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工业之心——反渗透设备是如何工作的?

文章编辑:【bat365旧网址官网】发布日期:2022-05-23 10:19:43

了解反渗透
反渗透,通常称为RO,是一种通过将水在压力下通过半渗透反渗透膜来脱矿质或去离子化水的过程。
渗透和反渗透
要了解反渗透的目的和过程,您必须首先了解渗透的自然发生过程。
渗透是一种自然发生的现象,也是自然界中最重要的过程之一。这是一个较弱的盐水溶液倾向于迁移到强盐水溶液的过程。渗透的例子是植物根部从土壤中吸收水分,我们的肾脏从血液中吸收水分。
浓度较低的溶液具有迁移到浓度较高的溶液的自然倾向。例如,如果你有一个装满低盐浓度水的容器和另一个装满高盐浓度水的容器,它们被半透膜隔开,那么盐浓度较低的水将开始向盐浓度较高的水容器迁移。
半透膜是一种允许某些原子或分子通过但不允许其他原子或分子通过的膜。一个简单的例子是纱窗。它允许空气分子通过,但不允许害虫或任何大于纱门孔的东西进入。另一个例子是Gore-tex服装面料,它含有一层极薄的塑料薄膜,其中切割了数十亿个小毛孔。孔隙足够大,可以让水蒸气通过,但又足够小,可以防止液态水通过。
虽然渗透是自然发生的,不需要能量,但要逆转渗透过程,您需要将能量应用于盐水的溶液。反渗透膜是一种半渗透膜,允许水分子通过,但不允许大多数溶解的盐,有机物,细菌和热原通过。但是,您需要通过施加大于自然发生的渗透压的压力将水“推”过反渗透膜,以便在此过程中淡化(脱矿质或去离子化)水,从而允许纯净水通过,同时抑制大多数污染物。
反渗透是如何工作的?
反渗透的工作原理是使用高压泵来增加RO盐侧的压力,并迫使水穿过半渗透RO膜,使几乎所有(约95%至99%)的溶解盐留在废品流中。所需的压力量取决于给水的盐浓度。给水越浓缩,克服渗透压所需的压力就越大。
脱矿质或去离子的淡化水称为渗透(或产品)水。携带未通过RO膜的浓缩污染物的水流称为废水。
当给水在压力(足以克服渗透压的压力)下进入RO膜时,水分子通过半透膜,盐和其他污染物不允许通过并通过废品流(也称为浓缩液或盐水流)排出,这些废品流进入排水或在某些情况下可以反馈到给水供应中,通过RO系统进行循环节约用水。通过RO膜的水称为渗透液或产品水,通常从中去除约95%至99%的溶解盐。
重要的是要了解RO系统采用交叉过滤,而不是标准过滤,其中污染物收集在过滤介质中。通过交叉过滤,溶液通过过滤器,或穿过过滤器,有两个出口:过滤后的水向一个方向,受污染的水向另一个方向。为了避免污染物的积聚,错流过滤允许水清除污染物积聚,并允许足够的湍流以保持膜表面清洁。
反渗透会从水中去除哪些污染物?
反渗透能够从给水中去除高达99%以上的溶解盐(离子),颗粒,胶体,有机物,细菌和热原(尽管不应依赖RO系统来去除100%的细菌和病毒)。RO膜根据污染物的大小和电荷来剔除污染物。任何分子量大于200的污染物都可能被正确运行的RO系统排斥(为了进行比较,水分子的MW为18)。同样,污染物的离子电荷越大,就越有可能无法通过RO膜。例如,钠离子只有一个电荷(一价),并且不会被RO膜和钙排斥,例如具有两个电荷的钙。同样,这就是为什么RO系统不能很好地去除CO2等气体的原因,因为它们在溶液中时没有高度电离(带电),并且分子量非常低。由于RO系统不能去除气体,因此渗透水的pH值可能略低于正常pH值,具体取决于给水中的CO2水平,因为CO2转化为碳酸。
反渗透在处理大流量和小流量应用中的苦咸水,对地表水和地下水方面非常有效。使用RO水的一些行业包括制药,锅炉给水,食品和饮料,金属加工和半导体制造等。


 

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