反渗透海水淡化技术的发展及延伸

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1、反渗透海水淡化技术的发展及延伸资料：www.huanbao.coml、前言水是生命的源泉，是社会和经济发展的命脉，是人类宝贵的不可替代的自然资源。当前缺水已成为世界性问题，成为制约社会进步和经济发展的瓶颈，解决水资源的供需矛盾，对我国的可持续发展是非常迫切的和重要的。我国沿海地区仅占全国土地面积的15％，人口的40％，但创造着60％以上的社会总产值，和全国一样，沿海城市，特别是北方地区以及岛屿的供水严重不足，形势严峻。沿海地区有丰富的海水资源，用海水淡化技术向大海要淡水，满足沿海城镇和岛屿对淡水的需求或紧缺需求，是自古以来人们所梦寐以求的，现

2、在已变为现实。反渗透海水淡化不仅技术上完全可行，而且在许分情况下是经济的。2、反渗透的发展概况海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。早在50年代，为解决“水的危机”，美国从52年起专设盐水局，74年后转为资源技术局，不断推进水资源和脱盐的技术进步，其中反渗透法海水淡化（SWRO）就是1953年据膜和海水界面有一纯水层而提出的；73年日本通产省下设造水促进中心，专门研究节能的脱盐技术，欧洲则在尤里卡等计划下推动海水淡化的发展，它们也都以膜法为重点。经过近50年的研究、开发和产业化，SWRO自70年代进入海水淡化市场之后，发展十分迅速。RO用膜

3、和组件已相当成熟，组件脱盐率可高达99.5％以上，有约20年的经验积累，SWRO工艺过程也逐渐成熟，近年来，功交换器和压力交换器的开发成功使能量回收效率都高达90%以上，从而使SWRO的本体能耗在3kWh/m3淡水以下，成为从海水制取引用水最廉价的方法，进一步增强了SWRO的竞争力。近几年来，在国际海水淡化招标中，SWRO以投资最低，能耗最省，成本最低，建造周期短等优势而屡屡中标。SWRO所以能如此成功，与其在膜、组器、设备和工艺等方面的创新性开拓是分不开的。下面是着几方面的简要的发展概况：3、反渗透的一些重大的创新进展3.1反渗透膜的进步在

4、反渗透膜发展的历史中，不对称膜和复合股的研发是创新的两个范例。3.1.1不对称膜Loeb和Sotrirajan于1960年制得了世界上第一高股盐率，高通量，不对称醋酸纤维素（CA）反渗透膜，其创新在于，以往的膜皆为均相致密膜（约0．lmrn厚），传质速度极底，无实用价值，而不对称膜仅表皮层是致密的（约0.2m厚）就这一点，是传质速度提高了近3个数量级，表1给出了1968年研制的CA－CTA膜的性能。目前通用的CA反渗透膜多用于表面水处理，表2给出了其基本的膜性能。3.1.1复合膜不对称膜在高压下中间过渡层有压密现象，使水通量下降，为此在196

5、3年提出了复合膜的概念，其创新点在子膜的脱盐层和支撑层分别由优选的材料来制备，如脱盐层（约0.2m厚）是芳香族聚酰胺，支撑层是聚砜，这是膜的性能进一步提高，表3给出了复合膜的典型性能。1968年研制的CA—CTA膜的性能膜类型测试条件膜性能海水浓度（mg/L）操作压力（MPa）温度（0C）水通量（L/m2.h）脱盐率（%）CA—CTA3500010.22520—3099.4—99.7CA—CTA100005.52580—10097—98目前通用的CA反渗透膜的性能膜类型测试条件膜性能海水浓度（mg/L）操作压力（MPa）温度（0C）水通量（L

6、/m2.h）脱盐率（%）CA15001.62512.596复合膜的典型性能膜类型测试条件膜性能海水浓度（mg/L）操作压力（MPa）温度（0C）水通量（L/m2.h）脱盐率（%）商品化时间TW20001.62540981980TWBWSW2000200035001.61.65.7252525404034989899.11985高脱盐型35005.7253499.51990超低压型抗污染型50015001.01.625255950989819953.2膜组器技术的不断发展反渗透膜组器技术的创新，伸膜的性能得以充分的发挥，这里特别提出的是中空纤维

7、反渗透器和卷式反渗透元件。3.2.1中空纤维反渗透器经过多年的研究开发，1970年美国DuPont公司推出B－9型苦咸水脱盐用中空纤维反渗透器，作为重大化工进展而获得1971年美国化工学会奖。其特点是：一支直径4英寸的反渗透器可内含90万条φ084μm，φ142μm的中空纤维，表面积达150m2，在2.6MPa下苦咸水脱盐可达8m3/d以上。3.2.2卷式反渗透元件同样地，自1964年提出卷式元件概念，经十多年的多次更新换代，卷式元件也于1970年代中商品化，其构思是数个膜对绕中心多孔产品水管卷起来，呈筒状，其中，膜对是由两张膜（脱盐层向外）

8、和置于中间的产水流道布组成，除靠中心多孔产品水管的一边外，其他三边都用粘合剂密封；使用时，将其放入压力容器中，这一构型使膜片的使用和生产（特别是复合膜）得以急剧扩展