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我國反滲透膜研究起步較晚,正處于試驗(yàn)研究階段。目前還沒有商業(yè)化的空纖維反滲透膜構(gòu)件。市場上的反滲透膜主要是采用界面聚合法制備的全芳香聚酰胺。
1、海水和苦咸水淡化
如今,水資源短缺已成為一個(gè)世界性的問題,在人們的生活和經(jīng)濟(jì)增長中發(fā)揮著重要作用。調(diào)查顯示,世界上每人每年的淡水供應(yīng)量為7000立方米。然而,隨著人口的增加和水污染的加劇,人們不得不深入思考。作為緩解水資源短缺的有效途徑,利用反滲透技術(shù)是淡化海水和苦咸水的途徑。
(1)海水淡化
根據(jù)海水淡化技術(shù)的類型,蒸餾和反滲透是目前常見的技術(shù)方法。反滲透技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)投資少、消耗低、時(shí)間短的特點(diǎn),優(yōu)于蒸餾技術(shù)。近年來得到了廣泛的推廣和應(yīng)用,目前較大的反滲透海水淡化廠家產(chǎn)水范圍為3.3×105m3/d。
隨著反滲透膜、泵效率和能量回收的轉(zhuǎn)變,其能耗降至8.0kW.h.m-3;21世紀(jì),隨著科技的進(jìn)步,海水反滲透消耗降至2.0kW.h.m-3.自制反滲透海水淡化系統(tǒng),水通量為102m3/h,反滲透單元消耗1.85kW.h.m-3。
(2)苦咸水淡化
正常情況下,苦咸水的鹽含量為1000-15000mg/L天然水、地面水和天然井水。由于鹽含量過高,不能直接用于農(nóng)業(yè)加工和生活用水,經(jīng)過淡化后應(yīng)用于生產(chǎn)和生活用水。研究發(fā)現(xiàn),超濾膜和反滲透膜的苦咸水含鹽量為4010-4500mg/L,用于進(jìn)水CODMn、總硬度、CL-、溶解固體去除率大于95%、98%、94%、97%,其他出水指標(biāo),如硫酸根、硝酸鹽含量高于規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
因?yàn)樗械姆礉B透裝置也去除了人體必需的微量元素鈣、鎂和氟,會(huì)導(dǎo)致骨潰瘍和齲齒。飲用時(shí),可添加鈉離子、鉀離子、鎂離子、氯離子、硫酸根礦物質(zhì)等微量元素,以確保人體的需要。
1.反滲透與傳統(tǒng)水消毒的區(qū)別
傳統(tǒng)的飲用水處理使用氯氧化物,通過混凝沉淀過濾氯消毒過程。在這一傳統(tǒng)過程中,混凝劑的用量很難控制,氯消毒也會(huì)產(chǎn)生有毒的氯甲烷。
反滲透凈化不僅可以去除水中的有毒、有機(jī)和無機(jī)污染,而且可以確保完全消毒,在資本設(shè)置和運(yùn)營成本方面可以與傳統(tǒng)方式競爭。近年來,反滲透凈化飲用水在我國得到了廣泛的應(yīng)用。
2.反滲透技術(shù)概述
反滲透是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型薄膜分離技術(shù),它依靠反滲透在壓力下將溶劑與溶質(zhì)分離。要了解反滲透法的除鹽原理,首先要了解“滲透”的概念,滲透是一種物理現(xiàn)象。
當(dāng)兩種含有不同濃度鹽的水分與半滲透膜分離時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)含鹽量較少的水分會(huì)通過膜滲入含鹽量較高的水分,而含鹽量不會(huì)滲透,從而逐漸將兩側(cè)的含鹽濃度融合到平等。但如果在含鹽量高的水側(cè)施加壓力,也可以停止上述滲透,此時(shí)的壓力稱為滲透壓力。如果壓力增加,水可以向相反的方向滲透,留下鹽。
因此,反滲透除鹽原理是在含鹽量高的水(如原水)中施加比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透朝相反的方向進(jìn)行,將原水中的水分子壓入膜的另一側(cè),變成清水,從而達(dá)到去除水中鹽的目的,這就是反滲透除鹽原理。
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