纯净水的生产工艺—反渗透以及反渗透膜

纯净水的生产工艺
种类 生产 工艺
反渗透:
• • 膜分离技术 应用范围 反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅 炉补水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之 ，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模
。
纯净水的生产工艺
种类 生产 工艺
纯净水的生产工艺 2. 非纤维素酯类膜材料
（1）非纤维素酯类膜材料的基本特性 ① 分子链中含有亲水性的极性基团；
种类 生产 工艺
② 主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之有 高的抗压密性和耐热性；
③ 化学稳定性好； ④ 具有可溶性； 常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、聚 酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
纯净水的生产工艺
（2）主要的非纤维素酯类膜材料 聚酰胺类 生产 工艺 早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙 —4、尼龙—66等制成的中空纤维膜。这类产品对 盐水的分离率在80％～90％之间，但透水率很低， 仅0.076 ml/cm2·h。以后发展了芳香族聚酰胺，用 它们制成的分离膜，pH适用范围为3～11，分离率 可达99.5％（对盐水），透水速率为0.6 ml/cm2·h。 长期使用稳定性好。由于酰胺基团易与氯反应，故 这种膜对水中的游离氯有较高要求。
纯净水的生产工艺
—反渗透以及反渗透膜
生物质化工0905 XXX 200901020711
纯净水的生产工艺
种类 生产 工艺
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
纯净水的生产工艺
单级反渗透工艺流程图: 种类 生产 工艺
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
原水→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活性炭 过滤器→阳离子软化器→精密过滤器→高压泵→反渗 透主机→生产用水→臭氧发生器→气水混合器→纯水 箱→灌装系统
产品 要求
聚丙烯（PP）
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种类 生产 工艺
对于纯净水来说“纯净”是其最 基本的要求 25℃下电导率≤10 μS/cm
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
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膜的定义
定义： 具有选择性分离的功能薄 膜材料。
水 小分子 大分子
料液 膜 渗透液
反渗 透 瓶装 “21世纪的多数工业中， 材料 膜技术扮演着战略的角色”
产品 要求
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种类 生产 工艺
膜分离技术特点
•无相变、低能耗
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
特点
•高效率、污染小
•工艺简单、操作方便
•便于与其它技术集成
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
水、小于100Da的有机溶质
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反渗透概述:
RO（Reverse Osmosis）反渗透是一种以高于渗透压 力的力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不能 透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
过程。
源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后 逐渐转化为民用
矿泉水设备工艺流程图 种类 生产 工艺
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求 矿泉水源→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活 性炭过滤器→精密过滤器→高压泵→超滤主机→臭氧 发生器→气水混合器→饮用矿泉水 适用于饮用矿泉水、山泉水、工业用超滤水，也可用 于纯净水设备的前置预处理
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反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
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1. 纤维素酯类膜材料 纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过 1,4-β-甙链连接起来的天然线性高分子化合物，其 结构式为：
反渗 透 瓶装 材料
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反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
醋酸纤维素性（CA）能稳定，但在高温和酸、碱 存在下易发生水解。为了改进其性能，进一步提高分 离效率和透过速率，可采用各种不同取代度的醋酸纤 维素的混合物来制膜，也可采用醋酸纤维素与硝酸纤 维素的混合物来制膜。此外，醋酸丙酸纤维素、醋酸 丁酸纤维素也是很好的膜材料。 纤维素类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范围较 窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。因此发展 了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。
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膜的适用范围
微滤 0.1～10m： 细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、 蛋白等 超滤 0.005～ 0.1m： 颜料、蛋白、多糖、大分子 纳滤 0.0005～0.005m： 低聚糖、染料、多价离子 反渗透0.0001～0.001m： 电解质、大于100Da的有机溶质
纯净水的生产
双级反渗透工艺流程图: 种类 Fra Baidu bibliotek产 工艺
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
原水→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→ 阻垢剂投加设备→精密过滤器→一级高压泵→一级反渗透主机 →中间水箱→二级高压泵→二级反渗透主机→生产用水→臭氧 发生器→气水混合器→纯水箱→灌装系统
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反渗透可去除： • 离子类 • 非离子类 • 微粒的
反渗 透 瓶装 材料
产品 要求
不去除 气体类
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高分子膜材料
目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯 类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说， 已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40多种已 被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类 膜占53％，聚砜膜占33.3％，聚酰胺膜占11.7％， 其他材料的膜占2％，可见纤维素酯类材料在膜材 料中占主要地位。
种类 生产 工艺
关于RO膜技术的发展主要有下述诸方面： 反渗 I. 降低能耗，增加产水 透 II. 对膜污染防止的研究 III.对涡卷式RO组件的研究开发 瓶装 IV. 膜处理工艺系统（膜集成系统）的发展 材料
产品 要求
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种类
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）
生产 工艺
聚乙烯（PE）
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种类
反渗 透 瓶装 材料
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Du Pont公司生产的DP—I型膜即为由此类膜材料制成
的，它的合成路线如下式所示：
反渗 透 瓶装 材料
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权威专家认为谁掌握了膜谁就掌握了21 世纪，“21世纪将是膜的世纪”指出了世界在 面临新的技术变革，膜技术已经成为促进社会、经 济及科技发展的举足轻重的技术。