探討反滲透裝置的實用性能

摘 要：反滲透裝置以其高效、環保、節能的優點得到廣泛關注，并在鹽水淡化、純水制備、污水處理等領域廣泛應用。本文對反滲透裝置的實用性能從使用前預處理、使用中注意事項及使用后的清洗進行詳細闡述，從而提出反滲透裝置局限性及未來發展方向。

關鍵詞：反滲透；鹽水淡化；純水制備；污水處理；

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-04-00-01

反滲透技術以其對小分子顆粒去除的高效性和節能性得到社會各個行業的認可與關注，反滲透裝置已在眾多領域得到廣泛推廣與應用。了解反滲透裝置的實用性能，對于企業和使用者來說，都是十分必要的。反滲透裝置的工作原理、運行環境及注意事項、反滲透膜的清洗與維護決定了反滲透裝置的實用性能。

一、反滲透裝置應用現狀

（一）反滲透裝置原理。滲透是一種自然現象，當兩種濃度不同的溶液在等壓條件下位于半透膜兩側時，濃度低的水分會透過半透膜滲透到濃度高的溶液中，反滲透技術是通過改變壓強，使滲透方向逆向進行，達到分離水與可溶物的目的，一般分離對象為可溶于水的鹽、膠體、微生物及有機物等小分子顆粒。反滲透裝置核心技術為選擇性透過溶劑的膜和膜兩邊的壓強差與滲透壓大小（實際生產中，需考慮膜的阻力）的控制。

（二）反滲透裝置應用現狀。在國內，對反滲透技術的研發開始于上世紀六七十年代，經過幾十年的努力，我國反滲透技術在工業領域的應用已經接近世界先進水平。反滲透裝置作為一套環保、節能的分離裝置，在各個行業得到應用，其主要應用方向可分為三大類：鹽水淡化、純水制備以及污水處理。

1、鹽水淡化。海水及苦咸水是含大量溶解性固體的水溶液，由于溶質種類及溶解性質不同，苦咸水沒有統一規定標準。一般來說，含鈣離子（Ca2+）、鎂離子（Mg2+）、碳酸根離子（CO32-）、硫酸根離子（SO42-）以及其他懸浮小顆粒較多的水質即可認作苦咸水。在高濃度鹽水淡化過程中，減少微溶物的結垢沉淀是關鍵環節，需要特別注意。

2、純水制備。在醫藥制造、化工生產、電力系統、半導體制造等領域對于純水及高純水的需求越來越多，單一離子交換工藝在純水制備中，成本較高。反滲透與離子交換結合制備純水，可大幅度降低生產成本，反滲透裝置的先進性、經濟性和環保性滿足了企業和社會的需求，因此得到廣泛使用。目前，純水制備領域中95%以上的處理裝置采用的是反滲透裝置。

3、污水處理。隨著經濟的發展、生活污水及生產污水的排放量與日俱增，據統計，我國污水排放量以每年接近20億噸的速度在增加。廢水中尤其是工業廢水中含有的大量金屬離子，既是污染物，也是一種資源。如果不經處理直接排放，造成了資源極大的浪費，也給環境帶來負擔。經反滲透裝置處理的污水，可回收90%以上的金屬離子，回收資源的同時，也達到了保護環境的目的。目前，反滲透裝置已經廣泛應用與鍋爐補給水處理系統、電廠廢水處理系統、印刷業污水處理系統等。

二、反滲透裝置使用注意事項

（一）反滲透裝置前預處理系統。為延長反滲透裝置中半滲透膜的使用壽命，減少清洗次數，可在裝之前添加與處于系統。預處理系統組成包括多介質過濾器、活性炭吸附裝置、絮凝劑添加裝置以及阻垢劑添加裝置。絮凝劑的添加量可由計量泵控制，以達到較好的去除膠體及懸浮物等小顆粒雜質的目的；活性炭主要是吸附異味及有機色素；阻垢劑可減少微溶鹽類，如碳酸鎂、硫酸鈣、氧化鐵、硅酸鈣等，在半透膜處結垢，提高滲透效果。

（二）反滲透裝置系統使用注意事項。反滲透裝置包括保安過濾器、高壓泵、膜元件、控制柜及清洗裝置，其中保安過濾器進一步分離小顆粒的雜質以及微量活性炭粉末，確保后續裝置運行的安全性和可靠性。反滲透膜以壓力為助力，去除水質中多余鹽類及可溶性的有機物、微生物等。反滲透裝置運行開始后，在穩定的工作環境中可以連續運行，當遇到意外事故需要停止裝置運行時，會對反滲透膜產生一定的機械作用力，這就影響了使用壽命。減少反滲透裝置停止和啟動次數，或降低停止或啟動時的運行環境改變，可有效保護滲透膜及反滲透系統。若反滲透裝置的運行環境變化，如溫度、待處理水質的濃度、回收率、產水量等因素發生變化時，會對反滲透膜及膜元件產生損害和污染，應盡量避免。

（三）反滲透裝置清洗。反滲透裝置中的反滲透膜對水質要求較高，水質中對滲透膜有損害的物質需要及時處理，如水中不溶解的懸浮物、小顆粒物質、有機小分子、微生物、剩余氯、微溶性鈣鹽等。正常情況下，反滲透裝置可半年清洗一次，若處理水質中含危害物質較少，可一年清洗一次。清洗液可采用以檸檬酸、鹽酸或者十二烷基磺酸鈉等為主要成分的產品，具體可根據系統說明或處理水質成分。對于嚴重損害或者堵塞的裝置，需要采取離線清洗的方法，或更換膜元件。

三、反滲透裝置存在問題

反滲透裝置在鹽水淡化、純水制備、污水處理等領域的使用已具規模，但仍存在一些局限性，限制了反滲透技術的應用范圍。主要問題有：增強反滲透裝置尤其是反滲透膜的抗污染性能，降低預處理系統的處理要求；如何衡量允許進入反滲透裝置的進水水質，污染指數（SDI）對于廢水處理適用的可行性；如何將實驗成果推廣到實際應用中，放大處理規模；反滲透裝置在農村污染飲用水的處理及微生物降解處理方面的應用有待于加強研發力度；研發具有多種構造的反滲透膜，以便能分離多種污染物及雜質；加大反滲透技術與其他處理技術聯合作業的研發力度，擴大反滲透裝置的實用性。

四、總結

反滲透裝置在鹽水淡化、純水制備和污水處理三方面的應用將越來越廣泛，并會隨著科學技術的發展不斷進行改進，如由傳統的中壓反滲透膜向低壓膜或超低壓膜，或由高壓膜向超高壓膜方向改進，以提高處理效果；另一方面，將反滲透裝置與其他處理裝置聯合，組裝為具有多種處理性能的凈水系統，擴大反滲透技術的應用領域。總之，反滲透裝置將在水處理領域發揮更大作用，前景十分廣闊。

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