❶ 反渗透膜的发展史
年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。
❷ 均相离子交换膜和异相离子交换膜有哪些区别
异相离子交换膜膜孔较大
❸ 海水淡化技术是怎么发展的
古时候,当人们在茫茫大海上艰难地航行,面临着淡水告罄的威胁时,人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝,只要将它往海里一放,那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒,让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙的设想的,是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》,书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。
故事说,有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸,可没有底;说它像烟囱,可又太大;而且它既非竹也非木,既非金属亦非砖石。有一天,一名海船商人路过此地,发现了这一奇物。他看了又看,摸了又摸,舍不得离去。店主走来,问商人买不买此物。商人忙说:“买!你要多少银子?”店主想敲竹杠,就说:“这是我家祖传宝物,非十两银不卖。”商人二话没说,付了银子,就叫人将奇物抬走。店主纳闷,问道:“你花那么多银子买此物何用?”商人告之:“此乃一宝物,名字叫‘海井’,是一口专造淡水的井。只要将它放到海里,不愁没有淡水喝。”说完,他又取出100两银,赠给店主。
随着科学技术的发展,今天人类已造出海水淡化机,将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。
我们知道,海水含盐量太高,平均在千分之三十五左右,而日常生活用水的含盐量在万分之五左右,工农业用水的含盐量有的可以稍高一些,但也不能高于千分之三。要使海水像溪水那样甘甜爽口,就要脱掉海水中的盐分。脱盐,就是人们通常所说的“海水淡化”。
海水和苦咸水淡化,可以追溯到1000多年前。那时,希腊哲学家柏拉图已经认识到,如果用植物性材料过滤苦咸水,盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道:由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外,普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道:“航海者在作较长时间的海上旅行时,把海水装在陶罐中,使其蒸发,在罐盖上会出现冷凝水,便可以收集利用。”后来许多的航海者,特别是在罗马的船上,缺水时,都用蒸发法来制取淡水,供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。
历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化,是19世纪末。那时,蒸汽轮船发展起来了,为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要,轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置,于1877年在俄国巴库建成。此后,在欧洲及其他干旱国家也相继建立。
当然,上述种种海水淡化的器具和手段,还处于“初级阶段”。采用先进的技术设备,大规模地淡化海水。是在20世纪50年代后期。据统计,到1980年6月,仅蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的海水淡化装置已达2204个,总造水量每天约727万吨。从生产淡水的用途来看,主要是解决生活用水,有的用在工业上,少数供军事需要。像科威特、沙特阿拉伯等海湾国家,淡水的主要来源,就是海水淡化。像科威特日产900吨以上的海水淡化装置就有7个,其中最大日产1.8万吨以上的海水淡化装置有4个。
蒸馏法顾名思义,就是将海水加热沸腾变成不含盐分的蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成水珠汇集成淡水。蒸馏法海水淡化技术研究历史较长,在供水方面应用最广、起的作用最大。据统计,1977年世界蒸馏法造水能力日产达288吨,占所有淡化法总造水能力的78%。蒸馏法装置的类型有单级闪蒸式、多级闪蒸式、薄膜竖管式、浸管式等,其中多级闪蒸式蒸馏法无论其装置数量还是其造水能力均居首位。据1977年统计结果,多级闪蒸法装置,占整个蒸馏法装置的45%,造水能力占84%。
目前,太阳能蒸馏技术已可分为直接法和间接法。直接法是太阳能直接作用于海水而立刻蒸发的方法。1982年日本冲绳建造了这样的一套装置。它的受热面积为2.97平方米,日产水量为100升,是太阳能蒸馏的一次重大突破。间接法就是把太阳能收集起来,然后再为其他的海水淡化的办法提供能源。这种方法通常与其他的办法联合使用,或者以热能的方式对海水进行蒸馏,或者利用太阳能发电,供给用电的海水淡化装置使用。
到目前为止,利用太阳能进行海水淡化的技术,所得到的淡水成本仍然比较高,主要的问题在于太阳能利用设备的投资比较大。
电渗析法为了说明它的原理,先介绍离子交换膜。离子交换膜分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种(以下简称阳膜、阴膜)。阳膜表面带负电荷,阴膜表面带正电荷。根据同性相斥、异性相吸的原理,带负电荷的阳膜的表面排斥阴离子,而让阳离子通过;带正电荷的阴膜则恰恰相反。如果我们将阴、阳离子交换膜交替地排列成多室电渗槽,并在膜组两端配置阴、阳电极,阳极一侧以阴离子交换膜开始,阴极一侧以阳离子交换膜终止,当海水通入后,在膜组两端加上直流电压。这样,海水中的阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移。由于离子交换膜对离子有选择透过的性质,那么,海水中的钠离子和氯离子作为盐溶液从膜间室中流出,脱盐的淡水也通过专门的管道流出。
这种方法关键取决于膜的发展状况。离子交换膜有的用空心纤维,有的用塑料,目前投入使用和正在研制的膜有几十种。中国从20世纪50年代就开展了对电渗析和离子交换膜的研究。目前,生产的离子交换膜质量指标接近世界先进水平,已生产出各种类型和大小不同的电渗析淡化器,全国己有400多个单位广泛使用。国家海洋局第二海洋研究所1981年研制的中国最大的电渗析淡化器,每天产淡水200吨。该装置已在中国西沙群岛投入使用,其淡化的水质符合国家规定的饮水标准,生产成本只有用水船运水成本的1/5。
反渗透法这是50年代为淡化海水而提出来的一种膜分离方法。60年代由于研制出了高通量、高脱盐率的不对称醋酸纤维素膜,使反渗透法达到了工业应用程度。要弄清什么是反渗透还得先从渗透说起。把淡水和盐水分别置于一张半透膜两侧,这种半透膜只允许水分子通过,而不允许其他分子通过,盐分子也不例外。在正常条件下,淡水就穿过半透膜向盐水一侧流动,这就是渗透。在渗透的过程中,盐水液面逐渐升高,压力逐渐加大,淡水液面则逐渐降低,压力逐渐减小,这种现象一直要持续到盐水侧的压力比淡水侧的压力高到一定程度为止。这时,由于盐水侧的压力很高,淡水侧的水分子已无力渗透过去,只得作罢。这时两边的压力差就是所谓的渗透压。
如果在盐水的液面上施加一个比渗透压还大的压力,结果会怎么样呢?无疑,盐水中的水分子将向相反方向,即向淡水一侧流动,以致使淡水液面高出盐水液面。这就是反渗透。用这种原理淡化海水的方法叫反渗透法。这种方法工艺流程简单,耗能很少,虽然1953年才问世,却已受到普遍的重视。在沙特阿拉伯,也有这种类型的海水淡化厂。
反渗透膜是反渗透淡化器的心脏,目前,主要有醋酸纤维素及其衍生物膜、芳香聚酰胺膜及其他有机无机材料膜等。随着反渗透膜的发展,现今反渗透淡化装置主要有四种类型:板式、管式、螺旋卷式、空心纤维式。这四种装置中,螺旋卷式和空心纤维式装置单位体积产水量较多,适于建造大规模装置;其次是管式装置,发展也很快。一个大型的反渗透海水淡化厂,要安装很多个这样的膜卷。像美国为沙特阿拉伯吉达港建成的反渗透海水淡化厂,共安装了4032个膜卷,日产淡水1.2万多吨。到1980年6月,世界上日产95吨以上淡水的反渗透淡化装置就有929个,日产淡水约148万吨。当今美国和日本海水淡化研究的重点是发展反渗透法。相信不久的将来,反渗透法有可能与蒸馏法相媲美。
❹ EDI 是什么
EDI是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制内造技术。它通过使用由离容子膜、离子交换树脂组成的基本单元——膜组件,在直流电的作用下,无需使用酸碱对树脂进行再生,即可连续不断地长期运行,稳定可靠地制出电阻率高达18兆欧.厘米的超纯水。
EDI技术自上世纪80年代前后诞生以来,经过数十年的科学实验和工程实践,目前在技术上已经非常成熟,其单位造价也降到了合适大规模的工业应用的水平。由于EDI相比于其它的纯水制造方法,具有结构紧凑、占地面积小、运行稳定、产水品质高、回收率高、无酸碱再生及其相关问题的困扰、运行费用非常低廉等优点EDI技术在工业纯水、超纯水的制备中将起到不可或缺、日益重要的作用。
❺ 中国氯碱产量
1990年,烧碱产量达331万吨,仅次于美国和日本,位于世界第三位。1995年,烧碱产量达496万吨,其中用离子交换膜电解法生产的达56.2万吨,占总产量的11.3%。2000年,烧碱年产量达540万吨,其中用离子膜电解法生产的将达180万吨,占33.3%。
❻ 均相膜电渗析和异相膜电渗析有什么不同
电渗析是在直流电场作用下利用离子交换膜的透过选择性,把电解质从水中分离出来的过程。
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;网膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果佼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。
电渗析膜——与离子交换树脂具有相同化学结构的有机高分子聚合物为骨架。与一定数量的交联剂通过横键架桥作用构成的空间网状结构的树脂膜。
根据膜体结构(或按制造工艺)的不同,离子交换膜分为异相膜、均相膜和半均相膜三种。
利用电渗析原理进行脱盐或处理废水的装置,称为电渗析器。它由膜堆、极区和压紧装置三大部分构成。
❼ 海水淡化技术是怎么发展的
古时候,当人们在茫茫大海上艰难地航行,面临着淡水告罄的威胁时,人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝,只要将它往海里一放,那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒,让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙的设想的,是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》,书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。
故事说,有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸,可没有底;说它像烟囱,可又太大;而且它既非竹也非木,既非金属亦非砖石。有一天,一名海船商人路过此地,发现了这一奇物。他看了又看,摸了又摸,舍不得离去。店主走来,问商人买不买此物。商人忙说:“买!你要多少银子?”店主想敲竹杠,就说:“这是我家祖传宝物,非十两银不卖。”商人二话没说,付了银子,就叫人将奇物抬走。店主纳闷,问道:“你花那么多银子买此物何用?”商人告之:“此乃一宝物,名字叫‘海井’,是一口专造淡水的井。只要将它放到海里,不愁没有淡水喝。”说完,他又取出100两银,赠给店主。
随着科学技术的发展,今天人类已造出海水淡化机,将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。
我们知道,海水含盐量太高,平均在千分之三十五左右,而日常生活用水的含盐量在万分之五左右,工农业用水的含盐量有的可以稍高一些,但也不能高于千分之三。要使海水像溪水那样甘甜爽口,就要脱掉海水中的盐分。脱盐,就是人们通常所说的“海水淡化”。
海水和苦咸水淡化,可以追溯到1000多年前。那时,希腊哲学家柏拉图已经认识到,如果用植物性材料过滤苦咸水,盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道:由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外,普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道:“航海者在作较长时间的海上旅行时,把海水装在陶罐中,使其蒸发,在罐盖上会出现冷凝水,便可以收集利用。”后来许多的航海者,特别是在罗马的船上,缺水时,都用蒸发法来制取淡水,供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。
历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化,是19世纪末。那时,蒸汽轮船发展起来了,为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要,轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置,于1877年在俄国巴库建成。此后,在欧洲及其他干旱国家也相继建立。
当然,上述种种海水淡化的器具和手段,还处于“初级阶段”。采用先进的技术设备,大规模地淡化海水。是在20世纪50年代后期。据统计,到1980年6月,仅蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的海水淡化装置已达2204个,总造水量每天约727万吨。从生产淡水的用途来看,主要是解决生活用水,有的用在工业上,少数供军事需要。像科威特、沙特阿拉伯等海湾国家,淡水的主要来源,就是海水淡化。像科威特日产900吨以上的海水淡化装置就有7个,其中最大日产1.8万吨以上的海水淡化装置有4个。
蒸馏法顾名思义,就是将海水加热沸腾变成不含盐分的蒸汽,蒸汽遇冷后凝聚成水珠汇集成淡水。蒸馏法海水淡化技术研究历史较长,在供水方面应用最广、起的作用最大。据统计,1977年世界蒸馏法造水能力日产达288吨,占所有淡化法总造水能力的78%。蒸馏法装置的类型有单级闪蒸式、多级闪蒸式、薄膜竖管式、浸管式等,其中多级闪蒸式蒸馏法无论其装置数量还是其造水能力均居首位。据1977年统计结果,多级闪蒸法装置,占整个蒸馏法装置的45%,造水能力占84%。
目前,太阳能蒸馏技术已可分为直接法和间接法。直接法是太阳能直接作用于海水而立刻蒸发的方法。1982年日本冲绳建造了这样的一套装置。它的受热面积为2.97平方米,日产水量为100升,是太阳能蒸馏的一次重大突破。间接法就是把太阳能收集起来,然后再为其他的海水淡化的办法提供能源。这种方法通常与其他的办法联合使用,或者以热能的方式对海水进行蒸馏,或者利用太阳能发电,供给用电的海水淡化装置使用。
到目前为止,利用太阳能进行海水淡化的技术,所得到的淡水成本仍然比较高,主要的问题在于太阳能利用设备的投资比较大。
电渗析法为了说明它的原理,先介绍离子交换膜。离子交换膜分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种(以下简称阳膜、阴膜)。阳膜表面带负电荷,阴膜表面带正电荷。根据同性相斥、异性相吸的原理,带负电荷的阳膜的表面排斥阴离子,而让阳离子通过;带正电荷的阴膜则恰恰相反。如果我们将阴、阳离子交换膜交替地排列成多室电渗槽,并在膜组两端配置阴、阳电极,阳极一侧以阴离子交换膜开始,阴极一侧以阳离子交换膜终止,当海水通入后,在膜组两端加上直流电压。这样,海水中的阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移。由于离子交换膜对离子有选择透过的性质,那么,海水中的钠离子和氯离子作为盐溶液从膜间室中流出,脱盐的淡水也通过专门的管道流出。
这种方法关键取决于膜的发展状况。离子交换膜有的用空心纤维,有的用塑料,目前投入使用和正在研制的膜有几十种。中国从20世纪50年代就开展了对电渗析和离子交换膜的研究。目前,生产的离子交换膜质量指标接近世界先进水平,已生产出各种类型和大小不同的电渗析淡化器,全国己有400多个单位广泛使用。国家海洋局第二海洋研究所1981年研制的中国最大的电渗析淡化器,每天产淡水200吨。该装置已在中国西沙群岛投入使用,其淡化的水质符合国家规定的饮水标准,生产成本只有用水船运水成本的1/5。
反渗透法这是50年代为淡化海水而提出来的一种膜分离方法。60年代由于研制出了高通量、高脱盐率的不对称醋酸纤维素膜,使反渗透法达到了工业应用程度。要弄清什么是反渗透还得先从渗透说起。把淡水和盐水分别置于一张半透膜两侧,这种半透膜只允许水分子通过,而不允许其他分子通过,盐分子也不例外。在正常条件下,淡水就穿过半透膜向盐水一侧流动,这就是渗透。在渗透的过程中,盐水液面逐渐升高,压力逐渐加大,淡水液面则逐渐降低,压力逐渐减小,这种现象一直要持续到盐水侧的压力比淡水侧的压力高到一定程度为止。这时,由于盐水侧的压力很高,淡水侧的水分子已无力渗透过去,只得作罢。这时两边的压力差就是所谓的渗透压。
如果在盐水的液面上施加一个比渗透压还大的压力,结果会怎么样呢?无疑,盐水中的水分子将向相反方向,即向淡水一侧流动,以致使淡水液面高出盐水液面。这就是反渗透。用这种原理淡化海水的方法叫反渗透法。这种方法工艺流程简单,耗能很少,虽然1953年才问世,却已受到普遍的重视。在沙特阿拉伯,也有这种类型的海水淡化厂。
反渗透膜是反渗透淡化器的心脏,目前,主要有醋酸纤维素及其衍生物膜、芳香聚酰胺膜及其他有机无机材料膜等。随着反渗透膜的发展,现今反渗透淡化装置主要有四种类型:板式、管式、螺旋卷式、空心纤维式。这四种装置中,螺旋卷式和空心纤维式装置单位体积产水量较多,适于建造大规模装置;其次是管式装置,发展也很快。一个大型的反渗透海水淡化厂,要安装很多个这样的膜卷。像美国为沙特阿拉伯吉达港建成的反渗透海水淡化厂,共安装了4032个膜卷,日产淡水1.2万多吨。到1980年6月,世界上日产95吨以上淡水的反渗透淡化装置就有929个,日产淡水约148万吨。当今美国和日本海水淡化研究的重点是发展反渗透法。相信不久的将来,反渗透法有可能与蒸馏法相媲美。
❽ 工业生产中经常会使用哪一种离子交换膜
通过的话最好是使用一些等离子进行交换,完全没有任何问题,那么可以达到一个非常好的作用。
❾ 离子交换膜
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。1950年W.朱达首先合成了离子交换膜。1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。
离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有无机离子交换股,但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多,也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类:
1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中,因而其化学结构是不均匀的。
2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构,本身是均匀的。其化学结构均匀,孔隙小,膜电阻小,不易渗漏,电化学性能优良,在生产中应用广泛。但制作复杂,机械强度较低。
3. 半均相离子交换膜 也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合,其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
此外,离子交换膜按功能及结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。
❿ 水处理技术中EDI电导率是多少
EDI水处理装置
EDI水处理装置又称连续电除盐技术,它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生,
2、因此EDI水处理装置制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水,EDI水处理装置具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点,可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域,是水处理技术的绿色革命。EDI水处理装置这一新技术可以代替传统的离子交换装置,生产出电阻率高达16-18MΩ·CM的超纯水。