1. 濾膜過濾膜的種類和機理
過濾膜依據其截留原水顆粒的大小不同,可以分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納諾濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。
MF膜的孔徑在0.05um以上,或是1000以上分子量,主要用來去除膠體和高分子有機物。
NF膜的孔徑則在100~1000分子量,能去除的物質介於UF和RO之間,包括三鹵甲烷、異味、色度、農葯、可溶性有機物、Ca、Mg等。
RO膜分離的粒徑約為數十分子量,主要以去除食鹽類和無機鹽為目的。RO滲透水的壓力通常比其滲透壓力高出1~2倍。
除了上述四種,還有離子交換膜和氣體滲透膜。MF、UF、NF和RO均以壓力驅動實現固液分離,而離子交換膜則通過電力驅動,實現鹽類分子的分離,這在海水淡化中起到了關鍵作用。
近年來,氣體滲透膜因其能通過氣體的特性而成為研究熱點。它能夠實現乙醇濃縮和海水淡化等,展示了其獨特的應用潛力。
2. 濾膜過濾膜的種類和機理
過濾膜的種類主要包括微濾膜、超濾膜、納諾濾膜、反滲透膜、離子交換膜和氣體滲透膜,其機理依據膜的類型和驅動方式有所不同。
1. 微濾膜 機理:通過物理篩分作用去除大於膜孔徑的顆粒。MF膜的孔徑在0.05um以上,主要用來去除膠體和高分子有機物。
2. 超濾膜 機理:同樣基於物理篩分,但孔徑比MF膜小,能夠截留分子量較大的物質。UF膜主要用於去除蛋白質、細菌等大分子物質。
3. 納諾濾膜 機理:NF膜的孔徑介於UF和RO之間,能夠去除包括三鹵甲烷、異味、色度、農葯、可溶性有機物以及Ca、Mg等離子在內的多種物質。其機理涉及篩分、吸附和電性作用。
4. 反滲透膜 機理:RO膜通過高壓驅動,實現水分子與溶質的分離。其分離的粒徑約為數十分子量,主要以去除食鹽類和無機鹽為目的。RO滲透水的壓力通常比其滲透壓力高出1~2倍。
5. 離子交換膜 機理:通過電力驅動實現鹽類分子的分離。這種膜在海水淡化等過程中起到了關鍵作用。
6. 氣體滲透膜 機理:基於氣體分子在膜中的溶解度和擴散速率差異實現分離。近年來,氣體滲透膜在乙醇濃縮和海水淡化等領域展示了其獨特的應用潛力。
3. 水處理基本知識 閑聊反滲透(RO),電滲析(ED),電去離子(EDI)
水處理技術在這幾十年裡發展迅速,膜分離技術的創新和工藝應用尤為突出。這種技術已在純水制備、工業廢水處理(包括中水回用)和海水淡化等領域得到廣泛應用。
膜分離技術包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)和電去離子(EDI)等。在前面的文章中,我們已經對微濾、超濾、納濾和反滲透進行了簡單介紹和對比。今天,我們將重點介紹和對比反滲透、電滲析和電去離子技術。
一、名詞解釋
反滲透:簡稱RO,是一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。當施加的壓力超過溶液的滲透壓時,溶劑會逆向滲透,從而在膜的低壓側得到滲透液,在高壓側得到濃縮液。
電滲析:簡稱ED,是利用半透膜的選擇透過性來分離不同溶質粒子的方法。在電場作用下,溶液中的帶電溶質粒子通過膜而遷移,這種現象稱為電滲析。
電去離子:簡稱EDI,又稱電除鹽或填充床電滲析,是一種將電滲析與離子交換有機結合起來的一種水處理技術。
二、工作原理
①反滲透工作原理:當兩種不同濃度的溶液由一個RO膜隔開時,滲透現象會自然發生。滲透壓將水壓過RO膜,水將濃度較高的溶液稀釋,最後達到濃度平衡。
②電滲析工作原理:在外加直流電場作用下,利用離子交換膜的透過性,使水中的陰、陽離子作定向遷移,從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學過程。
③EDI工作原理:EDI是一種將電滲析法與離子交換法結合起來的一種水處理方法,它兼有電滲析技術的連續除鹽和離子交換技術深度脫鹽的優點,又避免了電滲析技術濃差極化和離子交換技術中的酸鹼再生等問題。
三、技術特點及應用場景
反滲透的應用場景非常廣泛,包括工業純水/超純水制備、食品/醫療/實驗室純化水制備、工業廢水/生活污水凈化、海水/苦鹹水淡化和純凈水制備等。
電滲析的應用場景主要在海水濃縮、苦鹹水淡化、工業廢水回用和工業提純濃縮分離等領域。
EDI的應用場景相對較窄,但憑借其高效簡便的特點,在純水制備方面發揮著越來越大的作用。
總的來說,RO、EDR和EDI三者之間既有競爭又有合作的關系。其中,RO和EDI技術的合作已成為當今超純水制備的主流技術。
聽上去很繞口,簡單說就是自來水很便宜,如果回用就不要太計較差不多就行了。污水處理很貴,如果要處理,濃縮越高比例越好,一切向錢看!小型設備就更別說了,完全賺不回來本啊,此處應該有表情。
常見問題解答:既然EDI技術是結合了電滲析和離子交換技術的水處理方法,為什麼生產18M超純水時系統還需要額外配置拋光混床樹脂裝置?答:系統需要配置拋光組主要原因是EDI產水電阻率不能穩定達到18MΩ*cm。而EDI不能穩定達到這個產水水質的主要原因也就是它是結合了電滲析和離子交換兩種技術,在享受連續除鹽和無需酸鹼再生帶來便利的同時,也降低了在離子交換方面的極致除鹽。而18M的產水水質要求又極其苛刻,幾乎不允許任何鹽分的存在,客觀上導致EDI的產水不能穩定達到18MΩ*cm,但是長期穩定產水電阻率達到15MΩ*cm還是相當有保障的。
寫在最後:電滲析技術個人接觸的比較少,所以只能在此簡單的聊聊概念,後期如有機會多接觸再補充。部分資料來自網路,大多數來自網路,圖文如果侵權聯系本人刪除,謝謝。
補充一個常見名詞DI水:Deionized Water,既去離子水。廣義的DI水=純水,狹義的DI水=超純水。所以一般涉及到DI水的問題,都需要明確DI水的具體水質要求。