1. 滤膜过滤膜的种类和机理
过滤膜依据其截留原水颗粒的大小不同,可以分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳诺滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。
MF膜的孔径在0.05um以上,或是1000以上分子量,主要用来去除胶体和高分子有机物。
NF膜的孔径则在100~1000分子量,能去除的物质介于UF和RO之间,包括三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。
RO膜分离的粒径约为数十分子量,主要以去除食盐类和无机盐为目的。RO渗透水的压力通常比其渗透压力高出1~2倍。
除了上述四种,还有离子交换膜和气体渗透膜。MF、UF、NF和RO均以压力驱动实现固液分离,而离子交换膜则通过电力驱动,实现盐类分子的分离,这在海水淡化中起到了关键作用。
近年来,气体渗透膜因其能通过气体的特性而成为研究热点。它能够实现乙醇浓缩和海水淡化等,展示了其独特的应用潜力。
2. 滤膜过滤膜的种类和机理
过滤膜的种类主要包括微滤膜、超滤膜、纳诺滤膜、反渗透膜、离子交换膜和气体渗透膜,其机理依据膜的类型和驱动方式有所不同。
1. 微滤膜 机理:通过物理筛分作用去除大于膜孔径的颗粒。MF膜的孔径在0.05um以上,主要用来去除胶体和高分子有机物。
2. 超滤膜 机理:同样基于物理筛分,但孔径比MF膜小,能够截留分子量较大的物质。UF膜主要用于去除蛋白质、细菌等大分子物质。
3. 纳诺滤膜 机理:NF膜的孔径介于UF和RO之间,能够去除包括三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物以及Ca、Mg等离子在内的多种物质。其机理涉及筛分、吸附和电性作用。
4. 反渗透膜 机理:RO膜通过高压驱动,实现水分子与溶质的分离。其分离的粒径约为数十分子量,主要以去除食盐类和无机盐为目的。RO渗透水的压力通常比其渗透压力高出1~2倍。
5. 离子交换膜 机理:通过电力驱动实现盐类分子的分离。这种膜在海水淡化等过程中起到了关键作用。
6. 气体渗透膜 机理:基于气体分子在膜中的溶解度和扩散速率差异实现分离。近年来,气体渗透膜在乙醇浓缩和海水淡化等领域展示了其独特的应用潜力。
3. 水处理基本知识 闲聊反渗透(RO),电渗析(ED),电去离子(EDI)
水处理技术在这几十年里发展迅速,膜分离技术的创新和工艺应用尤为突出。这种技术已在纯水制备、工业废水处理(包括中水回用)和海水淡化等领域得到广泛应用。
膜分离技术包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)和电去离子(EDI)等。在前面的文章中,我们已经对微滤、超滤、纳滤和反渗透进行了简单介绍和对比。今天,我们将重点介绍和对比反渗透、电渗析和电去离子技术。
一、名词解释
反渗透:简称RO,是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。当施加的压力超过溶液的渗透压时,溶剂会逆向渗透,从而在膜的低压侧得到渗透液,在高压侧得到浓缩液。
电渗析:简称ED,是利用半透膜的选择透过性来分离不同溶质粒子的方法。在电场作用下,溶液中的带电溶质粒子通过膜而迁移,这种现象称为电渗析。
电去离子:简称EDI,又称电除盐或填充床电渗析,是一种将电渗析与离子交换有机结合起来的一种水处理技术。
二、工作原理
①反渗透工作原理:当两种不同浓度的溶液由一个RO膜隔开时,渗透现象会自然发生。渗透压将水压过RO膜,水将浓度较高的溶液稀释,最后达到浓度平衡。
②电渗析工作原理:在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的透过性,使水中的阴、阳离子作定向迁移,从而达到水中的离子与水分离的一种物理化学过程。
③EDI工作原理:EDI是一种将电渗析法与离子交换法结合起来的一种水处理方法,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问题。
三、技术特点及应用场景
反渗透的应用场景非常广泛,包括工业纯水/超纯水制备、食品/医疗/实验室纯化水制备、工业废水/生活污水净化、海水/苦咸水淡化和纯净水制备等。
电渗析的应用场景主要在海水浓缩、苦咸水淡化、工业废水回用和工业提纯浓缩分离等领域。
EDI的应用场景相对较窄,但凭借其高效简便的特点,在纯水制备方面发挥着越来越大的作用。
总的来说,RO、EDR和EDI三者之间既有竞争又有合作的关系。其中,RO和EDI技术的合作已成为当今超纯水制备的主流技术。
听上去很绕口,简单说就是自来水很便宜,如果回用就不要太计较差不多就行了。污水处理很贵,如果要处理,浓缩越高比例越好,一切向钱看!小型设备就更别说了,完全赚不回来本啊,此处应该有表情。
常见问题解答:既然EDI技术是结合了电渗析和离子交换技术的水处理方法,为什么生产18M超纯水时系统还需要额外配置抛光混床树脂装置?答:系统需要配置抛光组主要原因是EDI产水电阻率不能稳定达到18MΩ*cm。而EDI不能稳定达到这个产水水质的主要原因也就是它是结合了电渗析和离子交换两种技术,在享受连续除盐和无需酸碱再生带来便利的同时,也降低了在离子交换方面的极致除盐。而18M的产水水质要求又极其苛刻,几乎不允许任何盐分的存在,客观上导致EDI的产水不能稳定达到18MΩ*cm,但是长期稳定产水电阻率达到15MΩ*cm还是相当有保障的。
写在最后:电渗析技术个人接触的比较少,所以只能在此简单的聊聊概念,后期如有机会多接触再补充。部分资料来自网络,大多数来自网络,图文如果侵权联系本人删除,谢谢。
补充一个常见名词DI水:Deionized Water,既去离子水。广义的DI水=纯水,狭义的DI水=超纯水。所以一般涉及到DI水的问题,都需要明确DI水的具体水质要求。