反滲透膜在水處理方面的應用進展

劉雁鵬

摘要：本文簡要地概述了反滲透膜的原理及其特點，分析了反滲透膜在各行業水處理方面的應用，并對反滲透膜的污染及其清洗做了簡要介紹。

關鍵詞：反滲透膜；水處理；應用進展

中圖分類號：P747+.5文獻標識碼：A 文章編號：

反滲透膜是目前各種膜分離技術中在國內發展最為成功并且普及范圍最廣的一種膜技術，它于80年代初最先被應用于制備電子行業超純水及飲料行業飲用水， 并于90年代初在水處理方面得到廣泛應用。目前，反滲透膜技術已在海水淡化、城市污水處理、工業廢水處理等各種水處理方面得到普及，并且該技術還具有高效、清潔、綠色、無污染、適用范圍廣等優點，是當今世界水處理的先進技術之一。

1 反滲透膜基本原理及其特點

反滲透膜是一種以膜兩側壓力差為推動力從而達到使溶劑從溶液中分離出來的膜技術。為了產生壓力差，通常需要泵給膜一側的溶液施加壓力，當施壓的壓力超過溶劑的滲透壓時，溶劑就會按自然滲透的反方向進行反滲透，膜的低壓一側得到的就是滲透液，即透過膜的溶劑，高壓一側得到的就是濃縮液，即溶質濃度較高的溶液。反滲透膜技術中，膜是核心元件，通常為非對稱膜或者復合膜，根據合成膜材料的不同，又可分為：醋酸纖維膜（乙酰纖維膜、纖維素醋酸酯膜）、聚酰胺膜（包括脂肪族聚酰胺膜和芳香族聚酰胺膜）、聚本病咪唑膜（聚苯并唑酮膜或者聚酰亞胺膜）等。不同的膜，在不同的化學環境下具有不同的穩定性。

根據反滲透膜分離的原理，反滲透膜技術就有以下幾個方面的特點。① 分離過程中無相變發生，非常適用于熱敏物質的分離；②應用范圍廣，可除去絕大部分雜質；③效率較高，壓力足夠大的情況下，可以截留納米級粒徑額溶質；④ 分離過程中不需要另外加入其它物質，對環境不會造成污染；⑤分離的推動力為膜兩側的壓力差，因此分離過程中所需要的裝置設備簡單，可操作性強，便于日常維護等。

2 反滲透膜在水處理方面的應用

2.1 反滲透膜在醫藥純水方面的應用

醫藥純化水是指不含任何一種附加劑供醫藥的用水，對離子含量及電導率等都有一定的要求，其中電導率不得大于2μs/cm，重金屬含量不得大于0.3μg/l。為達到此要求，通常采用的方法就是反滲透法，包括反滲透—混床、二級反滲透、反滲透—電除鹽等，其中二級反滲透最為普遍。原水經過預處理除去其中懸浮物及大顆粒膠體雜質后，進入一級反滲透裝置除去絕大部分有機物、微生物、無機鹽等，再進入二級反滲透裝置，最后經過殺菌處理即可得到合格的醫藥純水。該工藝的核心裝置即為反滲透膜，也因為反滲透膜的應用，該工藝具有脫鹽率高、自動化程度高、環境污染小等諸多優點，其在醫藥純水方面的應用將會越來越廣。

2.2反滲透膜在脫鹽水方面的應用

脫鹽水系統的初始裝置由陽床、陰床、脫碳塔組成，簡稱兩床三塔式脫鹽水系統，其中陰陽床采用的是雙室雙層的浮動床技術。隨著工業的發展，生產裝置不斷的增加，生產所需的除鹽水的量也不斷上升，原來的兩床三塔式脫鹽水系統已不能滿足生產需要，反滲透膜技術就被應用到了新的脫鹽水系統中。研究表明，新的脫鹽水系統投入使用后，系統運行十分平穩，且與兩床三塔式脫鹽水系統相比，脫鹽水的水質的得到了進一步提高，對原水水質變化的范圍得到了擴大，脫鹽水系統設備運行的周期得到了延長，生產過程消耗的酸堿量得到了大幅度降低，酸堿廢液的排放量也大大減少。應用反滲透膜技術的新的脫鹽水系統，不僅擴大了脫鹽水的生產規模，滿足了生產需要，而且水處理能力得到了提高，還減少了原有兩床三塔式脫鹽水系統對環境的污染。

2.3 反滲透膜在含有重金屬離子的廢水處理方面的應用

常規處理含有重金屬離子廢水的方法是進行污染轉移，也就是說通過加入一定的化學試劑時廢水中的重金屬離子變成不溶于水的沉淀或者其他比較容易處理的形式，再進行填埋。但是，這種方法存在著可能會造成地下水及地表水的二次污染，危害沒有根除，仍然長久存在。反滲透膜技術因其較高的脫除率被應用到處理含有重金屬離子的廢水，國內外學者對此作出了廣泛而深入的研究，結果發現，反滲透膜技術能夠避免常規處理方式對環境造成的二次污染，并且其對重金屬離子的截留率很高。通過反滲透膜處理的廢水，水質良好，可以作為工業回用水，從而降低工業用水量。

此外，反滲透膜還在紡織行業的水處理、供暖鍋爐高電導率給水、含油廢水、垃圾滲濾液、城市污水等方面應用廣泛。相信隨著科技的進步，隨著創建環境友好型社會這一意識的不斷深入人心，反滲透膜的應用將會越來越廣泛。

3 反滲透膜的污染及清洗

反滲透膜在投入生產之后，在于各種水質接觸的過程中，就會受到污染，一旦受到污染，反滲透膜系統就會表現出壓力差變大、脫鹽率降低的現象，其生產能力也會將大大受損。常見的污染情況可以分為膠體污染、生物（主要是各種細菌微生物等）污染、顆粒堵塞及化學試劑結垢等。當出現污染情況是，必須及時對反滲透膜進行化學清洗?；瘜W清洗根據配方的不同可以分為酸洗、堿洗以及氧化清洗，清洗時刻根據污染的類型來選擇不同的化學清洗。一般來說，清洗的流程為首先用堿洗，洗去有機物及微生物等，再用酸洗洗去碳酸鹽類鹽垢，最后用專用清洗劑清洗徹底。

參考文獻

[1]張榮,張良忠,王青.反滲透膜分離技術在脫鹽水系統中的應用[J].科技信息,2011,(15)：453-454.

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