反渗透膜技术研究与应用进展
水,由于其*特的结构,能够以分子簇的形式与几乎任何物质相互作用或是将其溶解,孕育了地球上几乎所有的生命形式。地球上水的起源至今仍然是个谜团,但是有一点已经非常清楚,那就是地球上水资源的有限性,干净而适于生活和生产用的水已经远远无法满足人类的需求。在许多地区,人口增长迅速,对水资源的需求量已经远远**出了传统水资源所能负担的程度。据世界银行估计,到2025年将会有**过48个国家和地区面临严重水资源短缺的问题,涉及到的人口将达到14亿,并且主要是在一些欠发达地区。到2035年,预计会有30亿人生活在严重缺水的地区。21世纪水资源正在变成一种宝贵的**资源,水资源问题已不仅仅是资源问题,更成为关系到各个国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。
今天,如何得到洁净的新生水(newater)已经成为世界关注的热点,人类一直以来都在不断地寻找解决办法。反渗透膜技术正是在这种背景下应运而生的,它为人类解决淡水资源短缺问题开辟了一条光明大道。反渗透是压力驱动的过程,所以它不涉及能量密集的相变或是价格昂贵的溶剂和吸附剂等,相对于其他传统的分离过程,反渗透具有设计和操作简单的优势,再加上其所具有的净化效率高、建造周期短以及环境友好等优点,已广泛应用于海水淡化与苦咸水淡化、纯水与**纯水的制备、饮用水净化、工业水处理、污废水处理,以及医药、化工和食品等工业料液处理和浓缩等。
反渗透膜预处理的目标
为了保证反渗透系统的水回收率、透过水质量、透过水流量的稳定、运行费用的化、膜使用寿命的化等,必须进行完善的预处理。具体的目标为:
1、 防止膜表面发生污染,即必须尽量去除悬浮固体、微生物、胶体物质及**物,从而防止这些物质在膜表面沉积或污堵在膜元件水流通道;
2、 防止膜表面发生结垢,即必须尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO3、BaSO3、SrSO3、CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积;
3、 防止膜承受物理和化学损伤,即必须尽量避免高温、较端的酸性水或碱性水、氧化剂等对膜的影响。
反渗透膜,是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5~10nm之间,透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好,而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团,因而水的透过速度相对较快。
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一、家用反渗透净水器
由于水质污染,以及生活质量要求的提高,家用净水器的普及率逐年不断提高。净水器的品种很多,倒底使用哪种净水器好呢?从净水功能及效果,以及出水水质,毫无疑问,**反渗透净水器。下图是2018年的净水设备市场占有比例,反渗透净水器目前已占了71.4%。
中怡康、新浪家居、腾讯家居联合进行了在线数据调查,调查居民在购买净水器时,希望是以何种过滤方式?其中希望使用反渗透技术的占了80%。
反渗透净水器的关键工序是反渗透,核心部件无疑是反渗透膜元件了。