高分子膜材料论文--反渗透海水淡化技术

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1、反渗透海水淡化技术——以色列Ashkelon海水淡化项目摘要：简要概述了反渗透原理及反渗透膜的种类，结合以色列的Ashkelon海水淡化厂，重点介绍反渗透膜主要是卷式膜在海水淡化中的应用，主要从其处理流程、主要设备和系统调试与试运行情况等方面进行介绍，并对该项目的社会和环境效益进行了简要分析，以期将膜法海水淡化技术在国外的成功建造和运营经验与同行进行交流。关键词：反渗透卷式膜海水淡化Abstract:Thisarticlebrieflytalksaboutthetypeofreverseosmosis(RO)membrane,andthetheoryofreverseosmosis(RO)

2、membraneusedforseawaterdesalination.givesadetailedofAshkelonintroductiontotheimplementationofspiral-woundROcartridgeinseawaterdesalination.Thetreatmentprocessmainequipmentsandcommissioningoftheplantareintroduce,andthesocialandenvironmentalbenefitsareanalyzed,aimingatexchangingthesuccessfulexperien

3、cesofoverseasprojectcaseswithChinesecolleagues.Keywords:RO,Spiral-woundROcartridge,Seawaterdesalination引言在全球总储水量中，淡水仅占0.5%，而海水占97%，随着世界各国经济高速发展和人口的迅速增长与集中，对淡水的需求也日益增加，海水淡化作为未来沿海淡水资源开发的首选，将成为沿海地区解决供水不足的重要途径之一。膜法与其他海水淡化方法相比，具有投资少、能耗低、淡化成本低、建设周期短等优点，可用于各种浓度的海水淡化和建造不同规模的海水淡化工程。随着膜技术的不断发展，采用膜法进行海水淡化的投资

4、和运行成本将不断下降。反渗透海水淡化(SWRO)技术自20世纪70年代进入海水淡化市场后，发展十分迅速。经过40多年的不懈努力，反渗透技术己经取得了令人瞩目的进展。目前反渗透膜(RO膜)与组件的生产己经相当成熟，膜的脱盐率达到99.8%，脱硼率达到95%，水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力也不断提高[1]。1反渗透膜的研究进展反渗透膜的发展经历了均质对称膜、不对称膜和复合膜3个阶段，不对称膜和复合膜是发展的两个重要里程碑。1953年Reid首次用6um厚的均质醋酸纤维素制得均质对称反渗透膜，标志反渗透膜科学研究的开始。Loeb和Sourirajan于1960年制得了世界上第一代不对称醋酸纤

5、维素反渗透膜，膜由致密皮层与疏松支撑层构成，其创新在于，以往的膜均为均相致密膜(约0.1mm厚)，传质速度极低，而不对称膜仅表皮层是致密的(约0.2um厚)，这使传质速度提高了近3个数量级。20世纪70年代优异的第三代复合膜研制成功，水通量是Reid均质渗透膜的10倍。目前第一代均质膜己在实际应用中被淘汰，第二代非对称膜仍在一定范围内应用，第三代复合型反渗透膜则广泛应用在各个领域[2]。卷式反渗透膜中，界而聚合聚酞胺反渗透膜是目前卷式反渗透膜的主流。卷式海水淡化膜脱盐率最高可达99.8%，脱硼率可达95%，耐压最高可达10MPa，功耗最低小于3kWh/m3，水通量最高可达38m3/d，图1

6、为目前卷式反渗透膜组件构造。我国反渗透膜技术的研究始于20世纪80年代后期。经过几十年的发展，在反渗透膜技术领域也取得了巨大成就，特别是通过改性等方法在膜材料、膜组件制备及应用方而取得了很好的成就，2008年国产反渗透膜脱盐率己达到99.7%，属于国际尖端水平。管式、卷式、中空纤维式，其中又以卷式和中空纤维式使用最为广泛。中空纤维式RO膜目前市场上主要为三醋酸纤维素中空纤维膜和芳香族聚酞胺中空纤维膜，由于显著的耐高压、耐氯气特性主要应用于温度较高、具有封闭性且微生物繁殖明显的海域如西亚的海湾地区，其在中东的市场占有率逐渐超过卷式膜。在中空纤维膜和卷式膜的多年较量中，卷式膜一直处于优势，卷式

7、膜组件装填密度大，使用操作简便，行业标准较统一，成本相对较低，是目前世界上使用最广泛的反渗透膜应用形式[3]。图1卷式膜2反渗透法淡化海水的原理如图2所示：用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象称渗透（图2-a）。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压；随着水的渗透，高浓度水溶