渗析 反渗透..
污水处理中的反渗透处理
它主要用于污水处理、海水淡化 、工业纯水制备等领域。
反渗透技术的原理
反渗透技术的原理基于渗透压和压力 差。当压力超过渗透压时，水分子和 离子会透过半透膜，而溶质和悬浮物 被截留。
在反渗透过程中，需要不断施加压力 ，以克服渗透压，使水分子透过膜。
反渗透技术的分类
根据工作压力，反渗透技术可分为低 压反渗透技术和高压反渗透技术。
详细描述
在城市污水处理厂中，反渗透技术常用于深度处理环节，通 过物理方法去除水中的溶解盐、有机物、重金属等污染物， 使出水水质达到回用标准，可用于绿化、道路清扫等非饮用 水领域。
工业废水处理中的应用
总结词
反渗透技术适用于多种工业废水处理，具有高效、环保的特点。
详细描述
针对不同工业废水的水质特点，反渗透技术可进行针对性的处理。例如，在印 染废水处理中，反渗透技术可有效去除染料及盐类物质；在电镀废水处理中， 可去除重金属离子，使废水达到排放标准。
优化反渗透系统设计
通过改进膜组件、高压泵、能量回收设备等关键部件的设计，提高 系统的能效和产水水质。
膜材料研发
研发具有更高脱盐率和抗污染性能的新型膜材料，提高反渗透系统 的性能。
自动化与智能化控制
采用先进的自动化和智能化控制技术，实现系统的优化运行和远程监 控，提高产水水质和能效。
新型反渗透材料的研发与应用
将纳滤技术与反渗透技术结合使用，利用纳滤技术对特定离子进行选择性分离，降低反渗透系统的进水 盐分浓度，提高系统的脱盐率和能效。
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由多支反渗透膜组成，是实现反渗 透过程的关键部件，能够截留原水 中的溶解盐、有机物、细菌和病毒 等。
清洗系统
在反渗透过程中，定期对反渗透膜 进行清洗，以去除膜表面的污垢和 微生物，恢复其过滤性能。
反渗透水处理技术
反渗透水处理技术反渗透水处理技术是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。
反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。
目前反渗透水处理常用的设备系统有以下几种：1、超纯水制备原理反渗透水处理设备通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。
预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。
反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物（理论上）最经济高效的纯化方法。
超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的最终水质指标要求。
2、原水预处理系统反渗透水处理设备的预处理系统通常由聚丙烯纤维（PP）过滤器和活性炭（AC）过滤器组成。
对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。
PP滤芯可高效去除原水中5μm以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物，保护后续过滤器，其特点是纳污量大, 价格低廉。
AC活性炭滤芯可高效吸附原水中余氯和部分有机物、胶体，保护聚酰胺反渗透复合膜免遭余氯氧化。
软化树脂可脱除原水中大部分钙镁离子，防止后续RO膜表面结垢堵塞，提高水的回收率。
3、反渗透水处理纯化系统反渗透（Reverse Osmosis，简称RO）是以压力差为推动力的一种高新膜分离技术，具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点。
反渗透膜“孔径”已小至纳米（1nm=10-9m），在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。
在高于原水渗透压的操作压力下，水分子可反渗透通过RO半透膜，产出纯水，而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。
反渗透和电渗析技术的污水处理原理和技术特点
反渗透和电渗析技术的污水处理原理和技术特点反渗透（Reverse Osmosis，简称RO）和电渗析（Electrodialysis，简称ED）是两种常用的污水处理技术，可以有效地去除水中的有害物质和杂质，提高水的质量。
以下是反渗透和电渗析的原理和技术特点的详细解释。
反渗透技术原理：反渗透技术是利用半透膜的选择性渗透性来去除水中的溶解物、胶体、细菌等，通过施加高压使水分子逆向渗透穿过透膜，而溶质无法通过，达到分离的目的。
其原理类似于自然界中植物根系吸收水分的过程，只是反渗透透膜比植物根系统更过滤更细腻。
反渗透技术特点：1.高度过滤：反渗透膜具有微孔洞结构，能有效过滤微小的悬浮物、胶体、细菌等，使水质纯净度高。
2.高效节能：相比传统的膜分离技术，反渗透技术操作简单、能耗低、效果显著，能够很好地节约能源。
3.广泛适用性：反渗透技术可以处理各种类型的水源，包括海水、河水、地表水和地下水等，适用范围广泛。
4.自动化运行：反渗透系统可以实现全自动控制，具有操作简单、运行可靠的特点。
电渗析技术原理：电渗析技术以电化学作用为基础，通过施加电场来去除离子溶液中的杂质。
将溶液分离成阳离子和阴离子，通过阳、阴离子膜分别收集去除溶液中的离子，通过电场加速离子迁移速度，实现溶液的分离和纯化。
电渗析技术特点：1.高效选择性：电渗析技术能够选择性地去除溶液中的离子，可以提供高纯度和高效率的水处理效果。
2.可逆性操作：与其他膜分离技术相比，电渗析技术可以通过改变电场方向来实现反转操作，使膜上的堵塞物溶解，延长膜的使用寿命。
3.节能环保：电渗析技术不需要昂贵的高压设备，能耗低，无需化学药剂，对环境友好，节约资源。
4.操作简单：电渗析系统的操作相对简单，易于控制和维护，可以实现自动化控制。
反渗透和电渗析技术在污水处理中都有着广泛的应用，可以有效去除水中的溶解物、胶体、细菌、重金属离子等有害物质。
两者虽然原理和技术特点有所区别，但都能够实现高效、节能、可靠的水处理效果。
反渗透、电渗析技术比较
反渗透、电渗析、电吸附技术比较一、原理比较1、反渗透（RO）除盐原理当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过,此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转,此时，盐水中的水将流入纯水侧,上述现象就是水的反渗透处理的基本原理.2、电渗析除盐原理电渗析是膜分离技术的一种，是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能,在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电介质离子自溶液中分离出来的过程.除盐原理如图所示，电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜,分隔成小水室。
当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移.阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来;阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。
结果这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。
而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。
从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。
二、反渗透、电渗析在污水回用领域的技术特点比较序号项目电渗析反渗透RO（双膜法）1 除盐原理利用离交换膜和直流电场,使水中电解质的离子产生选择性迁移,从而达到使水淡化的装置.以分子扩散膜为介质，以静压差为推动力将溶剂从溶液中取出2 透过物溶质,盐溶剂,水3 截留物溶剂，水溶质，盐4 膜类型离子膜不对称膜,复合膜5 除盐率60％－90% 80%－95％（废水）6 处理污水膜通量与处理净水膜通量比1 0。
5－0。
77 经济回收率45%－70％60％－75％8 工作温度大于5℃小于40℃大于4℃小于40℃9 随温度降低通量衰减无每降低1℃膜通量下降2-3%10 污堵导致通量衰减影响大衰减7％—15%/年11 是否结垢及原因易结垢，在极板及阴离子膜侧浓差极化严重，易发生结垢问题.易结垢,垂直穿透膜,浓差极化,浓水侧偏碱难溶盐离子浓度积过饱和。
几种常见的电渗析技术解析
⼏种常见的电渗析技术解析电渗析(ED)是在直流电场作⽤下，利⽤离⼦交换膜的选择透过性，带电离⼦透过离⼦交换膜定向迁移，从⽔溶液和其他不带电组分中分离出来，从⽽实现对溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的⽬的。
⽬前电渗折技术⼰发展成⼀个⼤规模的化⼯单元过程，在膜分离领域占有重要地位。
⼴泛应⽤于化⼯脱盐，海⽔淡化，⾷品医药和废⽔处理等领域，在某些地区已成为饮⽤⽔的主要⽣产⽅法，具有能量消耗少，经济效益显著;装置设计与系统应⽤灵活，操作维修⽅便，不污染环境，装置使⽤寿命长，原⽔的回收率⾼等优点。
1．1填充床电渗析(EDI)填充床电渗析⼜称电脱离⼦法(Electrodeio－nizattono简称EDI)。
它是将电渗析法与离⼦交换法结合起来的⼀种⽔处理⽅法，即在电渗析的除盐室中填充阴阳离⼦交换剂，利⽤电渗析过程中极化现象对离⼦交换填充床进⾏电化学再⽣，它兼有电渗析技术的连续除盐和离⼦交换技术深度脱盐的优点，⼜避免了电渗析技术浓差极化和离⼦交换技术中的酸碱再⽣等带来的问题。
1．2倒极电渗析(EDR)EDR的原理和电渗析法基本是相同的，只是在运⾏过程中，EDR每隔⼀定的时间，正负电极极性相互倒换⼀次(国内电渗析器⼀般2～4h倒换⼀次)，因此称现⾏的倒极电渗析为频繁倒极电渗析。
EDR系统是由电渗析本体、整流器及⾃动倒极系统三部分组成的，其倒极⼀般分以下三个步骤:(1)转换直流电源电极的极性，使浓、淡室互换，离⼦流动反向进⾏;(2)转换进、出⽔阀门，使浓、淡室的供排⽔系统互换;(3)极性转换后持续1～2min，将不合格淡⽔归⼊浓⽔系统，然后浓、淡⽔各⾏其路，恢复正常运⾏。
倒极电渗析器的使⽤，⼤⼤提⾼了电渗析操作电流和⽔回收率，延长了运⾏周期在饮⽤⽔净化和锅炉补给⽔处理等有⼴泛的应⽤。
1．3⾼温电渗析⾼温电渗析是将电渗析的进⽔温度加热到80℃，使溶液的粘度下降，扩散系数增⼤，离⼦迁移数增加，有利于极限电流密度的⼤幅增⼤，从⽽提⾼电渗析器的脱盐能⼒，降低动⼒消耗，从⽽降低处理费⽤，尤其是对有余热可利⽤的⼯⼚更为适宜。
电渗析法 .pptx
极区：包括电极、极框和导水板。 电极：为连接电源所用 极框：放置电极和膜之间，膜帖到电极上去，起支撑作用。 压紧装置：是用来压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不
致漏水。
在阴极上：
H2O —→H++OH2H++2e —→H2↑ Na+ + OH- ＝ NaOH
在阴极室由于H+离子的减少，放出氢气，极水呈碱性反应，当极水中台 有Ca2+、Mg2+和HCO32-等离子时，会生成CaCO3和Mg(OH)2等沉淀物，在 阴极上形成结垢。在极室中应注意及时排除电极反应产物，以保证电渗 析过程的正常安全运行。考虑到阴膜容易损坏，并为防止Cl-离子透过
1.离子交换膜及其作用机理 离子交换膜是电渗析器的重要组成部分，按其选择透过性能，主要分为
阳模和阴模，按其模体结构，可分为异相膜、均相膜、半均相膜3种。 异相膜的优点是机械强度好、价格低，缺点是膜电阻大、耐热差、透水
性大。均相膜则相反。
（1）选择透过率：离子交换膜的选择透过性实际上并不是那么理想的， 因为总是有少量的同号离子（即与膜上的固定活性基电荷符号相同的
推动力 浓度差 电位差 压力差 压力差
分离对象 离子、小分子
离子 大分子、微粒 离子、小分子
渗透：膜使溶剂（水）透过的现象称为渗透。 渗析：膜使溶质透过的现象称为渗析。
1.离子交换膜及其作用机理 2.电渗析原理机过程 3.电渗析器的构造与组装 4.电流效率与极限电流密度 5.极化与沉淀 6.电渗析器工艺设计与计算 7.电渗析技术的发展
水处理反渗透
水处理反渗透、电渗析等技术详解在当今的水处理领域，反渗透（RO）、电渗析（ED）和电去离子（EDI）技术发挥着至关重要的作用。
它们在工业、食品、医疗和实验室等领域得到广泛应用，用于制备高纯水、净化废水以及淡化海水等。
本文将详细介绍这三种技术的原理、特点及应用场景。
一、反渗透（RO）反渗透是一种以压力差为推动力的膜分离技术，通过施加压力使水分子透过半透膜，而盐分和其他杂质被截留下来。
这种技术主要用于去除水中的溶解盐类、有机物、重金属离子等。
1.反渗透原理：在压力作用下，水分子透过半透膜，而盐分和其他杂质被截留下来。
通过控制压力和膜的孔径大小，可以有效地去除水中的各种物质。
2.应用场景：反渗透技术广泛应用于电力、化工、食品、医药等领域。
例如，在电力行业，反渗透技术用于制备高纯水，保障锅炉和涡轮机的正常运行；在化工行业，反渗透技术用于提取和纯化产品；在食品和医药行业，反渗透技术用于制备超纯水和药物成分。
二、电渗析（ED）电渗析是一种利用电场作用进行分离的过程，通过在两个电极之间施加直流电场，使带电离子在电场作用下迁移，从而实现盐分的分离。
1.电渗析原理：在两个电极之间施加直流电场，带电离子在电场作用下向相反方向移动。
阳离子向负极移动，阴离子向正极移动，从而实现盐分的分离。
2.应用场景：电渗析技术常用于化工、冶金、电子等领域含盐废水的处理。
例如，在化工行业，电渗析技术用于回收和再利用废水中的盐分；在冶金行业，电渗析技术用于提取和纯化金属离子；在电子行业，电渗析技术用于处理和回收电镀废水。
三、电去离子（EDI）电去离子是一种结合了电渗析和离子交换两种技术的新型水处理工艺。
它通过电场作用将水中的离子迁移到离子交换树脂中，实现连续除盐。
1.电去离子原理：在EDI装置中，含盐水流经阳极和阴极，同时电流通过两个电极。
阳极释放阳离子，阴极吸收阴离子，这些离子被吸引到离子交换树脂中，从而实现连续除盐。
2.应用场景：电去离子技术主要适用于高纯水制备和工业用水处理等领域。
分离名词解释
分离是利用混合物中各组分在物性和化性上差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。
形式：组分离，单一分离(多组分相互分离、特定组分分离、部分分离)。
分离的目的：1分析操作的样品前处理；2确认对象物质结构；3获取单一纯物质或某类物质以作它用；4除掉有毒有害物质。
分离科学是从混合物中分离、富集或纯化某些组分以获得相对纯物质的规律及其应用的一门学科。
化学平衡也称分子平衡，是在分子水平上研究物质的运动规律，但它不是研究单个分子的运动，而是研究大量分子运动的统计规律，研究在平衡条件下组分分子在溶液中的空间分布状况。
化学势，在等温等压和其他物质不变的情况下，每摩尔物质i的自由能。
物理意义是等T,P，其他组分不变时引入1mol组分i所引起的体系吉布斯自由能的变化。
用于表示敞开体系的化学平衡。
其影响因素：溶质对相的亲和势能，由溶质分子与相物质分子间相互作用力的大小决定。
溶质i在该相的稀释程度，这将影响稀释过程熵的变化。
物质四态：气液固和超临界。
相平衡是从热力学的角度研究物质从一种相(聚集态)转变为另一种相的规律。
引起相变条件：T P溶剂和化学反应。
相图和相律是研究相平衡的重要方法。
当将处于液相状态a的液态混合物恒压升温至液相线上的L1点时，液相开始产生气泡，对应混合物的温度t1称为该液相的泡点。
处于气态的的气态混合物恒压降温至气相线上的G2点时，气相开始凝出露珠似的液滴，对应的温度称为该气相的露点。
萃取分离法是将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性的保留在原来的相中，使目标化合物与原来复杂基体相互分离的方法。
溶剂萃取是利用不同物质在互不相溶的两相(水相和有机相)间分配系数的差异，使目标物质与基体物质相互分离的方法。
三步：水相中被萃取溶质与加入的萃取剂生成可萃取化合物，在两相界面萃合物因疏水分配作用进去有机相，萃合物在有机相中发生化学反应。
影响因素：萃取剂浓度，酸度，金属离子浓度，盐析剂，T,萃取剂和稀释剂，第三相。
反渗透技术知识PPT
反渗透技术的应用领域
饮用水处理
用于制备纯净水、矿泉 水等，满足人们对高品
质饮用水的需求。
工业用水处理
在电力、钢铁、化工等 行业用于锅炉补给水、 冷却循环水等，提高工
业生产效率。
海水淡化
将海水转化为淡水，解 决全球水资源短缺问题。
废水处理
处理各类工业废水、生 活污水等，实现废水资
源化利用。
反渗透技术的优缺点
新型膜材料
研究新型的反渗透膜材料，如有机-无机复 合膜、低成本高效率的聚合物膜等，以提高 膜的性能和降低成本。
新型工艺流程
开发新型的反渗透工艺流程，如正渗透、双极膜电 渗析等，以提高水处理效率和质量。
智能化技术
将人工智能、大数据等先进技术应用于反渗 透技术中，实现智能化控制和优化，提高水 处理过程的自动化水平。
反渗透膜具有高脱盐率、高水通量、 抗污染能力强等特点，广泛应用于海 水淡化、工业纯水制备、污水处理等 领域。
泵
泵是反渗透系统的核心设备之一，其主要作用是为反渗透膜提供足够的压力，使水 能够通过反渗透膜。
泵的种类和型号选择应根据反渗透系统的需求和实际情况而定，如流量、扬程、效 率等参数需满足系统的要求。
在使用过程中，应定期检查压力 容器的密封性能和结构完整性， 及时发现和处理潜在的安全隐患。
管路和阀门
管路和阀门是反渗透系统中输送流体的 重要部件，其主要作用是连接各个设备
和组件，控制流体的流向和流量。
管路和阀门的选材和设计应符合相关标 准和规范，保证其耐压、耐腐蚀、耐高
温等性能。
在使用过程中，应定期检查管路和阀门 的密封性能和结构完整性，及时发现和 处理潜在的安全隐患。同时应注意清洁 和维护，防止管路堵塞和阀门卡涩等问
反渗透水处理
渗透气化 气体分离
溶液中的低分子及溶剂 间的分离
气体、气体与蒸汽分离
压力差、浓度 差
浓度差
蒸汽 易透过气体
液体、无机盐、乙 醇溶液
不易透过气体
反渗透膜概述
反渗透可以除去0.0001um的颗粒杂质，一般可除 去150~200的有机物，除盐率可高达95%以上，是 高含盐水采用的主要预脱盐手段之一，也是当今 世界公认的较先进的水处理技术，运行压力一般 为1.4~6.0MPa。
RO系统中水的回收率与浓缩系数的 关系
γ 10 20 30 40 50 60 70 75 80 85 90 95
CF 1.11 1.25 1.43 1.67 2.00 2.50 3.33 4.0 5.பைடு நூலகம் 6.67 10 20
从表中可以看出，随着回收率的升高，浓缩系数呈 指数形式增长。当回收率超过75%时，浓缩系数迅 速增加，从75%—95%，浓缩系数也从4.0迅速增 加到20，即回收率达到95%时，进水被浓缩了20 倍。同时，当回收率超过75%时，水质会迅速下降。
一般来说，一价离子透过率大于二价离子；二价 离子透过率大于三价离子；同价离子水合半径越 小，透过率越大，即K+〉Na+〉Ca2+〉Mg2+〉 Fe3+〉Al3+（透过率越来越小）。
反渗透膜对溶质的去除规律
分子量低于100的气体很容易通过膜，如 CO2和H2S的透过率几乎为100%。HCO3和F-的透过率随pH值升高而降低。
影响混凝效果的因素
混凝剂的用量。对于不同的水质，应选择混凝剂 加入的最佳用量，这需要通过烧杯试验来决定。 目前一些水厂开始采用流动电流混凝控制技术来 选择混凝剂的用量，其速度更快。
反渗透、电渗析、电吸附技术对比
反渗透、电渗析、电吸附技术对比一、原理比较1、反渗透RO（Reverse Osmosis）除盐原理当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透处理的基本原理。
2、电渗析ED除盐原理电渗析ED(Electro Dialysis )是膜分离技术的一种，是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电介质离子自溶液中分离出来的过程。
除盐原理如图所示，电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。
当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。
阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。
结果这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。
而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。
从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。
3、电吸附（EST）除盐原理电吸附技术EST(Electro-Sorption Technology)，又称电容性除盐技术，其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。
电吸附原理见图，原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
同时，随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，从而使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，最终实现盐与水的分离，获得净化/淡化的出水。
反渗透基本知识
此反渗透系统运行对余氯要求非常严格（<0.1），这给微生物的生存
繁殖提供了有利的环境。微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的
微孔，致使压差上升(各段压差都增长)、脱盐率下降、产水量下降，给系统的安全运行埋下了严重的安全隐患。
微生物的污染也是最常见的污染，经过大量的元件解剖及污染物
抑制反渗透系统微生物繁殖的方法：
①反渗透进水微生物的控制：通过原水的菌藻控制（一般通过控制余氯），尽量减少预处理的死角，防止微生物繁殖；
②反渗透系统微生物控制：通过连续式或间歇式加入非氧化性且对膜没有影响的杀菌剂，可以有效地控制和杀死反渗透系统滋生的微生物，再通过浓水将其带出系统。
4、化学污染
化学污染是指进水中某些物质与膜面发生化学反应，从而引起沉
理中可以将原水中的这些污染源控制在一定程度，不致使对系统短期
运行造成一定的影响。但由于系统长时间的运行、预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因，都会造成系统胶体、颗粒物的污染，从而导致压差升高(主要为一段压差)、产水量下降、脱盐率降低。
针对胶体污染，通过淤泥密度指数（SDI）来衡量。SDI数值反应了在规定时间内，孔径为0.45um测试膜片被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。
硫酸钡结垢预处理的控制方案：离子交换除钡；添加反渗透专用阻垢剂。
硅酸盐结垢预处理的控制方案：预处理中的过滤；石灰软化；提高进水的温度；提高进水的pH值；添加硅分散剂。
2、胶体、颗粒物沉积
胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。水中大量存在
粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物，在反渗透系统预处
电渗析
20
Electrodialysis
35
Electrodialysis
36
4
第六节 ED的脱盐过程
利用ED技术各种脱盐流程 C——浓缩室；D——脱盐室
37
5
1
电渗析与反渗透 电渗析与反渗透
不同点： 反渗透过程，水是在低压下透过膜，必要能 耗是水分子透过膜在通道中摩擦引起的，表 明与原水浓度无关； 电渗析过程，是离子透过膜，从淡水侧迁移 到浓水侧，必要能耗是离子透过膜通道中摩 擦引起的，与原水浓度成正比。
•非选择性膜三室电渗析器
阳离子交换膜：含有酸性活性基团，可解离出阳离子 对阳离子具有选择透过性，简称为阳膜 阴离子交换膜：含有碱性活性基团，可解离出阴离子 对阴离子具有选择透过性，简称为阴膜
ED技术的特点（续）
不足之处：只能除去水的盐分，而不能除去其中的 有机物，某些高价离子和有机物还会污染膜；易发 生浓差极化而产生结垢（用 EDR 可以避免）；与 RO相比，脱盐率较低，装置比较庞大且组装要求 高，因此它的发展不如RO快。
Electrodialysis
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Electrodialysis
16
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Electrodialysis
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2
二、离子交换膜的选择透过性
可由以下几个方面加以说明： 1. 孔隙作用——只有当被选择的离子的水合半径小于 孔隙半径时，该离子才能透过膜。 2. 静电作用——根据同电性相斥、异电性相吸的静电 作用规律，阳膜选择吸附阳离子；阴膜选择吸附 阴离子。 3. 扩散作用——膜对溶解离子具有传递迁移能力。由 吸附 ~ 解吸 ~ 迁移的方式，把离子从膜的一端输 送到另一端。
蒸馏法、离子交换法、电渗析法和反渗透法
纯化水与超纯水的制备原理一、天然水中通常含有五种杂质包括带电粒子,常见的阳离子有等；阴离子有F-、）的技术指标。
、蒸馏法，按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器B. 混床式（2-5级串联不等），混床去离子的效果好。
但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。
但有机物无法去掉，TOC和COD值往往比原水还高。
这是因为树脂不好，或是树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽，或树脂不稳定，不断地释放出分解产物。
这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。
例如，当自来水的COD值为2mg/L时，经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。
当然，在使用好树脂时会得到好结果，否则就无法制备超纯水了。
结垢是影响锅炉寿命的主要因素，因此锅炉对水质的要求比较高。
低压和中压锅炉对水质要求稍低而高压锅炉对水质要求非常高。
凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部分或全部除去。
在锅炉水处理中，锅炉补充水的离子交换水处理是最基本和最重要的水处理方法，但离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原，要产生大量的酸碱废水，直接外排不但污染环境，而且费用高昂。
3、电渗析法，产生于1950年[4]，由于其能耗低，常作为离子交换法的前处理步骤。
它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。
这就是电渗析的原理。
电渗析是常用的脱盐技术之一。
产出水的纯度能满足一写工业用水的需要。
例如,用电阻率为1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以获得1.03MΩ·cm(25°C)的产出水。
换言之，原水的总硬度为77mg/L时产出水的总硬度则为∽10mg/L.4、反渗透法[5]，目前它是一种应用最广的脱盐技术。
超滤、钠滤、反渗透、微滤的区别
超滤、钠滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF)：过滤精度在0.001-0.1微米，属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。
2、钠滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。
也就是说用钠滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO)：过滤精度为0.0001微米左右，是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质（包括有害的和有益的），只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中，一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤（MF）：过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。
滤芯通常不能清洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。
①PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
②活性碳：可以消除水中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
③陶瓷滤芯：最小过滤精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。
苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些
苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些苦咸水淡化的四种技术方法你知道那些?在整个水处理行业处理苦咸淡水的处理，其实很多人都认为只有三种，那是因为这些人不了解，其实是有四种，一般了解的人都知道是三种，而非常专业的技术师傅他们则知道是四种，苦咸水是什么水？这个水和海水是差不多的，对于这方面的水质处理都是需要相关专业一点儿的设备，在配上专业的技术，通过这种方式来处理的。
那么我们今天就来把这四种方法列出来，而不在是以前的三种方法了。
目前，反渗透和电渗析已成为苦咸水淡化的主要方法，已成为解决广大苦咸水地区用水紧张的重要技术手段。
而反渗透技术因其成本和效果更好，开始被越来越多的地方和部门选用。
纳滤技术的开发和应用比反渗透膜大约晚20年。
纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间，其膜表面具有纳米微孔结构。
反渗透膜对NaCL的脱除率在95%以上，而纳滤膜一般将NaCL脱除率在90%以下，反渗透膜几乎对所在溶质都有很高的脱除率，而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。
纳滤膜主要去除一个纳米左右的溶质粒子，截留分子量一般为100～2 000。
纳滤膜主要用于脱除三卤甲烷中间体(THM)，异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶有机物等致病因子，以及脱除苦咸水中Ca2+、Mg2+等离子成分。
我国在山东长岛县海岛建成的南隍城水厂(144 m3/ d)，就采用了NF苦咸水淡化装置。
该装置操作压力0.75 Mpa，淡水回收率56%，吨水耗电1.43 kW·h，产水符合饮用要求。
目前国外城市饮用水已有日产水5万m3级的大型纳滤装置。
纳滤技术在21世纪将成为水净化的首选技术。
反渗透常规预处理技术主要是消毒、凝聚、絮凝、过滤工艺，由于其占地较大，运行维护较复杂，近年来，随着膜技术的发展，已开发出膜法预处理，主要包括微滤（MF）、超滤(UF)、纳滤(NF)。
纳滤作为预处理，主要脱除苦咸水中的大部分的结垢离子和一部分NaCL。
采用MF—RO系统，纳滤(NF)作预处理，NF脱除部分硬度和TDS，既不用添加防垢剂，又提高RO的水回收率，降低了25%能耗，可降低造水成本30%，经济效益明显。
电渗析法除盐
由水离解为H+和OH-，使之传送电流。
此时的电流密度称为极限电流密度。
极限电流密度与溶液中离子浓度呈正比，与膜的界面层成反比。
界面层的厚度与水流速度有关。
K
vn
膜极化公式/极限电流密度公式： i极 Cv K
六、极限电流密度
影响电流密度的因素：
（1）水质条件一定时，与流速成正比； （2）流速一定时，随着进水含盐量的增加而变大； （3）多段串联而各段膜对数相同时，极限电流密度依次降低。
例如，把离子交换膜浸入NaCl溶液中时，根据化学平衡原理，如果在膜 内溶液中两处游离离子达到平衡时，它们的离子浓度的乘积相等。
四、电渗析器的构造与组装： 1、构造：
用夹紧板紧固在一起的膜堆部分称为电渗析器。电渗器 的结构包括压板、电极托板、电极、极框、阴膜、阳膜、浓 水隔板、淡水隔板等部件。将这些部件按一定顺序组装并压 紧，组一定形式的电渗析器。整体结构可分为膜堆、极区和 紧固装置等三大部分。
以上的几种传递现象中，只有反离子迁移才具有脱盐或浓缩作用，而除反 离子迁移外的其余几种传递现象，在电渗进行过程中都应设法降低或消除。
五、电流效率
电能效率
除盐的理论电能耗量 除盐的实际电能耗量
100 %
电能消耗主要有三方面： （1）电极反应所消耗的电能，2%~3%； （2）克服膜的两边由于浓度差而产生的电位所消耗的电能， 25%以下； （3）克服电阻的能量消耗，60%~70%。 电渗析器的电能效率很低。
第二节 电渗析除盐
所谓膜分离是指在某种推动力作用下，利用特定膜的透过性能，达 到分离水中离子或分子以及某些微粒的目的。电渗析、反渗透、超滤以 及渗析统称为膜分离法。
膜分离的推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。这种分 离方法可在室温、无相变条件下进行，具有广泛的适用性。各种膜分离 法的推动力与分离对象如下表所示。
渗析反渗透
膜组件
膜组件
膜组件
反渗透的基本流程
进水 高压泵
膜组件 浓水
产品水
典型的两段式反渗透流程
产水
进水
IA 1 IA 2 . . . IA 6
1st 段
IB 1
IB 2 . . . IB 6
ห้องสมุดไป่ตู้
2nd 段
II 1
II 2 . . . II 6
浓水
典型的反渗透系统
温度计 压力表
压力表 压力开关
阀门
反渗透膜组件
分离膜的应用技术
高分子分离膜
离子交换膜
微滤、纳滤膜
超滤、反渗透膜
液膜
气体分离膜
新型分离膜
渗透蒸发膜
无机分离膜
膜萃取膜 膜蒸发膜
膜吸收膜
各种膜分离过程的应用范围
各种膜分离过程的现状与发展趋势
膜分离的共同特点
①多数膜分离过程无相变发生，能耗通常较低 ②膜分离过程一般无需从外界加入其他物质，可以节约资源和保护环境 ③膜分离过程可使分离与浓缩、分离与反应同时实现，大大提高了分离效率 ④膜分离过程通常在温和条件下进行，因而特别适用于热敏性物质的分离、 分级、浓缩与富集 ⑤膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单 价、运行费用等都变化不大 ⑥膜组件结构紧凑，操作方便，可在频繁的启停下工作，易自控和维修，而 且膜分离可以直接插入已有的生产工艺流程
渗析膜材料
❖ 目前用于制备透析膜的材料主要有天然纤维素及其衍生物与合成聚合物两大类 ❖ 纤维素类有醋酸纤维素、再生纤维素等 ❖ 合成聚合物类包括聚酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、聚乙烯醇、聚
苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚嵌段 共聚物等 ❖ 由于透析膜主要用于医疗用途，对膜材料的要求非常苛刻，因此可临床应用的膜 材料只有少数几种
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聚合形式 线性缩聚
聚合物材质 聚酰胺 聚碳酸酯-聚醚 聚砜 聚醚砜 磺化聚砜
临床应用 HF HF HF、HDF HF HF HF
商品化 √ √ √ √
线性缩聚
再生纤维素
醋酸纤维素
三醋酸纤维素 线性加成 聚丙烯聚丙烯腈 聚丙烯聚丙烯腈-甲代烯丙基磺酸钠
HD、HDF
HD、HDF、HF HDF、HF HDF
谢谢
PART1
渗析
一种以浓度差为推动力的膜分离操作，利用膜对溶 质的选择透过性，实现不同性质溶质的分离。
原理 | Principle
溶质中的小分子由A侧通过扩散透过膜 溶剂（水）由B侧根据渗透原理透过膜
经一段时间后，两侧液体中的小分子物质
和水达到动态平衡
这里所说的不是溶剂和溶质的分离，而是 溶质之间的分离
激活维生素D；分泌血管活性物质和促红细胞生成素等。
肾功能竭可造成新陈代谢物质在体内沉积， 产生代谢紊乱，从而引起尿毒症，危及人的生命。 肾脏患者，治疗手段以人工肾和/或肾脏移植为主，并辅以药物治疗。
临床上用于治疗急、慢性肾功能衰竭 最有效的常规肾脏替代疗法
人工肾
人工肾工作原理
•
血液透析是借助于血液透析机与患者建立体外循环的过程
√
√ √ √
聚乙烯-聚乙烯醇
聚甲基丙烯酸甲酯 聚电解质 无机 玻璃
HDF、HD、HF
HD、HDF HF HF
√
√
HD-血液渗析；HF-血液过滤；HDF-血液渗析过滤
应用——人工肾（血液透析）
肾
对血液进行过滤，排泄尿素、肌酐、尿酸、胍的衍生物等代谢产物 及某些毒物和药物，调节体内水、电解质和酸碱平衡；调节血压，
•
透析机依靠具有特殊通透性的透析膜，分隔血液和透析液，利用膜两测液体溶质的浓
度差及膜孔径大小的差异，使血液中小于膜孔截留分子量的溶质扩散、渗透通过滤膜， 以除去患者血液中的代谢小分子废物和毒物
• •
调节水和电解质平衡以及酸碱平衡 人工肾依靠透析膜，使血液中的代谢产物进入到由外界引入的已配制好的透析液中，
渗析&反渗透
化工分离技术简介
山东大学 - 化学工艺专业
PART0
膜分离
依靠膜的选择性，将液体中的组分进行分离的技术
膜分离的发展
高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，诺莱特（A. Nollet）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了
膜渗透的研究。
1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了 电渗析的实用化基础。
人工肾与人体肾比较
在血液透析过程中，动脉中的血液 通过半透膜与透析液相接触，凭借 液体间的浓度差，血液与透析液进
行物质交换，即尿毒症病因物质从
血液中经半透膜扩散进入透析液， 而透析液中含有的人体必需的物质
则扩散进入血液。交换后的血液经
静脉返回体内，而有害物质则随透 析液排出体外 。
血液透析回路
应用——压榨(碱)液的回收
压榨 碱液
在粘胶纤维生产中，压榨液约为纤维产量的18～22倍，压 榨液的碱浓度为16％～17％，还含有大量的半纤维素、树
脂和机械杂质。
渗析法回收压榨液中NaOH
中空纤维透析器的膜材料由聚乙烯醇制成。经预处理过的压榨液和软水分别由压 榨液和软水进口管进入透析器，在膜的两侧反向流动，压榨液中的NaOH不断进 入软水中。残余液出透析器后进入废液槽，经处理后排放。
并通过透析膜达到电解质的平衡，经过透析处理解毒后的血液回到人体的静脉中，而
需排泄的物质则引出弃去，与人体肾脏相比，透析器起到了人工肾的作用
人工肾的构成
由透析器、透析液供给装置和自动监护装置三部分组成，通过血液回路把人体与透 析型人工肾连接起来 透析器是人工肾的关键部件之一，血液透析过程就在透析器中进行
目前，处理方法主要为：石灰中和后排放、冷却结晶回收铁矾及硫酸 采用石灰中和法，不但不能回收有用物质，而且增加了废渣的处理问题。 用冷却结晶法虽可回收铁矾和硫酸，但处理的成本高，经济上不合算。
无机分离膜
膜萃取膜
膜蒸发膜
膜吸收膜
各种膜分离过程的应用范围
各种膜分离过程的现状与发展趋势
膜分离的共同特点
①多数膜分离过程无相变发生，能耗通常较低
②膜分离过程一般无需从外界加入其他物质，可以节约资源和保护环境
③膜分离过程可使分离与浓缩、分离与反应同时实现，大大提高了分离效率 ④膜分离过程通常在温和条件下进行，因而特别适用于热敏性物质的分离、 分级、浓缩与富集 ⑤膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单 价、运行费用等都变化不大 ⑥膜组件结构紧凑，操作方便，可在频繁的启停下工作，易自控和维修，而 且膜分离可以直接插入已有的生产工艺流程
渗析法回收压榨液流程
NaOH进入调整槽调整浓度后 作为浸渍液回用
压榨液中NaOH的 回收率可达98%
应用——钢铁酸洗废液中回收硫酸
酸洗 废液
钢材加工需要预先除去表面的氧化铁。现在广泛采用硫酸（或盐 酸）溶液酸洗法。在酸洗过程中，溶液中硫酸亚铁含量不断增加， 当达到200g/L以上时，酸洗效果明显降低，成为废液，而废液中 硫酸含量高达50g/L，必须经过处理才能排放。
1960年洛布 (Loeb)和索里拉简 (Souriringan)首次研制成
世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发 展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化
应用的时代。
分离膜的应用技术
高分子分离膜 离子交换膜 超滤、反渗透膜 气体分离膜 微滤、纳滤膜 液膜 新型分离膜 渗透蒸发膜
浓度差（化学位）是这种分离过程的唯一 推动力
图8-1
渗析膜材料
理想透析膜材料的特点
膜材料纯度高，不含有任何对生体有害的物质 具有优良的生物相容性，对蛋白质无特异吸附 有稳定的物理、化学性能和良好的力学性能
能经受消毒处理而不影响结构、性能
加工成型方便，膜表皮层及支撑层的孔隙率尽可能高，以获得更高的通量
渗析膜材料
目前用于制备透析膜的材料主要有天然纤维素及其衍生物与合成聚合物两大类 纤维素类有醋酸纤维素、再生纤维素等 合成聚合物类包括聚酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、聚乙烯醇、聚 苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚嵌段 共聚物等 由于透析膜主要用于医疗用途，对膜材料的要求非常苛刻，因此可临床应用的膜 材料只有少数几种