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反滲透膜在水處理方面的應用

對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜稱之為理想半透膜。當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發地向濃溶液一側流動，這一現象稱為滲透。當滲透達到平衡時，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。

　　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，需嚴格控制進入反滲透的進水水質，控制進水的微生物量，定期分析反滲透給水、濃水及反滲透產水的細菌總數，計算細菌變化數值。當發現濃水中的細菌總數明顯增加，則反滲透膜上可能發生粘泥污染。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，應嚴格控制加藥量，防止藥劑尤其是還原劑超標。因為當進水中存在硫還原菌(SBR)，亞硫酸會成為細菌營養，為細菌的繁殖提供溫床。

　　2、防止膜的降解和破壞

　　芳香聚酰胺膜材質脫鹽率高、通量大、操作壓力要求低，并有很好的機械穩定性、熱穩定性、化學穩定性及水解穩定性，但不耐游離氯，抗結垢和污染能力差。運行中需嚴格控制進水余氯。一般情況下可通過游離氯監測儀或ORP監測儀。監測儀對進水余氯進行監測，儀表需進行定期校驗。當余氯含量超過限值時，水不能進入反滲透裝置。當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清洗周期。反滲透膜達到化學清洗要求或一段時間后，根據不同，使用不同藥劑對反滲透膜進行化學清洗，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用

　　隨著我國環境部門對環保的要求越來越高，對廢水污水排放量指標的控制也越來越嚴格，這就導致了一些因為處理廢水的費用太高，而對排出的廢水不經處理就直接流放到河流或空地，對環境造成了極大地污染，還會對人們的正常用水帶來污染。反滲透技術的應用從根本上改變著這種情況，利用反滲透設備在水處理中的應用不僅可以實現淡水滿足循環冷卻系統補充水的水質要求，而且還更為安全可靠。利用反滲透技術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過循環利用來說，還是比較合適的，因為這樣不僅可以減少對環境的污染，還能提供可重復利用的水資源，總的來說還是較為合理的處理方法之一。

　　循環冷卻水系統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重。一般情況下地下水水質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，排污水經過反滲透技術的一級處理之后，水質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，還可以把經過處理之后的水作為循環補給水。

　　傳統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，并且氯消毒還會產生致癌、致畸、致突變的三氯甲烷產生。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藥用水錄人藥典。

　　純水、超純水是現代工業中一種十分重要的原材料，已被廣泛應用于半導體、微電子、電力、化工、醫藥等領域。我國從20世紀80年代起在純水、超純水制備系統中。采用以反滲透-離子交換為主導工藝，比單一離子交換工藝，其造水成本約下降30%，節省酸、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的先進性，經濟效益和環保社會效益已被大量反滲透工程實際運行結果所證實。

　　四、反滲透膜技術的發展趨勢

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

　　反滲透膜分離技術是20世紀60年代發展起來的一門新的膜分離技術，由于其優良的分離性能，它的應用領域將越來越廣泛。

　　今后反滲透的主要發展方向：

　　①開發抗氧化性、抗酸堿性以及高透水性的新型膜材料;

　　②開發具有低能耗、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、EDl等膜組件的組合應用;

　　④新型氣體膜分離材料的研制。

　　五、結語

　　膜污染問題對于反滲透水處理系統的運行和效益起著至關重要的作用，它抑制膜的性能，使生產效益大大降低，同時縮短膜的使用壽命。因此，了解膜污染來源和采取正確的措施防止膜污染在生產中顯的很重要。

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