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琴島方舟【凈水課堂】RO反滲透純水機
制純水的方法
目前制純水的方法有四種，蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。而反滲透又是很先進、效率很高、很節(jié)能的制純水技術。反滲透是20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種水處理工藝。目前，它已用在城市用水、鍋爐補給水、電廠鍋爐補給水、工業(yè)廢水及海水淡化和各種溶液中溶質分離等方面。
反滲透的原理
如果將淡水和鹽水用一種只能透過水而不能透過溶質的半透膜隔開，則淡水中的水會穿過半透膜至鹽水一側，這種現(xiàn)象叫滲透。
因此，在進行滲透過程中，由于鹽水一側液面的升高會產(chǎn)生壓力，從而抑制淡水中的進一步向鹽水一側滲透。當濃水側液面距淡水面有一定的高度，以至它產(chǎn)生的壓力足以抵消其滲透傾向時，濃水側的液面就不再上升。此時，通過半透膜進入濃溶液的水和通過半透膜離開濃溶液的水量相等，所以它們處于平衡狀態(tài)。在平衡時，鹽水和淡水間的液面差H表示這兩種溶液的滲透壓差。如果把淡水換成純水，則此壓差就表示鹽水的滲透壓。根據(jù)這一原理，不難推論出，如果在濃水側外加一個比滲透壓高的壓力，則可以將鹽水中的純水擠出來，即變成鹽水中的水向純水中滲透。這樣，其滲透方向和自然滲透相反，即反滲透原理。    
半透膜
半透現(xiàn)象是18世紀發(fā)現(xiàn)的。起初，人們都是用動物做實驗。動物膜不是真正的半透膜，它們有許多缺點，在工業(yè)上不能應用。所以，反滲透技術的發(fā)展，決定于半透膜的制取工藝。
良好的半透膜應具備以下一些特性：1透水率大，脫鹽高；2機械強度大；3耐酸、耐堿、耐微生物的侵襲；4使用壽命長；5制取方便，價格較低。
1、醋酸纖維素膜
這是1960年制成的實用人造膜。現(xiàn)在，其制造方法經(jīng)多次改進，產(chǎn)品具有透水率大，脫鹽率高和價格便宜的優(yōu)點。
2、聚酰胺膜
在1970年以前制成的主要是脂肪族聚酰胺膜，例如尼龍-66、尼龍-6等，這些膜的透水性很差。后來，制成了芳香族聚酰胺膜，它的透水性、除鹽率、機械強度和化學穩(wěn)定性等都較好。它能在pH值為4~10的范圍內(nèi)使用（長期使用范圍為pH=5~9）。芳香族聚酰胺膜主要制成中空纖維。
3、復合膜
上列半透膜之所以能起滲透作用，是由于其表面的活化層。此活化層只需很薄一層，它太厚無助于滲透作用，反而會引起透水率減少，并使流量隨運行時間衰減的速度加快。然而在制取這些膜時，卻難以將活化層做得比0.0001mm更薄,為此研制成了復合膜。
復合膜是兩層薄皮的復合體先在布料上制成多孔支撐層，然后在其表面進行活化層的聚合反應。支撐層材料可采用聚砜，活化層可用聚脲。
復合膜的透水率、脫鹽率和流量衰減方面的性能都較優(yōu)越，它的出現(xiàn)大大減低了反滲透的操作壓力，延長了膜的壽命，提高了反滲透的經(jīng)濟效益。
原水的處理
為了避免堵塞反滲透器，原水應經(jīng)預處理，以去除水中的懸浮物，減少水的濁度；此外，還應進行殺菌，以防微生物在反滲透膜內(nèi)滋長。
1、懸浮物
懸浮物的多少是水質好壞的一個指標，如果懸浮的物質多，沒有及時過濾，就會在反滲透的膜上沉積，阻礙膜的透水率。從而使膜孔受堵而不能正常工作。所以在水進入膜的表面之前把懸浮物過濾掉。
2、濁度
濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。也就是說，由于水中有不溶解物質的存在，使通過水樣的部分光線被吸收或被散射，而不足直線穿透。因此，混濁現(xiàn)象足水樣的一種光學性質。如果水的濁度過大，就說明水的不溶解污染物很多，如果進入反滲透膜的孔中，同樣會堵住孔（孔徑＜5nm~40nm）從而使反滲透的膜失效。
3、微生物
微生物的種類很多，主要分為厭氧型生物和好氧型生物，厭氧型的微生物會把水中的氨或者有機氨氧化為氮氣和高價態(tài)的硝酸或者亞硝酸化合物，這些化合物的氧化性都比較強，而膜的組成是芳香族的酰氨在氧化劑的作用下會氧化，膜的孔徑會變形，聚合物的長鏈斷口，那么膜就起不到滲透作用就會失效給生產(chǎn)者帶來經(jīng)濟損失，目前膜都是國外進口的，很少有國內(nèi)的廠家生產(chǎn)而且價格昂貴。還有些微生物的大量繁殖會寄生在反滲透膜表面，同樣會物理堵住膜的孔。
4、污染指數(shù)
據(jù)水利電力部頒布的SDGJ2----85的規(guī)定，對反滲透器進水水質要求為表污染指數(shù)（FI）是一種人為指標，它用來表示水質受懸浮雜質污染的情況。其測定方法為：在一定的壓力下將水連續(xù)通過一個小型超濾器（孔徑為0.00045mm）,將開始通水時流出500mL水所需的時間（t0）記錄下來，通水15min后，再次測定其流出500mL水所需的時間（t0）記錄下來，通水15min后，再次測定其流出500mL水所需的時間（t15）。據(jù)此，就可按式1計算污染指數(shù)（FI）
此法實質上是測定超濾器受水中懸浮物的污堵情況。

反滲透器在長期運行后，就要清洗，否則就會結垢使產(chǎn)水率下降，則可用化學藥劑進行清洗。用來清洗的藥劑有稀HCl溶液，檸檬酸、亞硫酸氫鈉和六偏磷酸鈉等絡合劑，可根據(jù)具體情況選取。
一般的稀HCl溶液的電離程度很高，反應也很快，如果pH＞2會使得膜的性能下降，這些高聚芳香酰胺遇強酸和強堿其內(nèi)部+
發(fā)生變形。從而影響了其生產(chǎn)效率。
檸檬酸（C6H8O7）是中強酸，其結構有手性，所以有絡合作用，可以除垢效果很好。
亞硫酸氫鈉（NaHSO3）和六偏磷酸鈉絡合的性的緩沖溶液也可以除去垢，但是其中鈉離子可能有殘留，因為膜的電性是負的，鈉離子會吸附在表面也對膜不利。