自來水處理過程中反滲透工藝的使用研究

李小增++夏斌++徐廣林

摘 要：在目前的市場環境下，反滲透工藝是分離效果最好、能耗最小的技術。本文以自來水為原水，通過實驗的方式，對反滲透工藝中的各種技術在自來水處理中的良好作用進行了論證。實驗結果顯示，反滲透工藝中的技術能夠從各個方面綜合起來對自來水進行凈化，最終使得自來水水質符合相關標準。

關鍵詞：自來水處理；反滲透工藝；使用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.050

在當今社會，由于環境污染導致的酸雨、工業廢水的大量排放以及化肥農藥等的過多使用，導致自來水水源的水質受到影響，對人們的生命健康造成威脅。經過相關領域專家學者的不懈研究，反滲透凈水技術應運而生，這對凈化水質起到了巨大的推動作用。

1 反滲透工藝

反滲透系統的基本原理是：利用半透膜的選擇截留作用，在比溶液滲透壓的壓力高的環境下，選擇只能透過水而無法透過其他物質的半透膜，然后利用壓力強行分開溶液中的溶劑和溶質。換句話說，就是將水中的細菌、微生物、溶解鹽以及有機物等祛除。由于膜污染在反滲透工藝中危害最大，因此最佳的反滲透膜應該具備較強的能夠承受微生物和化學物品侵蝕的能力。只有如此，膜才能在溶劑和溶質分離過程中在機械性能和分離性能方面表現出良好的穩定性，最終保證水質。如此說來，反滲透工藝一方面要實現反滲透脫鹽，另一方面還要進行預先操作，使反滲透膜在運行過程中滿足對參數的標準。本文采取實驗的方式，將自來水作為原水，對反滲透工藝的強效凈化作用進行論述。

2 反滲透凈水實驗

2.1 實驗步驟

本次實驗主要包括三部分：第一部分為預處理，第二部分為反滲透脫鹽，第三部分為紫外線消毒。其中第一部分由超濾、活性炭吸附和精密過濾三個環節組成；第二部分的組件是兩支反滲透膜組件。設計方式為一級兩段，這種設計能夠提高水的利用效率。

本次實驗的具體工藝為：先使用增壓泵，然后超濾，利用活性炭，再精濾，然后使用高壓泵，再進行反滲透，然后進行紫外線消毒，最終得出水質合格的自來水。

2.2 實驗器材

本次實驗所需器材主要包括反滲透膜、超濾器、活性炭、紫外線消毒燈、電導率儀以及濁度儀。其中反滲透膜是由美國Dow Filmtec公司生產的，型號為TW30LE—4040；超濾器是由佛山市中舜機械制造有限公司生產的，型號為HDZ—050，切割分子量50000；活性炭是由江蘇竹溪活性炭有限公司生產的，型號為GH—9；紫外線消毒燈是由上海馳唐精密儀器制造有限公司生產的，功率為10W；電導率儀是由杭州聯測自動化技術有限公司生產的，型號為DDS—12A；濁度儀是由無錫市光明濁度儀廠生產的，型號為H—STZ。

2.3 實驗方法

選取實驗條件差異較大的水進行測定，測定項目包括常規分析、污染指數分析、熒光光譜測定以及電導率測定。根據測定結果對反滲透工藝的凈水效果進行判定和評價。

3 實驗結果

3.1 超濾的凈水功能較強

超濾作為反滲透的首要環節，將自來水與水中的細菌、微粒、分子較大的有機物以及絕大部分膠體等物質強效隔離開，使自來水由濁變清，降低了自來水的污濁度，而且使其與反滲透工藝對水濁度的要求相契合。在本次實驗中，三組不同實驗條件的自來水的濁度由原來的2.67、2.72、4.86下降到0.21、0.20、0.24，濁度要求符合1.0NTU的規定。而且在污染指數（FI）方面，原自來水的FI值大于7，而超濾產水的FI值為2.1，處于反滲透膜進水的FI值區間之內。

3.2 活性炭的吸附能力較強

活性炭主要是對自來水中的有機物以及水消毒之后殘留的氯進行吸附。由于反滲透膜的主要材質為聚酰胺，余氯會對反滲透膜的材質進行侵蝕和破壞，因此必須使用活性炭進行吸附。活性炭對余氯的吸附能力較強。在本次實驗中，自來水的余氯濃度剛開始為0.7mg/L，100h之后下降至0.6mg/L，300h之后下降至0.39mg/L。

3.3 反滲透的凈水功能強大

反滲透的凈水功能強大主要體現在脫鹽性能和產水流量兩方面。在脫鹽性能方面，本次實驗對操作壓力及水回收率進行控制，然后分別對進水和產水時電導率的變化進行測量及記錄，由此能夠得出脫鹽率。本次實驗中在500h之后，脫鹽率的起伏變化不大，處于94%及以上的狀態，充分證明了該反滲透膜在脫鹽率方面的優勢。在產水流量方面，由于反滲透膜在運行過程中會逐漸受到污染，產水流量自然會逐步減少。而在本次實驗中，由于預先進行了處理，因此產水流量基本上處于較為平穩的狀態。

3.4 紫外線的消毒能力較強

雖然從理論層面上來看，反滲透膜能夠將自來水中的微生物完全祛除，但由于是實際操作過程中一旦系統停止運行，系統內極有可能產生細菌，這樣產出的水在有些情況下就無法不符合細菌學標準，因此必須進行紫外線消毒。在本次實驗中，進行紫外線消毒之后，產出的水經過多次檢測，結果都沒有測出細菌，完全符合自來水的相關標準。

除此之外，還必須對反滲透膜進行科學清洗。反滲透膜在利用過程中，因為種種原因會受到污染，而這會對脫鹽率等產生負面影響，因此必須進行清洗。清洗要達到使反滲透膜的產水流量恢復到之前水平。

4 結束語

由上述實驗可以得出，通過超濾、吸附、過濾、脫鹽以及消毒之后，所產出的水在各項指標方面均滿足相關標準和要求，因此證明反滲透工藝在自來水處理中是非常可行的。

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