-3兆欧。

食品级、卫生级反渗透膜 普通水处理用反渗透膜的使用温度均为0-45摄氏度,但在需要耐90摄氏度高温杀菌的特殊场合,此外,各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内应用。


  电子工业用水  集成电路、硅晶片、显示管等电子元器件冲洗水


  制药行业用水  大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等


  化工行业工艺用水  化工循环水、化工产品制造等


  电力行业锅炉补给水  火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统


  食品工业用水  饮用纯净水、饮料、啤酒、白酒、保健品等


  海水、苦咸水淡化  海岛、舰船、海上钻进平台、苦咸水地区


  饮用纯净水  房产物业、社区、企事业单位等



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,它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。反渗透所用的设备,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,近年来得到迅速发展。现已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纯水,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。

反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。