反渗透技术在电厂水处理的应用1..docVIP

《电厂水处理》课程论文 课 题 名 称 学 生 姓 名 学 号 系 机械与能源工程系 年级 专业 12 热工 2015 年 月日[1]。反渗透技术(RO)是一种采用膜分离的技术，它具有环保、适应性强、脱盐率高的特点。80年代初开始在我国得到发展，近些年在电力行业的水处理技术中得到广泛的运用。 1．1渗透基本原理 当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流人盐水一侧，这种现象称为渗透。若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢。当施加的压力达到某一数值时，水透过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转[2]。此时盐水中的水将流人纯水侧，上述现象就是水的反渗透处理的基本原理。 1．2反渗透膜及技术原理 反渗透膜是用高分子材料制成、具有选择性半透性质的薄膜。用于水处理的反渗透膜可以允许水分子透过膜，但水中所含的离子、有机物分子等不能透过[3]。反渗透的除盐原理是水在外加压力的作用下，水分子克服反渗透膜两侧的渗透压，透过膜到达膜的另一侧(淡水侧)；而水中的盐分、有机物分子等杂质则被膜拦截住，留在膜上，从而达到水质净化的目的。 反渗透技术从本质上讲是一种横流性的过滤技术，过滤液体会横向流过反渗透膜，部分原水在外界压力下透过这层膜形成成品水，而未被转化为成品水的液体和盐类继续流过反渗透膜表皮，逐渐形成浓水被排掉[4]。这一过程还可以将截留的悬浮物冲刷带走，阻止了垂直过滤技术下固体的沉积。 1．3反渗透膜的类型及特点 按照材料来分，用于水处理的反渗透膜主要有两种类型：一种是醋酸纤维膜，这是最早应用于水处理领域的反渗透膜。另一类是用聚酰胺类材料制成的复合膜。 反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快[5]。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。 反渗透膜应具有以下特征：（1）在高流速下应具有高效脱盐率；（2）具有较高机械强度和使用寿命；（3）能在较低操作压力下发挥功能；（4）能耐受化学或生化作用的影响；（5）受pH值、温度等因素影响较小；（6）制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。 反渗透膜的结构，有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类[6]。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作，主要用于纯水制备和水处理行业中。反渗透技术是一种利用反渗透膜的选择透过性进行水净化的过程 ，在反渗透技术的应用中具有仅允许水分子通过的膜 ，反渗透技术在应用中主要针对的非电解质和无机质一些分子量 大于 150 组分的因子。在电厂水的处理中 ，需要选用横流过滤 模式增加水压参与水的产量上层浓水以及一些盐类物质放置 在膜表面。 反渗透技术应用的主要设备包括保安过滤器和颗粒物拦截 ， 本体装置包括膜壳和膜元件，按照结构形式的不停 ，本体装置包括条槽式、管式以及螺旋式等常采用的膜材料主要是聚酰 胺类、芳香环聚合物、醋酸纤维膜等 ，醋酸纤维膜最早使用在水处理领域中 ，聚酰胺类材料是目前常采用的材料 ，由较厚的多孔支撑层和很薄的致密层复合而成[7]。膜形式相对于平板式等 膜元件，减少了浓差极化 ，提高了膜的装填高度 ，在投资、抗 污染能力等方面有很大的优势。反渗透的性能包括脱盐率、回收率以及抗水解能力等 ，脱盐率的大小与操作条件、污染程度 和溶液性质存在关系。 1.4性能指标 （1）脱盐率：脱盐率=（1–产水含盐量/进水含盐量）×100% 膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低。）；对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。 （2）透过速度 水通量——