反滲透纳滤基础知识?

反滲透纳滤基础知识?

膜分离：
物质**是由原子、分子和细胞等微观单元构成的，然而这些很小的物质单元总是杂居共生，热力学第二定律揭示了微观粒子都会倾向于无序的混合状态。膜分理技术得基础是分离膜。分离莫是具有选择性透过性的薄膜，某些分子（或微粒）可以透过薄膜，而其他的则被阻隔。这种分离总是依赖于不同的分子（或微粒）之间的某种区别，**简单的区别就是尺寸大小，三维空间之中，什么都有大上巨细而膜有孔径。延吉水处理设备延吉纯净水处理设备,延吉反渗透水处理设备
全量过滤：
     全量过滤也称为直流过滤、死端过滤、与常规的滤布过滤相似，被处理物料进入模组件，等量透过液流出模组件，截流物留在模组件内。为了保证膜性能的可恢复性，必须及时从模组件内卸载截留物，因此需要定时反冲洗（过滤的反过程）等措施来去除膜面沉积物、恢复膜通量。模组件污染后不能拆开清洗，通常使用在线清洗方式（CIP）超滤/微滤水处理过程一般采用全量过滤模式。
错流过滤     
    被处理料液以议定的速度流过膜面，透过液以垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出模组件。错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染，反滲透、纳滤均采用错流过滤方式。
膜系统 ： 
膜系统是指膜分离装置单元。压力驱动膜系统主要由预处理系统、升压泵、模组件（压力容器和膜元件）、管道阀门和控制系统构成。
膜污染：
    各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要由无机颗粒物、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐（如氯化物）和难溶盐（如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐）。再反渗透过程中，进水的体积在减少，悬浮物和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上，堵塞进水流道、增加摩擦阻力（压力降）。难溶盐会从浓水中沉淀出来，在磨面上形成结垢，降低RO膜的通量。这种在膜面上形成沉积层的现象叫膜污染，膜污染是膜系统性能的劣化。
反滲透/纳滤基本原理：
 半透膜：
     是具有选择性透过性能的薄膜。当液体或气体透过半透膜时，一些组分透过，而另外一些组分被截留。实际上半透膜对任何组分都有透过性，只是透过的速率相差很大。在反渗透过程中，溶剂（水）的透过速率远远大于溶解在水中的溶质（盐分）。通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水以及浓缩的盐溶液。
 渗透：
     是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程。如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分，纯水于理想的半透膜的两面以相同的温度和压力接触，在这样的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生，因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐，盐溶液一边的化学势降低了。纯水便会向盐溶液一侧渗透，从而产生一个渗透流，直到化学势的平衡重新建立为止。
 渗透压：
 按照科学术语在半透膜的两侧存在一个‘化学势’（离子或溶解分子的浓度差）的差值，通过溶液的渗透过程对化学势差进行补偿。当平衡重新建立时，在半透膜的两侧形成一个水位差即静压差，这个压力差便是渗透压。渗透压是溶液本生的性质，取决于溶液浓度，于半透膜没有关系。
渗透压与溶质浓度之间的关系为：
Posm = 1.19 (T + 273) * Σ(mi) (1)
其中Posm＝渗透压（psi），T为温度（℃）, Σ(mi)是溶液中所有溶质的总摩尔浓度。TDS为1000ppm的水溶液的近似渗透压约为11 psi (0.76 bar)。
反渗透
在图－6a的箱子中，水通过渗透作用流向盐溶液一侧，直到达到新的平衡建立。在盐溶液一边施加一个额外的压力与渗透压相等，原有的平衡会受到影响（图－6b）。外加压力将会使盐溶液一边的化学势增加，使溶剂流向纯水一边。这种现象便是反渗透。反渗透过程的驱动力是外加压力，反渗透分离所需能量与溶液的难度直接相关。因此，从盐溶液中生产同样体积的水，盐的浓度越高，所需能耗也越高。
图-6 反渗透原理
对于反渗透过程分离水和盐的机理还没有一个公认的统一解释。目前一般**两种传递模型：毛细孔流模型和溶解扩散模型。水通过膜有两种方式，一种是通过膜上存在的孔，另外一种是通过膜中的分子节点之间的扩散。根据理论，膜的化学性质是，在固液界面上水优先吸附并通过，盐被截留。水与膜表面之间有弱的化学结合力，使得水能够在膜的结构中分散。膜的物理和化学性质决定了在传递过程中水比盐的优先地位。
水的传递
水通过半透膜的速率由方程（2）确定。
Qw = ( ΔP - ΔPosm) × Kw × S/d (2)
其中
Qw为苏水透过膜的速率，ΔP为膜两侧压力差，ΔPosm为膜两侧的渗透压差，Kw为膜的纯水渗透系数，S为膜面积。（2）式通常被简化为：
Qw = A × (NDP) (3)
其中
A为膜常数，NDP为跨过膜的水传质净驱动压力或净驱动力。
盐的传递
透过膜的盐流量定义为：
Qs = ΔC × Ks × S/d (4)
其中Qs为膜的透盐量，Ks为膜的盐渗透系数，ΔC为膜两侧盐浓度差，S为膜面积，d为膜厚度。该方程可简化为：
Qs = B×(ΔC) (5)
其中B代表膜常数，ΔC为盐传质驱动力。
从方程（4）和（5）可以看出。对于一个已知的膜来说：
● 膜的水通量与总驱动压力差成比例；
● 膜的透盐量与膜两侧的浓度差成比例，与操作压力无关。
透过液的盐浓度Cp，取决于透过反渗透膜的盐量和水量的比：
Cp = Qs/Qw (6)
膜对水和盐的传质系数不同，所以才有脱盐率。没有什么理想的膜具有对盐完全的脱除性能，实际上是传质速率的差别早就了脱盐率。方程（2）、（4）和（5）给出了设计反渗透系统必须考虑的一些主要因素。比如操作压力的增加会提高水通量，但对盐的透过没有影响，所以透过液的盐度会更低。
透盐率
原水中溶解性杂质透过膜的百分率，计算公式为：
SP = 100% × (Cp/Cfm) (7)
其中SP为透盐率（％），Cp为透过液盐浓度，Cfm为料液的平均盐浓度。