關于反滲透水處理系統工程淺析

楊丕華，鄔翼天

摘 要：反滲透水處理技術是當代先進的水處理脫鹽技術，其應用領域越來越廣泛。它廣泛應用于電力、化工、石油、飲料、鋼鐵、制藥、電子、市政、環保等行業，既用于生產鍋爐補給水和飲用水、淡化海水、制備電子級超純水，也用于廢水處理、物質回收與濃縮的分離過程等領域。

關鍵詞：水處理；反滲透系統；工程

反滲透水處理技術成功應用于各個領域，在很大程度上是由于其操作簡單和運行經濟。它與許多高科技產品一樣，技術含量高，科技附加值高，但其使用易于掌握。反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域，在日常生活中的運用：各種各樣的熱水鍋爐，中央空調，換熱系統，家用中央空調、掛鍋爐等在特殊行業的運用：食品、制藥、酒精和其他工業用水設備力學防垢、除垢，磁化、殺菌滅藻建立環境友好的水電建設體系。

1 滲透基本原理

當純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側，這種現象稱為滲透，若在膜的鹽水側施加壓力，那么水的自發流動將受到抑制而減慢，當施加的壓力達到某一數值時，水通過膜的凈流量等于零，這個壓力稱為滲透壓力，當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉，此時，鹽水中的水將流入純水側，上述現象就是水的反滲透處理的基本原理。

反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病 毒等雜質無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。膜過濾后的純水電導率 5 s/cm， 符合國家實驗室三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾，出水電阻率可以達到18.2M .cm，超過國家實驗室一級用水標準（GB682—92）。

2 滲透預處理目的及考慮因素

使用反滲透系統時，尤其應注意原水預處理。為了避免堵塞反滲透系統，原水應經預處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度；此外，還應進行殺菌以防微生物的孽生長大。

由于反滲透對原水中的懸浮物的要求很高，所以常用一種水質對受懸浮物污染情況的污染指數來對水質進行檢測。此法實質上是測定反滲透系統受水中懸浮物的污堵的情況。進入反滲透系統水的污染指數以不大于5為宜，建議值一般小于3。預處理時還應該考慮到進水的pH值。各種半透膜都有其最適宜的運行pH值，故需按反滲透膜的要求，調節進水的pH值。預處理時還應該考慮到進水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的，但溫度過高會加快醋酸纖維素膜的水解速度，且使有機膜變軟，易于壓實。所以，對于有機膜來說，通常將溫度控制在約20—40℃范圍內為宜，復合膜溫度控制在約5—45℃范圍內為宜。

反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置，是解決無電和常規能源短缺地區人們生活用水問題的既經濟又可靠的途徑。反滲透淡化法不僅適用于海水淡化，也適合于苦咸水淡化。現有的淡化法中，反滲透淡化法是最經濟的，它甚至已經超過電滲析淡化法。由于反滲透過程的推動力是壓力，過程中沒有發生相變化，膜僅起著“篩分”的作用，因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現有海水和苦咸水淡化中，反滲透法是最節能的。反滲透膜分離的特點是它的“廣譜”分離，即它不但可以脫除水中的各種離子，而且可以脫除比離子大的微粒，如大部分的有機物、膠體、病毒、細菌、懸浮物等，故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱。

3 反滲透水處理技術的優缺點

反滲透技術是當今較先進、穩定、有效的除鹽技術；

*與傳統的水處理技術相比，膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低等優點，特別是幾種膜技術的配合使用，再輔之經其他水處理工藝，如石英砂、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等；具體優點有原水含鹽量較高時對運行成本影響不大，可連續運行，產品水水質穩定，無須用酸堿再生，不會因再生而停機， 節省了反沖和清洗用水， 以高產率產生超純水（產率可以高達95%）， 無再生污水，不須污水處理設施，無須酸堿儲備和酸堿稀釋運送設施，減小車間建筑面積， 使用安全可靠，避免工人接觸酸堿，減低運行及維修成本， 安裝簡單、安裝費用低廉.

缺點：預處理要求較高、初期投資較大.

4 反滲透水處理發展前景

反滲透海水淡化技術發展很快，工程造價和運行成本持續降低，主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統回收率，廉價高效預處理技術，增強系統抗污染能力等。

參考文獻

[1]馮逸仙，反滲透水處理系統工程，中國電力出版社，2004

[2]嚴煦世，范瑾初，給水工程，中國建筑工業出版社，1999

[3]張自杰，排水工程，中國建筑工業出版社，2000

作者簡介

楊丕華（1991-），男，漢族，河南林州人，鄭州大學給水排水2011級本科生。

鄔翼天（1994-），男，漢族，安徽合肥人，鄭州大學給水排水2011級本科生。