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莱特莱德名称解释:什么是RO膜?

2009-12-25 02:23:32

  反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。反渗透技术中,反渗透膜的发展是该处理方法的核心技术,所谓渗透膜就是利用反渗透原理进行分离的液体分离膜。

  具体的说,反渗透膜上有许多小孔,孔的大小只允许水分子通过,盐类和杂质分子都比孔大而无法通过。反渗透膜的发展及应用经历了长期而复杂的过程。

  在国外,其发展概况为:1953年美国的Reid 提出从海水和苦盐水中获得廉价的淡水的反渗透研究方案,1960年美国的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不对称膜,从此RO作为经济的淡化技术进入了实用和装置的研究阶段。1960年洛布(Loeb)和索里拉金(Suan)制成了第一张高通量和高脱盐率的醋酸纤维素膜,为反渗透和超滤膜的分离技术奠定了基础。同年,Loeb和Milstein用他们研制成功的醋酸纤维素反渗透膜研究并组装成功第一个实验室规模的板框式反渗透膜装置。

  1961年美国Hevens公司首先提出管式膜组件的制造方法,1964年美国通用原子公司研制出螺旋式反渗透组件;1965年美国加利福尼亚大学制造出用于苦咸水淡化的管式反渗透装置,生产能力为19 t/d;1967年美国社邦(Dupout)公司首先研制出以尼龙-66为膜材料的中空纤维膜组件,1970年又研制出以芳香聚酰胺为膜材料的“PermaseB-9”中空纤维膜组件,并获得1971年美国柯克帕特里克(Kirkpatfiek)化学工程高奖。20世纪80年代初,美国就克服纤维素材料的缺点,研发出高水通量、高盐截流率的复合聚酰胺膜,使反渗透技术广泛应用于工业领域。

  20世纪70年代初期开始用RO法处理电镀污水,首先用于镀镍污水的回收处理,此后又应用于处理镀铬、镀铜、镀锌等漂洗水以及混合电镀污水。1965年英国首先发表了用半透膜处理电泳涂料污水的专利。此后美国P.P.G公司提出用UF和RO的组合技术处理电泳涂料污水,并且实现了工业化。1972-1975年J J .Porter 等人用动态膜进行染色污水处理和再利用实验。1983年L.Tinghuis等人发表了用RO法处理染料溶液的研究结果。1969年美国的J . C. V Smith 首先报道了处理城市污水的方法。30年来,反渗透(RO)技术先后在含油、脱脂废水、纤维工业废水、造纸工业废水、放射性废水等工业水处理、苦咸水淡化、纯水和高纯水制备、医药工业和特殊的化工过程和高层建筑废水等各类污水处理中得到了广泛的应用。尤其是近几年,一些新型的膜法污水处理技术逐一问世,如膜蒸馏、液膜、膜生化反应器、控制释放膜、膜分相、膜萃取等。我国的反渗透研究始于1965年,近年来反渗透技术在我国已得到广泛应用。反渗透技术初只用于海水淡化,后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面,产生了很高的经济效益

  在我国,膜技术的发展是从1958年离子交换膜研究开始的。1958年开始进行离子交换膜的研究,并对电渗析法淡化海水展开了试验研究;1965年开始对反渗透膜进行探索,1966年上海化工厂聚乙烯异相离子交换膜正式投产,为电渗析工业应用奠定了基础。1967年海水淡化会战对我国膜科学技术的进步起了积极的推动作用。1970年代相继对电渗析、反渗透、超滤和微滤膜及组件进行研究开发,1980年代进入推广应用阶段。1980年代中期我国气体分离膜的研究取得长足进步,1985年中国科学院大连化物所,首次研制成功中空纤维N2/H2分离器,主要性能指标接近国外同类产品指标,现己投入批量生产,每套成本仅为进口装置的1/3。进入90年代以来,复合膜的制备取得了较大进展。

反渗透膜

  RO膜应用领域

  食品工业:配方用水、生产用水制备

  饮料工业:配方用水、生产用水、洗涤用水制备

  制药行业:工艺用水、制剂用水、洗涤用水、注射用水、无菌水制备

  化学工业:生产用水、废水处理

  电力工业:锅炉补给水、循环冷却水

  电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水、配方用水

  饮水工程:纯净水制备、饮用水净化

  石油化工:油田注入水、石化废水深度处理

  海水和苦咸水淡化:海岛地区、沿海地区、船舶、海水油田等生产、生活用水。

  反渗透技术的发展历史

  1748年 Nollet发现渗透现象。

  1920年 Van’t Hoff建立了稀溶液的完整理论。

  1953年 发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。

  1960年 人类首次制成醋酸纤维素反渗透膜。

  1970年 芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器问世。

  1980年 全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件问世。

  1990年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场,从而为反渗透技术的发展开辟了广阔前景。

  1998年 低污染膜研发成功,进一步扩大了反渗透的应用范围。

  反渗透膜应用现状

  在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国内应用成功、发展快、普及广的一种。估计自1995年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增20%;据保守的统计,1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支,4英寸膜26000支。2000年和2010年的市场更为强劲,膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算,反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。

  国内反渗透膜工业应用的大领域仍为大型锅炉补给水、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、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。

  反渗透膜新进展

  超低压膜:由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点,自1999年以来超低压膜的应用比重日益增大,这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用为突出,大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势,目前使用超低压膜的大装置的产水量为650吨/小时。

  低污染膜:膜污染是反渗透应用中的大危害。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。

  耐高温、食品级、卫生级反渗透膜:普通水处理用反渗透膜的使用温度均为0-45摄氏度,但在需要耐90摄氏度高温杀菌的特殊场合,可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外,各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内应用。

  带正电荷的反渗透膜:现在广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酸胺,其膜表面均带有负电荷,现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜,这种膜目前主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中。日本日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10-15兆欧电阻率的高纯水;韩国现代电子公司的3个生产厂的合计终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8-9兆欧;上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外,在国内几个制药厂的5-20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1.7-3兆欧。

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