反滲透的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景檔

1、反滲透地應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景賈兆霞(河北 唐山 摘要 : 反滲透技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛地一類水處理技術(shù).本文介紹了反滲透水處理技術(shù)地原理、運(yùn)行系統(tǒng)及其應(yīng)用前景.反滲透技術(shù)能有效去除各種溶解地和懸浮地有機(jī)和無機(jī)污染物, 已經(jīng)在海水淡化、鍋爐補(bǔ)給水脫鹽、印染廢水處理和垃圾滲濾液處理等方面得到了廣泛應(yīng)用 .b5E2RGbCAP關(guān)鍵詞 : 反滲透。反滲透膜。膜技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展The Application and developmenton the ReverseOsmosisp1EanqFDPwJia Zhaoxia(Tang shan,HebeiAbstract: The seperation me

2、chanism,membrabne pollution of the reverse osmosis membrane are desscribed in this paper,and the application situation of the reverse osmosis is discussed in detail .Finally,the applicative prospect of the technology is presented in the field of separation.DXDiTa9E3dKeywords: reverse osmosis 。revers

3、e osmosis membrane。 membrane technology 。application。 developmentRTCrpUDGiT 引言隨著水資源危機(jī)地加劇和水環(huán)境質(zhì)量地不斷惡化 ,水資源已演變成備受全世界關(guān)注地環(huán)境問題.對(duì)工業(yè)和生活廢水進(jìn)行處理從而轉(zhuǎn)化成可飲用水已經(jīng)成為解決水資源危機(jī)地一條重要途徑.目前世界上最先進(jìn)地水處理技術(shù)是薄膜反滲透(RO過濾1.反滲透過濾工藝由于不發(fā)生相變化和不需要酸堿再生,在能源緊張地今天具有非常重要地意義。并且,反滲透工藝生產(chǎn)過程中不使用酸、堿等對(duì)環(huán)境有害物.因此 ,在環(huán)境污染日益嚴(yán)重和人們地環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)地今天,反滲透過濾工藝有著廣闊地應(yīng)用

4、前景.5PCzVD7HxA1 反滲透地發(fā)展簡介我國地反滲透研究始于1965年,而 1967年開始地全國海水淡化會(huì)戰(zhàn)則為 CA 不對(duì)稱反滲透膜地開發(fā)打下了良好地基礎(chǔ)2.因此我國對(duì)反滲透地開發(fā)與國外起步時(shí)間相差不大.但事實(shí)上由于原材料及基礎(chǔ)工業(yè)條件限制，生產(chǎn)地膜元件性能偏低，生產(chǎn)成 本高，還沒有形成規(guī)?；a(chǎn).而對(duì)超濾地研究探索則開始于 70年代初.近年來反滲透 技術(shù)在我國已得到廣泛應(yīng)用.反滲透技術(shù)最初只用于海水淡化，后來逐步擴(kuò)大到苦咸 水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面，產(chǎn)生了很高地經(jīng)濟(jì)效益.jLBHrnAILg2反滲透原理3對(duì)透過地物質(zhì)具有選擇性地薄膜稱為半透膜，一般將只能

5、透過溶劑而不能透過 溶質(zhì)地薄膜稱之為理想地半透膜，當(dāng)把相同體積地稀溶液（例如淡水 和濃溶液（例如 鹽水 分別置于半透膜地兩側(cè)時(shí)，稀溶液中地溶劑將自發(fā)地透過半透膜向濃溶液一側(cè) 流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透.圖1是滲透膜地選擇性示意圖.XHAQX74J0X當(dāng)滲透過程達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液側(cè)地液面會(huì)比稀溶液地液面高出一定高度，即形 成一個(gè)壓差，稱為滲透壓.滲透壓地大小取決于溶液地固有性質(zhì)，即與溶液地種類、濃 度和溫度有關(guān)而與半透膜地性質(zhì)無關(guān).若在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓地壓力 溶劑地流動(dòng)方向?qū)⑴c原來地滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為反滲透（見圖2.圖1滲透示意圖反滲透裝置就是利上述

6、這一原理.LDAYtRyKfE大會(huì)上升到III圖1滲透膜地選擇性示意圖圖2反滲透示意利用高壓泵將待處理水增壓后，借助半透膜地選擇截留作用來除去水中地?zé)o機(jī) 離子,由于反滲透膜在高壓情況下，只允許水分子通過，而不允許鉀、鈉、鈣、鋅、病 毒、細(xì)菌通過，所以它能獲得高質(zhì)量地純水.Zzz6ZB2Ltk為了避免腹地淤塞，必須經(jīng)常沖洗鹽水側(cè).當(dāng)水滲透通過膜后，大部分地鹽被留在 鹽水側(cè)，因此鹽水側(cè)地溶液濃度變得越來越高.如果不把廢棄溶液排掉，鹽水側(cè)地礦物 質(zhì)濃度最終會(huì)超出溶質(zhì)地溶解度范圍，會(huì)析出而在膜上形成水垢.為了避免鹽水側(cè)地 濃度過高，在低壓系統(tǒng)中，回收地滲透物地體積一般保持在給水體積地1%30%.比如說

7、,每輸入5 L地水可回收1 L地滲透物，這時(shí)地膜就是以20%地回收率運(yùn)行.dvzfvkwMii反滲透系統(tǒng)中地半透膜4:RO系統(tǒng)中所用地半透膜是由密度不均勻地薄層澆鑄 而成地聚合體.也就是說，它們有一層極薄地（大約是1英寸地百萬分之幾 、高密度 地阻礙層，底下為多孔性地大約有千分之幾英寸厚地支撐層.圖3表示了腹地橫截面 地密度差異.rqyn14ZNXII X X X X X X XXX J(圖3半透膜地橫截面現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)出了各具優(yōu)點(diǎn)地不同結(jié)構(gòu)地膜，最普遍地膜結(jié)構(gòu)是螺旋形繞制地5 這種膜結(jié)構(gòu)是將膜沿管繞制而成，在腹地兩半部分之間還安置了篩網(wǎng).膜被黏貼在管 上，膜間還放置了一個(gè)間隔篩網(wǎng)，并在三個(gè)開口

8、邊予以黏合，最后整張膜被緊緊地纏繞 在產(chǎn)品管上.模塊地這種結(jié)構(gòu)比管狀結(jié)構(gòu)能夠提供更多地接觸面積.然而,由于給水必 須沿間隔篩網(wǎng)所形成地渠道流動(dòng)，塵粒很容易被俘獲，因此，一般推薦使用5pm地預(yù) 過濾器.EmxvxOtOco與傳統(tǒng)地水處理方法相比，反滲透技術(shù)有以下特點(diǎn)：在常溫條件下，采用無相變 地物理變化對(duì)溶質(zhì)和水進(jìn)行分離。雜質(zhì)去除范圍廣，不僅可以去除溶解地?zé)o機(jī)鹽類,而且還可以去除各類雜質(zhì)。較高地除鹽率和水地回用率，可截留粒徑幾個(gè)納M 以上地溶質(zhì)。 設(shè)備緊湊，占地面積少，自動(dòng)化程度高，操作簡單，運(yùn)行費(fèi)用也低。 不用大量地化學(xué)藥劑和酸、堿再生處理，化學(xué)廢液及廢酸、堿地排放量大大減少，環(huán)境效益及社會(huì)效

9、益好6,7，8.SixE2yXPq53RO/LX除鹽系統(tǒng)介紹9反滲透技術(shù)地特點(diǎn)：在外加壓力地作用下，使水溶液中地某些成分選擇性地通過， 從而達(dá)到淡化、凈化或濃縮分離地目地.生水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足原有地二級(jí)離子除鹽工藝地進(jìn)水要求.離子交換樹脂發(fā)生污染和降解，多次出現(xiàn)再生不合格地現(xiàn)象，除鹽 設(shè)備出力大大降低，周期制水量明顯減少，酸堿耗量急劇增加，環(huán)境污染加重，并且不能 保證供給足夠合格地除鹽水.因此增加了反預(yù)滲透預(yù)除鹽，采用RO/LX除鹽方式.RO/LX除鹽系統(tǒng)介紹水處理除鹽系統(tǒng)改造為：在原有地生水加熱器和二級(jí)離子除 鹽系統(tǒng)增加反滲透系統(tǒng).生水加熱器反滲透處理技術(shù)地核心是膜質(zhì)量和預(yù)處理水 平.6ew

10、MyirQFL與傳統(tǒng)地離子除鹽地水處理技術(shù)相比，具有如下地特點(diǎn)：分離過程中不用加熱，無 相變化，能耗少。設(shè)備緊湊，占地少。操作簡單，適用性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率。出水水質(zhì)穩(wěn)定合格。耗酸堿量降低，廢水排放量少，大大減少了環(huán)境污染。RO/LX系統(tǒng)與LX系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益比較10而言，增理不但使水質(zhì)大大改善，而且經(jīng)濟(jì)效 益也十分明顯.kavU42VRUs 4反滲透膜地應(yīng)用11(1用于海水、苦堿水淡化12反滲透膜分離技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于海水淡化.在全世界海水淡化裝置中約有30%用反滲透方式來實(shí)現(xiàn)，用反滲透膜可脫去海水中 99%以上地鹽離子.我國早在 1968年起就在山東潮連島試用反滲透膜分離技術(shù)

11、從海水制取飲用水.在示范工程地引導(dǎo)下，我國已建成百噸級(jí)以上反滲透海水淡化工程十余個(gè)，合計(jì)日產(chǎn)水為近30kt.y6V3ALOS89(2用于處理重金屬廢水對(duì)于處理重金屬廢水,國內(nèi)外均進(jìn)行了廣泛地研究.從 20 世紀(jì) 70 年代開始,反滲透已用于處理電鍍廢水,在具體工程中,反滲透法已大規(guī)模用于鍍鋅、鎳、鉻漂洗水和混合重金屬廢水地處理.目前 ,我國約有100 套反滲透裝置應(yīng)于電鍍廢水地治理,組件多采用內(nèi)壓管式或卷式.據(jù)報(bào)道,用反滲透處理銅氰電鍍漂洗水已獲成功 ,截留率在99% 以上.工業(yè)規(guī)模地反滲透系統(tǒng)被某廠用來處理磷酸鋅電鍍廢水,可使 90%地廢水得到回用.研究表明,反滲透法還可用于處理鍍銀漂洗水.

12、M2ub6vSTnP(3用于純水、超純水制備13大慶宏偉熱電廠化學(xué)二分廠在鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)地離子交換前,增加反滲透除鹽裝置 ,出水水質(zhì)穩(wěn)定,達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)行費(fèi)用每年節(jié)省1135.47 萬元 .包鋼薄板廠新水處理站采用反滲透技術(shù)處理黃河原水,經(jīng)過近一年地運(yùn)行證明,工藝可行 ,效果理想 ,經(jīng)過反滲透處理后地出水水質(zhì)可達(dá)到脫鹽水地水質(zhì)要求.0YujCfmUCw(4用于食品、飲料制造14一般反滲透膜耐熱性為40左右，不適宜用NTR-759 729HG于熱水殺菌等工藝用途.NTR-759、 729HG 等新開發(fā)地膜可用于90下加熱殺菌,可在下60下連續(xù)使用 ,因而可用于食品制造中地濃縮、分離等.

13、用管式反滲透法濃縮脫脂奶,可將固形物含量從原來8.5 提高到 27%,固形物透過率只有0.15%-0.2%,該技術(shù)在國外已得到成功應(yīng)用 .eUts8ZQVRd5 環(huán)境等其他效益15,16增加反滲透裝置每年可少耗大量地酸和堿,大大減少了酸堿對(duì)環(huán)境地污染,能取得很明顯地環(huán)境效益.環(huán)保要求中和池地廢水必須中和合格后排放.設(shè)計(jì)上采用加酸和加減中和及壓縮空氣攪拌地工藝 ,調(diào)整 pH 地工作量大.增加反滲透后再生地次數(shù)大大減少 ,酸堿排放量也大大減少,中和池地中和和排放次數(shù)相應(yīng)減少,因此大大減輕運(yùn)行人員地勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率.反滲透膜技術(shù)在制藥行業(yè)地應(yīng)用:為了適應(yīng)制藥用水越來越高地要求而被廣泛應(yīng)用 ,它

14、與傳統(tǒng)地制水工藝相比具有顯著地經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 .隨著醫(yī)藥行業(yè)地發(fā)展,制藥用水地水質(zhì)要求也在逐步提高,傳統(tǒng)地制水工藝如離子交換法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其要求,為了適應(yīng)這一發(fā)展地需要,先進(jìn)、有效地水質(zhì)凈化技術(shù)反滲透膜技術(shù)廣泛應(yīng)用在制藥行業(yè)水處理系統(tǒng)中.sQsAEJkW5T6 應(yīng)用研究前景及結(jié)語17反滲透膜分離技術(shù)是20世紀(jì) 60年代發(fā)展起來地一門新地膜分離技術(shù),作為分離領(lǐng)域地一個(gè)分支,具有廣闊地發(fā)展前景.由于其優(yōu)良地分離性能,它地應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V泛.今后反滲透地主要發(fā)展方向：開發(fā)抗氧化性、抗酸堿性以及高透水性地新 型膜材料.開發(fā)具有低能耗、抗污染、耐高溫、高壓和特種分離等性能地反滲透 膜組件.反滲透

15、膜組件與超濾、微濾、納濾、 EDI等膜組件地組合應(yīng)用.新型氣體膜分離材料地研制 11.另外 ,率先應(yīng)用于航天工業(yè)地高技術(shù)RO 系統(tǒng)已經(jīng)顯示出其強(qiáng)大地商業(yè)價(jià)值和市場前景. 由于反滲透工藝對(duì)水中地?zé)o機(jī)鹽、有機(jī)鹽、微生物、熱源、膠體等具有良好地去除效果,因此發(fā)展與推廣很快,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于飲料、食品、醫(yī)藥、化工、電子等領(lǐng)域18.有資料預(yù)測(cè)反滲透工藝將取代其它工藝成為適用于任何水源地首選水處理方案.在水資源普遍匱乏地今天,對(duì)工業(yè)企業(yè)而言,如何提高水利用率以及降低水處理成本將是關(guān)系到企業(yè)以及社會(huì)利益地大問題 ,而新地水處理方法也在不斷地發(fā)展和成熟.膜分離技術(shù)作為一種新興地單元工藝 ,在水處理中所起地作

16、用將會(huì)越來越重要.在水處理中運(yùn)用膜分離技術(shù),可以避免離子交換法經(jīng)常出現(xiàn)地諸如 :由水質(zhì)惡化引起地離子交換樹脂污染、穿透、再生周期縮短,出水水質(zhì)惡化、用藥量增多等問題 ,同時(shí)降低了運(yùn)行成本以及水處理成本,切實(shí)解決了目前所面臨地很多問題 19 .GMsIasNXkA參考文獻(xiàn) :1 王樹勛,王立蓉.反滲透技術(shù)研究現(xiàn)狀.甘肅科技 ,2005,21(12:187188.2 魏 揚(yáng) 程 , 周 志 宏 . 反 滲 透 水 處 理 設(shè) 備 在 水 處 理 中 地 應(yīng) 用 . 中 國 衛(wèi) 生 工 程 學(xué) ,2005,4(4:246248.TIrRGchYzg3 趙文華.反滲透技術(shù)在制藥行業(yè)中地應(yīng)用.醫(yī)藥工程設(shè)

17、計(jì)雜志,2001,22(1:2124.4 李芳蘭.工業(yè)用水處理新技術(shù).凈水技術(shù) ,1998,66(4:5659.5 宋杜玲,郭利軍.反滲透水處理廢水地回收和利用 .節(jié)能 ,2005,(6:3940.6宋代彬，童剛，楊久宜.反滲透技術(shù)在大型合成氨裝置水處理中地應(yīng)用J.工業(yè)水處 理,2007,27(8:87-89.7EqZcWLZNx7 任建新 .膜分離技術(shù)及其應(yīng)用 M. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社,2002,1-5.8 李 曉 波 , 林 鐵 . 反 滲 透 技 術(shù) 處 理 煤 化 工 高 氨 氮 廢 水 探 討 . 工 業(yè) 給 排 水，2008,30(4：1920lzq7IGf02E9 宋杜玲,郭

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