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反滲透膜在水處理方面的應(yīng)用

對透過的物質(zhì)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(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)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(cè)時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時，濃溶液側(cè)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(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。

　　二、反滲透水處理運(yùn)行中注意事項

　　1、防止微生物對反滲透膜的污染

　　在運(yùn)行過程中，需嚴(yán)格控制進(jìn)入反滲透的進(jìn)水水質(zhì)，控制進(jìn)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(xì)菌總數(shù)，計算細(xì)菌變化數(shù)值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)濃水中的細(xì)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(jìn)行細(xì)菌分析對比，冬季頻度可減緩。在實(shí)際運(yùn)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?yàn)楫?dāng)進(jìn)水中存在硫還原菌(SBR)，亞硫酸會成為細(xì)菌營養(yǎng)，為細(xì)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(jī)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(yùn)行中需嚴(yán)格控制進(jìn)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(jìn)水余氯進(jìn)行監(jiān)測，儀表需進(jìn)行定期校驗(yàn)。當(dāng)余氯含量超過限值時，水不能進(jìn)入反滲透裝置。當(dāng)余氯不慎進(jìn)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(jìn)行定期清洗

　　反滲透裝置每次停運(yùn)前，對其進(jìn)行去離子水對其進(jìn)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(dá)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(jìn)行化學(xué)清洗，可使裝置運(yùn)行性能較為提高。

　　三、反滲透膜在水處理方面的應(yīng)用

　　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?yàn)樘幚韽U水的費(fèi)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(shí)現(xiàn)淡水滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)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(fèi)用就目前來說費(fèi)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?yàn)檫@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(bǔ)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(bǔ)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(jìn)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(jìn)性，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保社會效益已被大量反滲透工程實(shí)際運(yùn)行結(jié)果所證實(shí)。

　　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(jī)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(jī)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(kuò)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、EDl等膜組件的組合應(yīng)用;

　　④新型氣體膜分離材料的研制。

　　五、結(jié)語

　　膜污染問題對于反滲透水處理系統(tǒng)的運(yùn)行和效益起著至關(guān)重要的作用，它抑制膜的性能，使生產(chǎn)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(chǎn)中顯的很重要。

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