王旭　張本善

【摘 要】目前，反滲透膜技術(shù)已在海水淡化、城市污水處理、工業(yè)廢水處理等各種水處理方面得到普及，并且該技術(shù)還具有高效、清潔、綠色、無污染、適用范圍廣等優(yōu)點，是當(dāng)今世界水處理的先進技術(shù)之一。

【關(guān)鍵詞】反滲透膜 水處理 應(yīng)用

把相同體積的稀溶液和濃溶液分別置于一容器兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側(cè)流動，稀溶液側(cè)液面會比濃溶液的液面低，兩側(cè)形成壓力差，最后達到滲透平衡，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓大小取決于濃溶液的種類、濃度和溫度，與半透膜性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力，濃溶液中的溶劑會向稀溶液側(cè)流動，此時溶劑流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。

反滲透去污是在利用反滲透原理的基礎(chǔ)上選擇合適的反滲透膜孔尺寸進行去污。反滲透膜上的眾多孔與水分子尺寸相當(dāng)，大部分有機污染物、膠體等物質(zhì)比水分子尺寸大，在向濃溶液側(cè)施加大于半透膜滲透壓的壓力時，大部分有機污染物、膠體、鹽類不能通過反滲透半透膜使得濃溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離。

一、反滲透膜技術(shù)就有以下幾個方面的特點。

1、分離過程中無相變發(fā)生，非常適用于熱敏物質(zhì)的分離；

2、應(yīng)用范圍廣，可除去絕大部分雜質(zhì)；

3、效率較高，壓力足夠大的情況下，可以截留納米級粒徑的溶質(zhì)；

4、分離過程中不需要另外加入其它物質(zhì)，對環(huán)境不會造成污染；

5、分離的推動力為膜兩側(cè)的壓力差，因此分離過程中所需要的裝置設(shè)備簡單，可操作性強，便于日常維護等。

二、反滲透水處理運行中注意事項

1、防止微生物對反滲透膜的污染

在運行過程中，需嚴(yán)格控制進入反滲透的進水水質(zhì)，控制進水的微生物量，定期分析反滲透給水、濃水及反滲透產(chǎn)水的細菌總數(shù)，計算細菌變化數(shù)值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)濃水中的細菌總數(shù)明顯增加，則反滲透膜上可能發(fā)生粘泥污染。在夏季可每周對其進行細菌分析對比，冬季頻度可減緩。在實際運行過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制加藥量，防止藥劑尤其是還原劑超標(biāo)。因為當(dāng)進水中存在硫還原菌（SBR），亞硫酸會成為細菌營養(yǎng)，為細菌的繁殖提供溫床。

2、防止膜的降解和破壞

芳香聚酰胺膜材質(zhì)脫鹽率高、通量大、操作壓力要求低，并有很好的機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及水解穩(wěn)定性，但不耐游離氯，抗結(jié)垢和污染能力差。運行中需嚴(yán)格控制進水余氯。一般情況下可通過游離氯監(jiān)測儀或ORP監(jiān)測儀。監(jiān)測儀對進水余氯進行監(jiān)測，儀表需進行定期校驗。當(dāng)余氯含量超過限值時，水不能進入反滲透裝置。當(dāng)余氯不慎進入反滲透裝置后，需用過量亞硫酸氫鈉（還原劑）去除余氯。

3、反滲透膜進行定期清洗

反滲透裝置每次停運前，對其進行去離子水對其進行大流量低壓沖洗，可降低膜污堵速度，也可延長反滲透膜的化學(xué)清洗周期。反滲透膜達到化學(xué)清洗要求或一段時間后，根據(jù)不同，使用不同藥劑對反滲透膜進行化學(xué)清洗，可使裝置運行性能較為提高。

三、反滲透膜在水處理方面的應(yīng)用

隨著地球可利用水資源越來越少，我國相關(guān)部門對水資源的控制比起以前也有了更為嚴(yán)格的控制制度，尤其是用水量較多的地區(qū)，需要的水資源多，排出的廢水污水也就相對較多，但隨著我國環(huán)境部門對環(huán)保的要求越來越高，對廢水污水排放量指標(biāo)的控制也越來越嚴(yán)格，這就導(dǎo)致了一些因為處理廢水的費用太高，而對排出的廢水不經(jīng)處理就直接流放到河流或空地，對環(huán)境造成了極大地污染，還會對人們的正常用水帶來污染。反滲透技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變著這種情況，利用反滲透設(shè)備在水處理中的應(yīng)用不僅可以實現(xiàn)淡水滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的水質(zhì)要求，而且還更為安全可靠。利用反滲透技術(shù)處理廢水的費用就目前來說費用還相對較高，但對于處理過的水可以經(jīng)過循環(huán)利用來說，還是比較合適的，因為這樣不僅可以減少對環(huán)境的污染，還能提供可重復(fù)利用的水資源，總的來說還是較為合理的處理方法之一。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水主要是依靠距離最近的地表水或地下水，由于人類以及工業(yè)用水的不斷增多，對地下水的需求也在逐年增多，使用水量增多的同時排出的工業(yè)廢水和生活污水也就較多，這就造成了地下水越來越淺，以及地下水受到的污染也越來越嚴(yán)重。一般情況下地下水水質(zhì)硬度較大時膠體懸浮物含量較少，相反的，地下水硬度較小時膠體懸浮物含量較多，排污水經(jīng)過反滲透技術(shù)的一級處理之后，水質(zhì)硬度是遠遠小于地下水和地表水的，不但能夠減少污水直接排放給大氣和地下水造成的污染，還可以把經(jīng)過處理之后的水作為循環(huán)補給水。

傳統(tǒng)的飲用水處理大都采用混凝-沉淀-過濾-氯消毒工藝。在這一傳統(tǒng)工藝中，混凝劑的用量大、最佳投量難以控制，并且氯消毒還會產(chǎn)生致癌、致畸、致突變的三氯甲烷產(chǎn)生。為了對飲用水進行深度處理，反滲透被大量采用。

以反滲透為主的醫(yī)藥用水處理工藝多為反滲透與活性炭吸附、離子交換、超濾或微濾相結(jié)合的綜合處理方式，也有采用二級反滲透或反滲透與蒸餾的組合。美國藥典規(guī)定：注射用水須用蒸餾法或反滲透法制取。英國及日本也將反滲透法制取醫(yī)藥用水錄人藥典。

純水、超純水是現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的原材料，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微電子、電力、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。我國從20世紀(jì)80年代起在純水、超純水制備系統(tǒng)中。采用以反滲透-離子交換為主導(dǎo)工藝，比單一離子交換工藝，其造水成本約下降30%，節(jié)省酸、堿耗量約90%，提高樹脂再生周期造水量約20倍。反滲透膜法分離技術(shù)的先進性，經(jīng)濟效益和環(huán)保社會效益已被大量反滲透工程實際運行結(jié)果所證實。

四、反滲透膜技術(shù)的發(fā)展趨勢

反滲透通常使用非對稱膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(shè)備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展。現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，其應(yīng)用范圍正在不斷擴大。

反滲透膜分離技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新的膜分離技術(shù)，由于其優(yōu)良的分離性能，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V泛。今后反滲透的主要發(fā)展方向：①開發(fā)抗氧化性、抗酸堿性以及高透水性的新型膜材料；②開發(fā)具有低能耗、抗污染、耐高溫、高壓和特種分離等性能的反滲透膜組件；③反滲透膜組件與超濾、微濾、納濾、EDI等膜組件的組合應(yīng)用；④新型氣體膜分離材料的研制。

總結(jié)；反滲透技術(shù)是一種通過反滲透膜將污水中的有害鹽分、有機物等從水中分離出來的新興技術(shù)，其技術(shù)的關(guān)鍵是反滲透膜，反滲透膜是一種具有選擇透過性的高分子膜材料，它對污水中的不同成分具有不同的滲透速率，其中水分子對膜的穿透速率較高，而可溶性鹽和其他一些分子量較大的有機物對膜的滲透速率較低，從而實現(xiàn)了雜質(zhì)與純水的滲透分離。常規(guī)的水處理技術(shù)只能減少廢水中的不容雜質(zhì)以及部分重金屬的含量，卻不能滿足更高的水質(zhì)要求，而反滲透技術(shù)可以取得更好的凈化效果，實現(xiàn)廢水的零污染排放或循環(huán)再利用，這對于水資源緊缺的我國來說，具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

1.徐洪斌，張林生.反滲透與超濾及其在水處理中的應(yīng)用.電力環(huán)境保護.2001.17（3）

2.譚永文張維潤沈炎章.反滲透工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢.膜科學(xué)與技術(shù).2003.23（4）

3.姜忠英夏明芳.反滲透在水污染控制中的應(yīng)用.污染防治技術(shù).2003.16（1）

4.靖犬為宋京.反滲透純水技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展與研究.工業(yè)水處理.2002.22（10）