反渗透和纳滤工艺过程设计PPT课件
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反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
截留的有机物和多价离子在浓水侧累积，需定期排放 或回收。
纳滤的设备选型
根据处理水量、水质和处理要求选择合适的纳滤膜型 号和规格。
选择合适的纳滤高压泵，满足系统压力和流量需求， 并确保泵的稳定性和可靠性。
选择高品质的纳滤膜组件，确保膜通量和分离效率高 、抗污染能力强。
考虑设备占地面积和安装方便性，选择合适的设备结 构和材质，以满足工艺流程设计要求。
纳滤膜具有高孔隙率和高透水性，且耐酸、碱、有机溶剂 ，对盐的分离效果较好，纳滤膜分离过程中无二次污染。
纳滤的工艺流程设计
原水进入纳滤系统前需进行预处理，去除悬浮物、硬 度、有机物等杂质，保护纳滤膜不受污染。
透过水透过纳滤膜进入产水罐，可直接使用或排放。
预处理后的原水进入纳滤高压泵，通过压力差推动水 分子透过纳滤膜，截留有机物和多价离子。
工业废水处理
针对工业废水中的不同污染物和有害物质，反渗透和纳 滤技术能够进行有效的分离和纯化，实现废水回收再利 用，降低工业废水对环境的污染。
海水淡化
面对全球水资源短缺的问题，海水淡化成为解决人类用 水需求的重要途径，反渗透和纳滤技术是海水淡化过程 中的关键技术之一。
反渗透和纳滤的发展趋势展望
拓展应用领域
反渗透和纳滤技术的应用领域不断拓展，未来将应用于更为广泛 的领域，如能源、化工、医药等。
绿色环保
在可持续发展成为全球共识的背景下，反渗透和纳滤技术的发展 将更加注重环保和节能，降低对环境的影响。
全球化发展
反渗透和纳滤技术将随着全球化的发展而不断推广和应用，促进全 球水资源的合理利用和保护。
THANKS
脱盐率高、产水品质高、运行压力高、膜 寿命长
纳滤优点
产水流量较高、浓水排放量小、需要高压 泵能量消耗较低
纳滤的设备选型
根据处理水量、水质和处理要求选择合适的纳滤膜型 号和规格。
选择合适的纳滤高压泵，满足系统压力和流量需求， 并确保泵的稳定性和可靠性。
选择高品质的纳滤膜组件，确保膜通量和分离效率高 、抗污染能力强。
考虑设备占地面积和安装方便性，选择合适的设备结 构和材质，以满足工艺流程设计要求。
纳滤膜具有高孔隙率和高透水性，且耐酸、碱、有机溶剂 ，对盐的分离效果较好，纳滤膜分离过程中无二次污染。
纳滤的工艺流程设计
原水进入纳滤系统前需进行预处理，去除悬浮物、硬 度、有机物等杂质，保护纳滤膜不受污染。
透过水透过纳滤膜进入产水罐，可直接使用或排放。
预处理后的原水进入纳滤高压泵，通过压力差推动水 分子透过纳滤膜，截留有机物和多价离子。
工业废水处理
针对工业废水中的不同污染物和有害物质，反渗透和纳 滤技术能够进行有效的分离和纯化，实现废水回收再利 用，降低工业废水对环境的污染。
海水淡化
面对全球水资源短缺的问题，海水淡化成为解决人类用 水需求的重要途径，反渗透和纳滤技术是海水淡化过程 中的关键技术之一。
反渗透和纳滤的发展趋势展望
拓展应用领域
反渗透和纳滤技术的应用领域不断拓展，未来将应用于更为广泛 的领域，如能源、化工、医药等。
绿色环保
在可持续发展成为全球共识的背景下，反渗透和纳滤技术的发展 将更加注重环保和节能，降低对环境的影响。
全球化发展
反渗透和纳滤技术将随着全球化的发展而不断推广和应用，促进全 球水资源的合理利用和保护。
THANKS
脱盐率高、产水品质高、运行压力高、膜 寿命长
纳滤优点
产水流量较高、浓水排放量小、需要高压 泵能量消耗较低
纳滤(NF)PPT优秀课件
dc dx
+ (1-σ)Jvc
截留率： R=1 ccm p=σ1(-1F-F σ)
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2、电荷模型
又可分为空间电荷模型和固定电荷模型
固定电荷模型假定膜是均质无孔的，在膜中的固定 电荷分布是均匀的，它不考虑孔径等结构参数，认 为离子浓度和电势在传质方向上具有一定的梯度。 该模型首先用于离子交换膜，随后用来表征荷电型 RO和NF膜的截留特性和膜电位。
6
唐南平衡( Donnan equilibrium)
对于渗析平衡体系，若半透膜一侧的不能透过 膜的大分子或胶体粒子带电，则体系中本来能自由 透过膜的小离子在膜的两边的浓度不再相等，产生 了附加的渗透压，此即唐南效应或称唐南平衡。具 体地说：若一侧为NaCl溶液(下称溶液1)，其离子能 自由透过膜；另一侧为NaR溶液(下称溶液2)，其中 R-离子不能透过膜。在两溶液均为稀溶液时，可以 其离子活度视作离子浓度。于是在平衡时，
28
第五节 NF膜的污染及清洗 待在《极化现象与膜污染化学》专
题（一节）集中介绍
29
第六节. 纳滤技术的应用
Ⅰ、在水处理方面的应用 膜法软化水是NF膜的最重要的
工业应用之一。NF膜一般可用于去除Ca2+、Mg2+等硬度成 分、三卤甲烷中间体（致癌物的一种前驱物）、异味、色度 、农药、可溶性有机物及蒸发残留物质，并在低压下实现水 的软化及脱盐。
经典热力学也不适用于描绘生命体系，在这些体系中的 特征是以物质流和能量流表示平衡，且物质流和能量 流不仅在体系内部，也涉及体系和环境之间。
非平衡热力学或称不可逆热力学是较近期发展的，它扩 充了经典热力学的原理，以不可逆物质和能量流为特 征以表示平衡，引入了“时间”参数来处理流率。
《反渗透水处理技术》课件
反渗透技术可广泛应用于工业 、商业和家庭等各个领域的水 处理，满足不同用户的需求。
节能环保
反渗透技术能耗低，且无需使 用化学药剂，对环境友好，符 合绿色环保理念。
自动化程度高
反渗透水处理系统通常配备自 动化控制装置，可实现远程监
控和操作，降低人工成本。
反渗透技术的局限性
对进水水质要求高
反渗透技术对进水水质要求较为严格 ，需进行预处理以降低污染物浓度和 悬浮物含量。
反渗透膜的清洗与更换
清洗周期
根据反渗透膜的污染程度和产水 质量，确定清洗周期，一般建议
为每3-6个月进行一次清洗。
清洗方法
采用专用的反渗透膜清洗剂进行 清洗，清洗时需要将膜元件从反 渗透系统中取出，用清洗剂浸泡 或用专用的清洗设备进行清洗。
01
03
02 04
更换周期
反渗透膜的更换周期根据膜的使 用寿命和产水质量确定，一般建 议为每2-3年更换一次。
其他设备的维护与保养
定期检查
对反渗透水处理系统的其他设备 进行定期检查，包括流量计、压 力表、阀门等，确保设备的正常
运转。
保养与润滑
对需要润滑的设备进行定期润滑保 养，如阀门、轴承等，保持设备的 良好运转状态。
清洁与除垢
对设备进行定期清洁和除垢，防止 设备内部结垢和堵塞，确保设备的 正常运转和延长使用寿命。
要求
选用优质活性炭，定期更换或再生，保证过滤效果和出水质量。
阻垢剂加药装置
作用
通过向水中添加阻垢剂，防止反渗透 膜表面结垢，保护膜元件。
要求
根据水质和膜元件的要求选择合适的 阻垢剂，控制加药量，确保阻垢效果 。
保安过滤器
作用
过滤掉水中残留的微小颗粒、悬浮物等杂质，保护高压泵和反渗透膜。
节能环保
反渗透技术能耗低，且无需使 用化学药剂，对环境友好，符 合绿色环保理念。
自动化程度高
反渗透水处理系统通常配备自 动化控制装置，可实现远程监
控和操作，降低人工成本。
反渗透技术的局限性
对进水水质要求高
反渗透技术对进水水质要求较为严格 ，需进行预处理以降低污染物浓度和 悬浮物含量。
反渗透膜的清洗与更换
清洗周期
根据反渗透膜的污染程度和产水 质量，确定清洗周期，一般建议
为每3-6个月进行一次清洗。
清洗方法
采用专用的反渗透膜清洗剂进行 清洗，清洗时需要将膜元件从反 渗透系统中取出，用清洗剂浸泡 或用专用的清洗设备进行清洗。
01
03
02 04
更换周期
反渗透膜的更换周期根据膜的使 用寿命和产水质量确定，一般建 议为每2-3年更换一次。
其他设备的维护与保养
定期检查
对反渗透水处理系统的其他设备 进行定期检查，包括流量计、压 力表、阀门等，确保设备的正常
运转。
保养与润滑
对需要润滑的设备进行定期润滑保 养，如阀门、轴承等，保持设备的 良好运转状态。
清洁与除垢
对设备进行定期清洁和除垢，防止 设备内部结垢和堵塞，确保设备的 正常运转和延长使用寿命。
要求
选用优质活性炭，定期更换或再生，保证过滤效果和出水质量。
阻垢剂加药装置
作用
通过向水中添加阻垢剂，防止反渗透 膜表面结垢，保护膜元件。
要求
根据水质和膜元件的要求选择合适的 阻垢剂，控制加药量，确保阻垢效果 。
保安过滤器
作用
过滤掉水中残留的微小颗粒、悬浮物等杂质，保护高压泵和反渗透膜。
反渗透膜技术ppt课件
全 受 到 严 重 后臭氧 过滤
的威胁
混凝沉淀 前臭氧
原水
0
预臭氧
预氯 化
20
生物稳定性 40
60
80
100 120 140
AOC (µg/L)
有机物
三卤甲烷生成潜能
400
二月 四月
300
200
100
0
源水
砂滤后
臭氧后
碳滤后
消毒副产物
饮用水
致病微生 物
嗅味有机物和抗生素，内分泌 干扰物
DBPFPug/ L
藻类：藻类的大量生长，会分泌出新陈代谢产物，即藻类有机物，这类有机 物也是消毒副产物，此外，藻类的生长会产生许多嗅味有机物，使水体产生 异味异嗅。藻类还会产生藻毒素，这是一种致癌物。
内分泌干扰物：在水中的含量极低，痕量级有机物。主要危及人的生殖系统. 如农药类，双酚A等。
医药品以及个人护理品（PPCP）：2000年以来受到关注的新型化学污染物 。 化妆品，抗生素等。
0.1 90%
自来水超标的指标主要是有机物，浊度，铁和锰，这是二次污染所造成的特点。
二次污染与管网水的生物稳定
二次污染：虽然出厂水的水质达标，但经过城市管网到达水龙头时，水质会 恶化，这是由于二次污染造成的
生物稳定性：二次污染的产生与生物稳定性有关。生物稳定性表达水中的有 机物是否支持细菌生长。如果生物不稳定，则支持细菌在水中生长，在管壁 上形成生物膜，造成腐蚀，水中的铁锰，浊度等均会上升，水质恶化。
• 膜的一些知识 1
水中的各种杂质尺寸与膜的关系
大小 0.0001μm 0.001μm 0.01μm
1Å
1nm
颗粒和溶质
金属离子
纳滤和反渗透
纳滤的应用：对Na+和Cl- 等单价离子的截留 率较低，但对Ca2+、Mg2+、SO42-等二价离子 及除草剂、农药、色素、染料、抗生素、多 肽和氨基酸等小分子量（200-1000）物质的 截留率很高，而且水在纳滤膜中的渗透速率 远大于反渗透膜，所以当需要对低浓度的二 价离子和分子量在500到数千的溶质进行截留 时，选择纳滤比使用反渗透经济。
连续加水
在重过滤中 保持体积不变
• •••
••• ••意图
9.2.2 超滤
多级连续错流操作配置示意图
渗透液 料液
料液槽 料液泵
循环泵
循环泵
循环泵
浓缩液
超滤应用：超滤在需将尺寸较大的分子和微 粒与低分子物质或溶剂分离的领域得到了广 泛地应用，超滤装置可单独运行，也可与其 它处理设备结合应用于各种分离过程中。目 前超滤膜除了用于工业废水处理、城市污水 处理、饮用水的生产、高纯水的制备、生物 制剂的提纯以及在食品和医药工业外，正在 向非水体系的应用发展，无机超滤膜在这一 领域有良好的前景。
水资源的日趋紧张及社会生活水平的提高， 饮用水生产和城市污水处理成为微滤过程的 两个潜在的大市场。其最新的应用领域是生 物技术和生物医学技术领域。
应用领域
水处理 电子工业 食品工业 石化工业 制药工业 实验分析
实验分析中的应用
液相色谱用滤膜 生物分析分离
医药工业中的应用
空气除菌系统 药品原液及其制剂的除菌除杂 中药提取物的过滤澄清分离
9.2.3 微滤
机械截留
吸附截留 架桥截留
(a)
(b)
微滤膜各种截留作用的示意图 （a）膜的表面层截留；(b)膜内部的网络中截留
微滤
平均孔径0.1-10μm，广泛应用于水处理、石 化、生物制药、食品、气体净化等领域
反渗透(RO)ppt课件
0.068 0.058 0.007
9.7 8.3 1.05
NaHCO3 1000 0.011 0.09 12.8 葡萄糖 1000 0.0055 0.014 2.0 9
Na2SO4 1000 0.007 0.042 6.0
05
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17
反渗透过程中的浓差极化
• 浓差极化 在反渗透过程中，大部分溶质被截留并在 膜的表面积累，故从料液主体到膜表面建立一层有溶质浓 度梯度的边界层，溶质在膜表面的浓度高于在料液主体的 浓度，这种现象叫浓差极化。
•渗透压是溶液的一个性质，与完膜整编无辑关ppt 。
4
反渗透原理图
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5
反渗透所需具备的条件和特点
反渗透过程必须具备两个条件： • 1、必须有高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择
性半透膜 • 2、操作压力必须高于溶液渗透压。 反渗透是一种高效节能技术，其特点如下： • 1、RO过程可在常温下进行，无相变、能耗低，可用于热
浓差极化易产生盐浓缩，因为横向流速低，膜
表面的盐的反向扩散速度就低，结果难溶盐沉淀的
机会增多，而且更多的盐会透过膜表面，导致产水
量和脱盐率下降。
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28
反渗透膜的除盐分离特性
1)电解质比非电解质易分离。 对电解质来说，电荷高的分离性好，例如去除率 大小顺序为： Al3+＞Mg2+＞Na+；PO43-＞SO42-＞Cl-
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8
反渗透的分离机理
1. 溶解扩散理论（Lonsdale和Riley） 该模型假设膜是完美无缺的理想无孔膜，高压侧浓溶
液中各组分先溶于膜中，再以分子扩散方式通过厚度为δ 的膜，最后在低压侧进入稀溶液。溶质和溶剂在扩散中服 从Fick定律。
反渗透(RO) PPT课件
③ 水通量（Flux） 又称透水量，指单位面积膜的产品水流量，
是设计和运行都要加以控制的重要指标，它取决 于膜和原水的性质、工作压力、温度。
④ 通量衰减系数（Flux decline coefficient） 指反渗透装置在运行过程中水通量衰减的程
度，即运行一年后水通量与初始运行水通量下降 的比值。
3)对非电解质来说，分子愈大的愈易去除。 4)气体容易透过膜：
例如：氨、氯、碳酸气、硫化氢氧等气体的去除 率就很低。氨的分离性较差，但调pH值使之成为 铵离子后，分离性就变好。 5)对弱酸诸如硼酸、有机酸的去除率低。
在有机化合物中，去除率大小顺序为： 柠檬酸＞酒石酸＞乙酸，乙醛＞乙醇＞胺＞酸。
反 渗 透 膜 对 正 离 子 的 脱 盐 率
• 反渗透过程可以分为三类：
高压反渗透（5.6~10.5MPa）， 低压反渗透（1.0~4.2MPa）， 纳滤（0.3~1.0MPa）。
• 反渗透膜上的微孔孔径约为 0.5nm，而无 机盐离子的直径仅为0.1~0.3nm，水合离 子的直径为0.3~0.6nm，略小于孔径，无 法用分子筛分原理来解释RO分离现象。
• 膜的水解和氧化是同时发生的。当制备膜的高分子化合物中含 －CONH－（酰胺基）、－COOR（酯基）、－CN等时，在酸 或碱的作用下，易发生水解反应，使膜破坏，而聚砜、聚苯乙 烯、聚碳酸酯、聚苯醚等材料的抗水解性能优越，但由于其缺 少亲水基团，故透水性差，常用做制作膜表面有孔的超滤膜和 微孔滤膜。
4、氢键理论（ Reid）
该模型认为，膜的表层很致密，其上有大量的 活化点，键合一定数目的结合水，这种水已经失去 溶剂化能力，盐水中的盐不能溶于其中。进料液中 的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔 合，使该活化点上其他结合水缔解下来，并与膜内 部的活化点进一步缔合，使该点原有的结合水缔解 下来，此过程不断从膜面向内部进行，以这种顺序 扩散的方式，水分子从膜面进入膜内，最后从底层 解脱，成为产品水。而盐是通过高分子链间空穴， 以空穴型扩散，从膜面逐渐到产品水中的。
反渗透工艺过程设计ppt课件
产水
浓水 浓水
进水
1
预处理工艺设计 反渗透工艺过程设计 设计案例分析
反渗透膜元件的组装数量
2
第一节 反渗透技术基本原理
渗透
水流方向
反渗透
压力
水流方向
氢键 优先吸附 溶解扩散
浓溶液
半透膜
稀溶液
3
反渗透膜元件：组成工艺流程的最小单位
水流 产水
进水
离子
反渗透基本流程
进水
高压泵
浓水 产品水
浓水
4
膜分离处理工艺中段和级概念的区分
Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/T 式中： Qw—产水量 Kw—系数 ΔP—膜两侧的压差 Δπ—渗透压 A —膜面积 T —膜厚度 Kw与膜性质及水温有关， Kw越大，说明膜的透水性能越好。
8
盐透过量的计算公式：
Qs=Ks*ΔC*A/T 式中： Qs—盐透过量 Ks—系数 Δc—膜两侧盐浓度差 A —膜面积 T —膜厚度 Ks与膜性质、盐的种类及水温有关，Ks越 小，说明膜的脱盐性能越好。
复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸 纤维膜给水泵用电量的一半。
醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜 的使用寿命大 于三年。
复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。
14
3 反渗透膜元件构造
15
膜元件的结构示意图
浓 水
集水管 膜 透 过 水
原水 原水 流道网 原水
13
复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。
复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜 易受微生物的侵袭。
复合膜的输性能好。即Kw大而KS小。
复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变； 而醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。
浓水 浓水
进水
1
预处理工艺设计 反渗透工艺过程设计 设计案例分析
反渗透膜元件的组装数量
2
第一节 反渗透技术基本原理
渗透
水流方向
反渗透
压力
水流方向
氢键 优先吸附 溶解扩散
浓溶液
半透膜
稀溶液
3
反渗透膜元件：组成工艺流程的最小单位
水流 产水
进水
离子
反渗透基本流程
进水
高压泵
浓水 产品水
浓水
4
膜分离处理工艺中段和级概念的区分
Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/T 式中： Qw—产水量 Kw—系数 ΔP—膜两侧的压差 Δπ—渗透压 A —膜面积 T —膜厚度 Kw与膜性质及水温有关， Kw越大，说明膜的透水性能越好。
8
盐透过量的计算公式：
Qs=Ks*ΔC*A/T 式中： Qs—盐透过量 Ks—系数 Δc—膜两侧盐浓度差 A —膜面积 T —膜厚度 Ks与膜性质、盐的种类及水温有关，Ks越 小，说明膜的脱盐性能越好。
复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸 纤维膜给水泵用电量的一半。
醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜 的使用寿命大 于三年。
复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。
14
3 反渗透膜元件构造
15
膜元件的结构示意图
浓 水
集水管 膜 透 过 水
原水 原水 流道网 原水
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复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。
复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜 易受微生物的侵袭。
复合膜的输性能好。即Kw大而KS小。
复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变； 而醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。
RO反渗透ppt课件
*
反渗透脱盐机理 ——Donnan平衡模型
膜为固定负电荷型，据电中性原理及膜和溶液中离子化学位平衡，一般认为借助于排斥同离子的能力，荷电膜可用于脱盐，一般只有稀溶液，在压力下通过荷电膜时，有较明显的脱盐作用，随着浓度的增加，脱盐率迅速下降。二价同离子的脱除比单价同离子好，单价同离子的脱除比二价反离子的好。该理论以Donnan平衡为基础来说明荷电膜的脱盐，但Donnan平衡是平衡状态，而对于在压力下透过荷电膜的传质，还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。
*
按膜元件结构种类概述
在反渗透技术刚起步时，主要采用管式和平 板式膜元件。但这两种膜元件初始投资高、膜的 填充密度低，因此常用于高污染给水处理。 卷式膜元件是把两层膜背对背粘结成膜袋， 之后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的。该 膜元件组成的系统投资低、耗电省，它是工业系 统中应用普遍的膜元件。其研制发展速度快，单 个膜元件的脱盐率高达99.7%。 中空纤维膜元件组成的反渗透系统有填充密 度高的特点，因而要求其对给水进行更严格的预 处理，以减少污堵的可能性。
*
反渗透膜电镜照片
*
膜透过操作方式
*
反渗透基本原理
*
反渗透膜元件构造
*
集水管
膜
浓水
膜透过水
原水 流道网
原水
透过水 流道网
原水
膜元件的结构示意图
*
反渗透卷制图
反渗透膜袋
浓水网
淡水网
*
反渗透膜剥面图
膜元件端板
给水
产水流向 (透过膜后)
淡水网
反渗透膜
产水膜封口
浓水网
产水
浓水
产水中心管
*
反渗透组装图
*
反渗透脱盐机理 ——Donnan平衡模型
膜为固定负电荷型，据电中性原理及膜和溶液中离子化学位平衡，一般认为借助于排斥同离子的能力，荷电膜可用于脱盐，一般只有稀溶液，在压力下通过荷电膜时，有较明显的脱盐作用，随着浓度的增加，脱盐率迅速下降。二价同离子的脱除比单价同离子好，单价同离子的脱除比二价反离子的好。该理论以Donnan平衡为基础来说明荷电膜的脱盐，但Donnan平衡是平衡状态，而对于在压力下透过荷电膜的传质，还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。
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按膜元件结构种类概述
在反渗透技术刚起步时，主要采用管式和平 板式膜元件。但这两种膜元件初始投资高、膜的 填充密度低，因此常用于高污染给水处理。 卷式膜元件是把两层膜背对背粘结成膜袋， 之后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的。该 膜元件组成的系统投资低、耗电省，它是工业系 统中应用普遍的膜元件。其研制发展速度快，单 个膜元件的脱盐率高达99.7%。 中空纤维膜元件组成的反渗透系统有填充密 度高的特点，因而要求其对给水进行更严格的预 处理，以减少污堵的可能性。
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反渗透膜电镜照片
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膜透过操作方式
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反渗透基本原理
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反渗透膜元件构造
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集水管
膜
浓水
膜透过水
原水 流道网
原水
透过水 流道网
原水
膜元件的结构示意图
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反渗透卷制图
反渗透膜袋
浓水网
淡水网
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反渗透膜剥面图
膜元件端板
给水
产水流向 (透过膜后)
淡水网
反渗透膜
产水膜封口
浓水网
产水
浓水
产水中心管
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反渗透组装图
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反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
工艺适用性分析
• 反渗透（RO） • 饮用水制备：由于其高效脱盐和净化能力，被广泛应用于饮用水制备。 • 海水淡化：通过反渗透技术，能够有效地淡化海水。 • 工业废水处理：对于含盐量较高的工业废水，反渗透技术可以有效地降低盐度。 • 纳滤（NF） • 液体分离：纳滤膜对不同分子量物质具有不同的透过性，可用于分离液体混合物。 • 浓缩：纳滤技术可用于对溶液进行浓缩，尤其是对于那些不能承受高温蒸馏的液体。 • 制药工业：在制药工业中，纳滤技术用于制备高纯度的水或溶剂。
[2] 王五, 赵六. 膜分离技术在污水处 理与回用中的研究与应用. 上海: 上海 科学技术出版社, 2010.
[3] 刘七, 马八. 反渗透和纳滤膜技术 制备饮用水的研究进展. 环境污染与 防治, 2012, 34(1): 39-45.
THANKS
谢谢您的观看
设计过程中需对预处理、反渗透装置、加压泵 、管道、阀门等设备进行合理配置和选型。
同时，系统设计还需考虑自动化控制和远程监 控，以确保系统的稳定运行和降低维护成本。
03
纳滤工艺过程
纳滤基本原理
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术， 适用于分离分子量范围为100-1000Da的物质。
纳滤膜具有较高的孔隙率和相对较低的渗透压，使 得它能够在较低的操作压力下实现高分子量的物质
工艺优化建议
• 反渗透（RO） • 定期检查和维护：应定期检查膜组件的压差和清洁度，及时更换受损的膜组件。 • 控制进水的污染指数：进水的水质直接影响到反渗透系统的性能，因此要严格控制进水的水质。 • 优化清洗方案：根据实际运行情况，制定合理的化学清洗方案，以恢复膜通量和性能。 • 纳滤（NF） • 膜组件的优化：针对不同的应用场合，开发具有更高透过性能和截留能力的纳滤膜组件。 • 提高膜的稳定性：通过改进膜材料和制造工艺，提高纳滤膜的稳定性，使其能够在更宽泛的温度和压力范
反渗透与纳滤脱盐102页PPT
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
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率。
m
lg
Qt Q0
lg t
式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt分
别为运行初期和运行t小时后的产水量。
通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-0.01～-
0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复合膜约为5
％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。
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工艺过程设计－系统设计要求
CA膜
TFC膜
0.590
0.534
0.685
0.630
0.786
0.739
0.890
0.861
1.000
1.000
1.115
1.155
1.235
1.328
1.366
1.520
温度对膜的通量影响较大，在进行设计过程中要充分 考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换 热等）减少温度对系统产水效率的的影响。
1.3 膜和膜组件的选择 醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游
离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数 （SDI）较高的地方。
芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低， 耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和 NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离 子絮凝剂的污染，污染速度较快。
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工艺过程设计－浓差极化
根据薄膜理论模型描述浓差极化现象，如下
图所示。
边界层
膜
Jw
c2 c1
c2
D dc dx
c1
c3
主体溶液
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工艺过程设计－系统设计要求
1.2 产水水质和水量 根据用户的要求或者用户所处的行业，按照
客户的需求或者相关行业的国家或行业标准确定 反渗透或纳滤系统的产水水质和水量
这些要求决定了系统的规模和所用工艺过程 的选择，如单位时间的产水量，膜组件种类、数 量和排列方式，回收率以及具体的工艺流程等。
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工艺过程设计－系统设计要求
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工艺过程设计－浓差极化
2 浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响 2.1 浓差极化的概念
在反渗透过程中，由于膜的选择渗透性，溶 剂（通常为水）从高压侧透过膜，而溶质则被膜 截留，其浓度在膜表面处上升高；同时发生从膜 表面向本体的回扩散，当这两种传质过程达到动 态平衡时，膜表面处的浓度c2高于主体溶液浓度 c1，这种现象称为浓差极化。上述两种浓度的比 率c2/c1称为浓差极化度。
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工艺过程设计－系统设计要求
采样要求： 取样时要有代表性，要有足够的量，选点要正确，容
器要合适，水样的采集要严格按照《水和废水监测分析 方法》中的要求进行详细的记录。 水质分析内容：
水源水量、水质调查的内容要求非常详细，包括CO2、 pH、O2、Cl、SO2-3、离子浓度、硬度、碱度、溶解性固 体、细菌数等，常见参数的要求见下页的水样分析报告。
1.6 截留率的衰减 随着反渗透和纳滤膜在使用过程中会受到生
物或化学因素的作用，膜面材质会发生疏松化， 导致膜的截留率衰减。
通常CA类膜的年透盐增长率为20％左右，复 合膜约为10％左右。当然系统预处理如果不合 适或者使用过程中操作不当也会使透盐增长率增 大。
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工艺过程设计－系统设计要求
1.7 产水量随温度的变化 反渗透和纳滤膜的透水通量随过滤介质的温度发生较
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工艺过程设计－系统设计要求
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工艺过程设计－系统设计要求
常规水源的水质特点： ➢ 市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有 游离氯和Fe离子等 ➢ 地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点考 虑的内容 ➢ 地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度的 特征 ➢ 海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH 值和 水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异 较大） ➢ 其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分离 等
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工艺过程设计－系统设计要求
目前大规模应用的反渗透考虑组器的制备难易、 流动状态、堆砌密度、清洗难易等诸方面，卷式 元件用得最普遍。据进水和出水水质，可初步选 定膜元件，由产水量可初步确定元件得个数。
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工艺过程设计－系统设计要求
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工艺过程设计－系统设计要求
1 系统设计要求 1.1 进水水质
水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。 对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不同 时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原因。 这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回收率、 脱除性能、压力、流速……），正当的操作，诊断系统 存在的问题和准确评价系统性能等方面至关重要。
产水量会发生衰减。这主要是由于膜长时间在高温高压 下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压密 化现象，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上升。 压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比醋酸 纤维素膜更耐压密化。
膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。
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工艺过程设计－系统设计要求
通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜
大的变化。通常根据下式进行计算：
QQ01.0T 325
T为温度，单位℃，即每一度变化使产水量变化3％左右。 也可用温度校正因子（TCF）表示。
TCF exK pt(2713T2198
Kt为与膜材料有关的常数。
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工艺过程设计－系统设计要求
温度/℃
5 10 15 20 25 30 35 40
校正因子
1.4 回收率 回收率的确定影响到膜组件的选择和工艺的
确定。根据产水水量和回收率确定膜元件的个数。 一般海水淡化回收率在30～45％，纯水制备在 70～85％；而实际设计过程中应根据预处理、 进水水质等的条件确定。
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工艺过程设计－系统设计要求
1.5 产水量的衰减 反渗透膜在使用过程中会随着使用时间的延长，膜的
膜法水处理技术
反渗透和纳滤工艺过程设计
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反渗透和纳滤工艺过程设计
➢ 系统设计要求 ➢ 浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响 ➢ 反渗透和纳滤过程的基本方程 ➢ 反渗透和纳滤工艺流程及其特征方程 ➢ 反渗透和纳滤装置的组件配置和性能 ➢ 反渗透和纳滤基本设计内容和过程 ➢ 反渗透和纳滤系统预处理及运行