淺析反滲透技術在環境工程當中的應用

黃曄 于新泉

摘要：隨著人們對反滲透技術理論知識的不斷深人，以及在實際操作中對反滲透技術的不斷改進與發展，反滲透技術會發揮它在環境工程中的積極作用，從而更好地改善環境，更好地為人類謀福利。

關鍵詞：反滲透技術；環境工程；應用

前言

反滲透技術當前在環境工程得到了很好的應用，且隨著人們未來對之在理論方面的不斷深入以及技術的不斷發展與完善，使反滲透膜得到更進一步的改善，從而使其在環境工程的使用也更加有效。

一、反滲透技術的概論

1.1反滲透技術的基本原理

滲透技術是把溶劑從相關的溶液中分離出來的膜的分離過程，壓力差是滲透技術的主要推動力。反滲透技術又稱為逆滲透技術，主要是因為它和自然滲透的方向是相反的。反滲透技術根據不同材料的滲透壓不同，分離出大于滲透壓的材料，在進行提取、純化和濃縮。

1.2反滲透膜的分離機理

在反滲透技術中反滲透膜是最重要的部分，反滲透膜分為荷電膜和非荷電膜，以下是幾種主要的透過機理。

1.2.1氫鍵理論

Reid提出的氫鍵理論是把醋酸纖維看作是一個高度有序的矩陣結構的聚合物。當水進入醋酸纖維膜的非結晶部分后，和經基的氧原子發生氫鍵而形成結合水。當外界給水分子施加壓力時，水分子會從上到下通過一系列的形成氫鍵和氫鍵的斷裂而不斷地從一個氫鍵的位置移動到另一個位置，通過聚合物離開膜的表皮層進人膜的多孔層。

1.2.2優先吸附一毛細管流動

Sour提出的選擇吸附一毛細孔流機制是把反滲透膜當做一種微細多孔的結構物質，其基本的理論依據是與其相關的吸附方程，他認為膜的相關化學性質會對溶液的溶質產生一定的排斥作用。在實際的操作中，膜表面的濃度梯度會急劇

減少，溶液的膜表面會形成一層可以被吸附的純凈水層，純凈水層中的水分子還在反滲透的壓力下透過反滲透膜，離子的化合價越高，排斥效應越強。

1.3反滲透技術的特點

反滲透技術不論是理論知識還是實際操作，都是使用物理方面的知識，具有

很多強大的功能：（1）相對于其他的一些物理處理手段，反滲透技術只是采用了壓力作為推動力，其消耗應該是最低的。（2）反滲透技術在一般的室內溫度下既

可以進行工作，對室溫沒有態度的要求。（3）不適用任何的化學藥劑，自身沒有

任何的化學反應，對于環境幾乎的零污染。（4）相關的設備體積較小，占地面積不會太大，操作簡單有效，工作人員無需經常對設備維護。

二、環境工程中的反滲透應用

因為在反滲透膜分離法中，當分離效率越高，操作起來就會越容易且還具有占地面積小、運行費用低、耗能低等有點。另外，當膜與膜組件的性能提高的時候，反滲透技術將會更加頻繁被應用于環保領域，例如石油化工、紡織工業、廢水處理、造紙廠以及紙漿等等。

2.1重金屬廢水處理

在環境工程中利用反滲透技術對重金屬的廢水處理是比較常見和比較重要的。在對重金屬的廢水處理過程中通常采用超低壓的反滲透膜分離或稀釋溶液中的銅離子和鉻離子等，在進行了相關的反滲透處理之后，對離子的截留會隨著

進料壓力的增加而不斷增加，當壓力到達某一值時，反滲透技術對離子的截留率達到了百分之九十九以上。世界上的很多國家都把反滲透技術使用到了城市廢水處理當中，一部分的廢水在經過簡單處理后會被用做廁所沖水，還有一部在經過反滲透技術過后，可以拿來澆灌綠化植物，進而從實際行動上做到節約用水。

2.2城市垃圾的滲濾液處理

在我國城市的垃圾滲濾液中，水質是比較復雜的，且因為水量變化比較大，所以水中的有害污染物濃度比較高，包括氨氮以及金屬的含量。實驗證明，反滲透技術可以對水進行有效地處理，使水質的排放達到污染控制的一級標準。隨

著反滲透技術在實踐應用中不斷地加強，在環境工程中發揮的作用越來越明顯。

2.3印染廢水的處理

在印染等工業排放的廢水中含有較多的染料、助劑、無機鹽以及纖維雜質、酸堿等有害物質，同時也含有一系列的重金屬元素離子，如果直接排放會對環境產生巨大的污染和破壞，而如果使用反滲透技術對排放的污水進行有效地處理，可以緩解廢水對環境的污染。

2.4斗膜集成工藝處理廢水

近年來，膜技術廣泛應用于廢水中，較常用的膜技術主要有微濾、超濾以及反滲透等。集成膜處理具有流程簡單、運費低、系統穩定等優點。利用微濾或超濾處理。季廢水可以有效地出去水中的懸浮物、膠體以及病毒等雜物，出水可達到雜用水標準。納濾、反滲透則可以處理三級廢水，有效地去除廢水中的有機物及有害物質，出水可達自來水的標準。經微濾膜過濾和反滲透膜處理之后出水水質可達到飲用水的標準。

三、環境工程中反滲透技術的未來展望

3.1膜材料的研究與創新

隨著反滲透技術的進一步發展，無疑要對新的材料與工藝進行進一步的研究與開發，從而使反滲透分離技術對經濟效益的增加、競爭能力的提高以及應用范圍的擴大都有著更進一步的推動作用。 為了進一步的提高反滲透技術帶來的經濟效益就必須研制出性質更好、更耐壓、更耐熱、更具抗氧化性等更容易清洗的膜。

3.2膜分離技術的創新

為使反滲透技術在未來走的更遠更好，就需要開發和研制新的反滲透過程中新的膜的分離方法，開發出反滲透膜分離過程和其他膜分離方法聯合使用的工藝流程。例如將吸附同膜分離結合起來，蒸發同反滲透結合起來，離子交換樹脂同反滲透膜技術結合起來，冷卻同膜分離結合起來等等各種結合方式。

開發新的膜分離過程以及膜反應過程在對反滲透技術進行改進時可以將傳統的分離技術與新型的膜分離相結合，也可以將膜分離與反應過程相結合的膜反應討程提高反滲誘膜的伸用時間。

還可以對反滲透的預處理方法、氯化以及脫氯化加以改善，從而使反滲透膜的元件得到有效保護，進而使其使用壽命又能夠有所增加。

3.3降低操作壓力

壓力是反滲透技術主要的推動力，操作所需的壓力直接影響到投入生產能量的大小。目前，壓力成本是反滲透技術當中最高的一項成本，比反滲透薄膜的成本還要高。因此，降低反滲透技術當中的壓力是非常重要的，這將使反滲透技術未來發展中應該首先解決的問題。

3.4解決滲透膜污染問題

反滲透薄膜在經過長時間使用過后，會在當中累計相當多的污垢和雜質，這些雜會對反滲透薄膜產生污染。為此，應該大力開發反滲透薄膜清理技術，研究與反滲透薄膜相關的清潔劑，從而解決反滲透薄膜被污染的問題。

3.5加工工藝的提升

時代在不斷的發展，人們對任何的事物的要求都會越來越高，反滲透技術的

加工工藝也不例外，雖然現在的加工工藝能夠滿足人們生產的需求，但是在未來又有新的挑戰在等著我們，因此，我們應該做好一切的準備，加快研究反滲透的加工工藝，當新挑戰到來的時候，反滲透技術能夠穩定應對。筆者相信在未來，反滲透技術必定成為工業加工當中的主流，將會有越來越多的領域需要反滲透技術的加入。

結語

反滲透技術的出現，讓我們的生活和生產有了很大的改變，環保節能是現在

人們最為關注的問題，反滲透技術就很好的詮釋了這一特點，自身的特性加上獨特的工藝技術，更換了很多傳統工業加工方式，讓工業生產更加的環保節能。有助于推進環境工程取得更進一步的發展。

參考文獻

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