除盐工艺ROPPT课件

.,1,第3节反渗透技术,一、概述反渗透、纳滤、超滤和微滤的比较,.,2,.,3,.,4,RO和UF的不同,.,5,一种溶剂可通过半透膜进入另一种溶液，或者是从一种稀溶液进入到一种比较浓的溶液，这种现象叫。1748年，法国物理学家J.A.Nollet首次发现渗透现象。,二、渗透与渗透压,.,7,1830年，法国生物学家R.J.HenriDutrochet第一次对渗透现象进行半定量研究，并将渗透现象命名为osmosis。,1867年，德国生物化学家M.Traube制出了真正的半透膜。,1877年，德国植物学家W.Pfeffer对蔗糖的渗透压进行了广泛的定量测定测定。,.,8,硫氰化铜沉积多孔磁筒上所形成的半透膜,渗透到半透膜的两侧出现一定的压力差时才停止。这个压力差称为渗透压。,.,10,渗透平衡：膜两侧水分子的渗透速度相等,渗透压：维持渗透平衡所施加的压力,稀溶液中渗透压的VantHoff方程：=iCRT式中：C溶质浓度。发表于1885年。测定溶剂吸引溶液的引力。实现反渗透具备：1.选择性半途膜，2.P。,.,12,.,13,（1）膜材料、膜分类及其结构常用：醋酸纤维素（CA）膜和芳香族聚酰胺膜。性能要求：透水量大，脱盐率高；机械强度好，多孔支撑层的压实作用小；化学稳定，耐酸、碱和微生物结构均匀，使用寿命长，性能衰降慢；制膜容易，价格便宜，原料充足。,三、膜及其透过机理,.,15,.,16,从结构可分为均质膜、非对称膜、复合膜,均质膜,非对称性膜,微孔对称性膜,.,17,复合膜,.,19,海水,产品水,支撑层聚砜，45um,BaseFabric,Non,-,wovenPolyester,100um,RO膜截面图(UHR-FESEM),超薄脱盐层交联芳香族聚酰胺0.3um,BaseFabric,Non,-,wovenPolyester,100um,基层无纺布聚酯层，100um,0.5um,高压海水淡化RO膜的结构,（2）透过机理氢键理论里德（Reid）提出，盐水中的水与CA膜上的羰基的氧原子形成氢键，即形成结合水。在压力的作用下，通过一连串的氢键断裂与形成而不断移位，直到流到膜外，源源不断地流出淡水。,水分子逐渐从膜面进入膜内，最后透过膜；溶质通过高分子链间空穴，以空穴型扩散透过膜。,选择性吸附-毛细流动理论索里拉金提出，膜表面具有亲水性，能选择性地吸水，形成1个水分子厚的纯水层，而排斥溶质。施加压力时，优先吸附的纯水膜中的水不断通过膜，盐类则被膜排斥，化合价越高排斥越远。,.,23,压力,主体溶液,界面,四、反渗透装置,膜组件、泵和各种仪表、管路膜组件：将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在外压作用下，能实现对溶质与溶剂的分离的单元设备。,.,25,对优质反渗透装置的要求：能为膜提供合适的支撑；处理液在膜上均布；最小能耗，提供良好的流状；膜的装填密度高；易拆卸更换和组装；安全可靠；泄漏能从压力变化上发现；建造、维护和修理方便。,.,26,构造：多孔板两面+反渗透膜。流程：特点：耐高压，占地大，易浓差极化。,（1）板框式,.,27,.,28,优点：可以拆开清洗，换膜方便,缺点：结构复杂，不能反冲洗,（2）管式,.,30,内压管式：,多孔管,膜,料液,外压管式：,料液,内压式：膜涂在管内，料液由管内走；外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。,.,31,优点：低能耗，结构牢固，紧凑,缺点：不容易清洗，不能反冲洗,（3）卷式,.,33,优点：单位体积中膜的表面积大；缺点：料液含悬浮固体时不适宜；料液流动路线短；压力消耗高。,（4）中空纤维式反渗透装置杜邦公司提出。,.,37,中空纤维,优点：装填密度高，可达1600030000m2/m3，组件可小型化；膜不需支撑材料，可受压而不破裂。缺点：膜面去污困难，料液预处理严格；膜损坏无法更换。,.,40,各反渗透装置的优缺点比较,.,41,各种反渗透装置的特点比较,1）指以5000ppmNaCl溶液作为原液，脱盐率达9296时的透水率。,.,42,五、反渗透系统的布置形式,用于回收率（淡水产量与原水进水量的比值）50%以下的工艺。,2）循环式，可提高水的回收率，但出水水质下降。,3）多段式，即多级串联。用两极串联可将回收率提高到70-75%，用三级串联可提高到80-85%。,.,45,.,46,RO图示,.,47,():水的百分比,系统回收率60%,浓水(60),产品水(40),原水(100),高压泵,反渗透装置,1段,预处理,6.5MPa,2.5MPaup6.58.010MPa,C=3.5%SW,C=5.8%SW,反渗透装置,2段,提升泵,产品水(20),浓水排放(40),C=8.8%SW,总产水(40+20),两段法海水淡化工艺图,.,48,常规海水淡化工艺流程,.,49,能量回收装置,.,50,课后思考题：1.试画出六级三段电渗析器组装示意图。2.电渗析过程中，淡水室的阴阳离子分别向两侧移出，此时淡水室的水流是否保持电中性？如何从理论上加以解释？,.,51,.,52,六、设计参数（1）水与溶质的通量Jw=Wp（P-）Js=KpC,在给定的条件下，透过膜的水通量与压力差成正比，提高操作压力可提高淡水产量。固定操作压力，进水的溶质浓度增大将使水通量减小，溶质通量增大，这是由于原水渗透压增高以及浓度差加大的结果。,（2）脱盐率为膜两侧的含盐浓度差与进水含盐浓度的比率。R（%）=（Cb-Cf）/Cb,.,56,系统回收率（海水浓度以35000mg/l）,RO膜元件的耐压能力(MPa),0,10,30,20,40,50,60,10.0,9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,高压中空醋酸纤维素膜(1998年),中空聚酰胺膜(1969年),高压中空聚酰胺膜(1992),超高压卷式聚酰胺复合膜(东丽1996年),35,000mg/L海水浓度,卷式聚酰胺复合膜(1978-1979年),卷式聚酰胺复合膜(1998),七、海水淡化膜的发展趋势,.,57,交联芳香族聚酰胺/卷式膜组件是RO膜技术发展的一个主流、全球的标准。,国际市场上反渗透海水淡化膜元件的主要供应商,.,58,荣成10000吨/日反渗透海水