RO反渗透膜技术介绍

SolutionsYouNeed.TechnologiesYouTrust.反渗透膜技术原理美国海德能公司上海代表处日东电工（上海松江）有限公司谢春玲（引用）Y.Fusaoka,T.Inoue,M.MurakamiandM.Kurihara:“DrinkingWaterProductionusingCationicandAnionicChargedNanofiltrationMembrane”,PreprintsofAmericanWaterWorksAssociation,2001MembraneTechnologyConference(2001)SanAntonio,Texas,USA分离膜的用途以及分离对象0.00010.0010.010.1110(m)(μm)氯离子农药有机物亚铅离子氟离子铅离子硝酸根离子三卤甲烷脊髓灰质炎病毒各种病毒流感病菌藻类・砂石霍乱弧菌大肠菌隐孢子虫病菌痢疾病菌膜的种类分离对象物质孔径10-910-810-710-610-5110102103104105钠离子肠兰伯式鞭毛虫反渗透（ＲＯ）膜纳滤（ＮＦ）膜超滤（ＵＦ）膜微滤（ＭＦ）膜(Å)A型肝炎病毒10-10反渗透/纳滤（膜脱盐）作用：去除水中溶解性杂质主要指标：水中无机离子及溶解性有机物主要膜种：NF——部分脱盐RO——近乎全部脱盐EDI——精密脱盐竞争技术：离子交换树脂电渗析（离子交换膜）蒸发反渗透的原理原理：反渗透(ReverseOsmosis)膜法是采用半透膜可以截留可溶性盐分而让淡水透过的方法。中间用半透膜隔断，容器两侧装入淡水和浓盐水，若不加任何压力状态下，水分子会从淡水侧透过半透膜向浓水侧迁移。在浓水侧施加大于盐分渗透压的压力时，浓水侧的水分子会透过半透膜向淡水侧迁移。半透膜淡水浓盐水淡水海水压力大于渗透压水分子盐分半透膜淡水浓盐水淡水海水反渗透膜的外观反渗透膜的结构0.1550150Microns反渗透膜的化学成分以及结构-S-C-C--CC-O-C--N-N--N--N-OO-C--C-OO-C-O芳香聚酰胺0.15微米厚OO聚砜50微米厚C-S-C-C-OO无纺织布150微米厚CHO-产水隔网的作用:•-支撑膜片•-引导产品水在膜袋内向中心淡水管流动进水隔网的作用:–分开每片膜页，保证进水可以在膜页间流动–增强进水的流体力学状态错流过滤与全量过滤对比图FeedPermeateDepthFiltrationCrossflowFiltrationMembraneFeedPermeateConcentrateMembrane3Streams2StreamsRO膜分离过程浓水给水H2OH2OH2OH2OMgClFe++HCO3CaSO4Na+++++膜压力H2OH2OH2OH2OH2OH2O产水RO/NF膜主要性能参数(1)1m2膜脱盐率或透盐率99%脱盐率1%透盐率1000mg/L10mg/L比水通量3L/m2/h.bar1bar3L/h系统压差(ΔP)=P进水-P浓水进水浓水产水PPPRO/NF膜主要性能参数(2)回收率:Y(%)=(QP/QF)*100(%)QP：产水流量(m3/h)QF:进水流量（m3/h)ＱＦＱＢＱＰ给水浓水产水RO/NF膜主要性能参数(3)影响膜性能的操作因子•反渗透膜的性能可以简单的认为纯水和溶质的透过速度的问题。–纯水：[水的透过量]＝[纯水透过系数]×([进水侧压力]ー[渗透压])–溶质：[溶质透过量]＝[溶质的透过系数]×[浓度差]膜性能，压力，浓度，回收率(膜表面的浓度)以及温度的影响（外加pH值）给水压力的影响0102030405060700.000.501.001.502.002.50操作圧力　（MPa）透過水量　（m3/day）99.099.299.499.699.8100.0脱塩率　（%）測定条件原水濃度：1500mg/L回収率：15%温度：25℃pH：6.5-7原水浓度对膜性能的影响3035404550556010100100010000原水濃度　（mg/L）透過水量　（m3/day）99.099.299.499.699.8100.0脱塩率　（%）測定条件：单只膜元件操作圧力：1.55MPa回収率：15%温度：25℃回收率的影响2025303540455000.10.20.30.40.50.60.7回収率（%）透過水量　（m3/day）99.099.299.499.699.8100.0脱塩率　（%）測定条件原水濃度：1500mg/L温度：25度操作圧力：1.55MPa回收率与浓缩倍数回收率与浓缩倍数的关系0246810121416182000.10.20.30.40.50.60.70.80.91回收率%理论浓缩倍数%1１－回収率濃縮倍率给水温度的影响20304050607010152025303540原水温度　（℃）透過水量　（m3/day）99.099.299.499.699.8100.0脱塩率　（%）測定条件原水濃度：1500mg/L回収率：15%操作圧力：1.55MPa0.500.700.901.101.301.501.701.9001020304050温度(°C)校正值透水性系数透盐系数参照点温度对膜性能的影响温度校正表进水pH的影响測定条件原水濃度：1500mg/L回収率：15%操作圧力：1.55MPa温度：25度SaltPassageofESPA2Standardtestconditionswith1500ppmNaCl00.20.40.60.811.21.41.61.82456789101112pHSP碳酸盐平衡与产水电导率0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%02468101214当PH值达到8.4-8.5之间时，水中的碳酸氢盐含量最大HCO3-CO32-CO2膜元件的数量和压力容器已知：产水通量（J,L/m2/hr），产水量(Q,m3/hr)求：膜元件的数量（Ne）)()()()(SJQNeP单支膜元件面积产水通量产水量膜元件数量1）膜元件的数量2）压力容器的数量)()()(VeNeNv件的数量单支圧力容器装填膜元膜元件数量圧力容器一根组件的最高回收率取决于压力容器（膜外壳）中串联的膜元件（40”长）数量每个压力容器中的膜元件数最高回收率115-20%228-33%338-43%443-48%548-53%652-56%膜元件排列与回收率压力容器的数量和膜元件的排列方式RO产水１段排列：回收率50-55％浓水给水浓水给水RO产水第２段第１段２段排列：回収率75ー80％浓水给水RO产水第１段第２段第３段３段排列：回収率85ー90％反渗透系统的最高回收率和膜组件排列的段数的关系（以6芯膜元件例）RO系统典型流程一级两段两级系统反渗透系统进水常规要求可以采用任何合适的预处理组合工艺，以达到进水水质满足以下条件：1.SDI5(最好3)2.浊度1NTU(最好0.5NTU，不能有砂粒、炭粒等颗粒物进入膜内，这些物质会对膜造成不可逆转的损伤）。3.余氯0.1mg/l(实际运行时应尽量保证为0.)4.不含油、脂类，阳离子表面活性剂，或其它对膜有损害的有机类物质。5.总Fe低于0.05mg/l,不含有其它对膜有损害的过渡金属,如Mn,Cu,Cr,Zn等6.长期运行温度最好在5-35C之间。任何时候膜不能暴露在0C以下。增强低污染PROC低压高脱盐CPA节能超低压ESPA电中性污染LFC海水淡化SWC节能纳滤膜ESNAPROC10CPA3-LDESPA1LFC3-LDSWC4+ESNA1-K1PROC20YQS-8040ESPA2SWC4BESNA-LF-LDPROC10-LDESPA2MAXSWC5ESNA-LF2-LDESPA4SWC5-LDESPABSWC5MAXSWC6美国海德能公司主要8”RO膜元件型号