反滲透技術簡介
人類發現滲透現象已有200多年的歷史。直到20世紀60年代,美國加利福尼亞大學發明了世界上第一張高脫鹽率、高通量的不對稱醋酸纖維素膜(CA膜),從此,反滲透作為一種新的膜分離技術在全世界范圍內得到了廣泛的研究與應用。目前,反滲透己成為海水和苦咸水淡化中最為常用的技術,并成為超純水和純水制備的優選技術。反滲透技術在料液分離、純化和濃縮、鍋爐水的軟化,廢液的回用以及微生物、細菌和病毒的分離方向都發揮著巨大的作用。
溶劑與溶液被半透膜隔開,半透膜兩側壓力相等時,純溶劑通過半透膜進入溶液側使溶液濃度變低的現象稱為滲透。此時,單位時間內從純溶劑側通過半透膜進入溶液側的溶劑分子數目多于從溶液側通過半透膜進入溶劑側的溶劑分子數目,使得溶液濃度降低。當單位時間內,從兩個方向通過半透膜的溶劑分子數目相等時,滲透達到平衡。如果在溶液側加上一定的外壓,恰好能阻止純溶劑側的溶劑分子通過半透膜進入溶液側,則此外壓稱為滲透壓。滲透壓取決于溶液的系統及其濃度,并且與溫度有關,如果加在溶液側的壓力超過了滲透壓,則使溶液中的溶劑分子進入純溶劑內,此過程稱為反滲透。
反滲透膜分離過程是利用反滲透膜選擇性地透過溶劑(通常是水)而截留離子物質的性質,以膜兩側的靜壓差為推動力,克服溶劑的滲透壓,使溶劑通過反滲透膜而實現對液體混合物進行分離的膜過程。
反滲透膜分離過程必須具備兩個條件:
一是具有高選擇性和高滲透性的半透膜;
二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。
反滲透膜分離過程可在常溫下進行,且無相變、能耗低,可用于熱敏感性物質的分離、濃縮;可有效地去除無機鹽和有機小分子雜質;具有較高的脫鹽率和較高的水回用率;膜分離裝置簡單,操作簡便,由于實現自動化;分離過程要在高壓下進行,因此需配備高壓泵和耐高壓管路;反滲透膜分離裝置對進水指標有較高的要求,需對原水進行一定的預處理;分離過程中,易產生膜污染,為延長膜使用壽命和提高分離效果,要定期對膜進行清洗。