反滲透水處理技術的研究及應用

文_朱泓宇 趙海光

1. 昆明佩奇環保科技有限公司 2.云南省環境科學研究院，云南省重金屬污染控制工程技術研究中心

1 反滲透水處理技術應用的基本原理

近些年，反滲透水處理技術在城市水資源應用與處理等領域當中的應用愈加深入，反滲透技術是一種先進的分離隔斷技術，是利用具有精密性的模制液體加入到水資源當中，將想要分離的物質進行有效的分隔。采用的精密模制液體加入水溶液中后，能夠在兩側形成壓力差，對水溶液產生力的作用，使被處理的溶液反復地經過反滲透膜，從而將溶液中的溶劑進行分離。在精密模兩側形成的壓力差是處理期間的滲透壓，滲透壓值上升，則處理分離的效果也會同比例上升。反滲透水處理技術應用的關鍵設備是反滲透膜，這是一種緊密性良好的裝置，但卻極容易受到不良因素的影響，出現堵塞、污染或損壞等問題，這些問題會導致設備應用的質量和效果下降。該技術在水處理中應用時，需要對進水的水質進行管控，根據待處理水資源的水質情況酌情進行預先處理，使其水質達到相應標準后再放入反滲透裝置中。

2 反滲透水處理技術的研究及應用

反滲透水處理技術由于其先進、高能效等優勢，在城市生活用水、城市污水處理、工業廢水處理等多領域中應用，并且在不同領域中應用均發揮著顯著的作用，下面對反滲透水處理技術的具體應用情況進行分析研究。

2.1 反滲透水處理技術在城市生活用水中的應用

目前，我國城市生活用水主要來源于江河湖泊、地下水等，由于不同來源的水資源的組成成分存在差異，在將水資源提供給城市生活用水時，需要對水進行相應的處理，使水資源達到國家生活飲用水的標準后再提供給用戶。反滲透水處理技術在城市生活用水中應用，主要負責將自然水資源進行凈化處理，保證提供的水資源是健康、優質的。來源于江河湖泊的水資源，導電性為500us/cm，利用反滲透水處理技術將水資源當中的電導離子以及其中的雜質進行清除即可，使水資源的水質達到國家統一的飲水健康標準。來源于地下的水資源，其含鹽量、電導離子較高，利用常規的反滲透水處理技術無法將水質處理達到國家統一飲水健康標準，需要采用更加先進的反滲透工藝進行徹底的處理。目前升級的反滲透水處理技術應用以海水淡化為質量標準，通過使用8.5英寸的中空纖維組件，透水水質在200～250ppm，水回收利用率高達45%，該工藝性能可靠穩定。我國青海湖的湖水苦咸水淡化工程采用的就是升級版的登攀-1號反滲透水處理裝置，利用醋酸纖維素膜，對水中的鈣離子、鎂離子、四氧化硫離子有較高的脫除率，水回收率達到75%左右。

2.2 反滲透水處理技術在城市污水處理中的應用

城市污水處理是將污水資源中雜質與污染物進行清除，回收純凈的水資源，城市污水處理當中包括兩項環節，水資源回收和污水凈化。反滲透水處理技術在城市污水處理當中應用，能夠發揮節約水資源，提高水資源利用率的作用，能夠有效促進城市水資源的循環再利用發展。如今，利用高級的反滲透水處理技術，利用雙介質流反滲透系統進一步的優化技術應用水平，能夠更好地優化反滲透處理技術應用水平，污水處理的回收率在80%以上。

2.3 反滲透水處理技術在工業廢水處理中的應用

現代城市工業化發展水平提升，規模擴大，在工業生產活動中會產生大量的工業廢水，并且工業廢水當中含有大量的金屬、廢油等具有污染性的物質，對城市工業廢水的處理需要保持嚴謹性，要將工業廢水當中的污染物質進行清除，避免工業廢水排放造成環境污染問題。反滲透水處理技術在工業廢水處理中應用的專用裝置多樣化，能夠實現對工業廢水當中的電鍍、重金屬物質的全面分離。常用的工業廢水處理中反滲透處理裝置組件為內管式或卷狀式操作壓強在218Mpa，對鎳離子的分離率高達97.17%，水通量在0.15m3/(m2·d)時，鎳元素的回收率接近100%。

2.4 反滲透水處理技術在垃圾填埋場水處理中的應用

垃圾填埋場的水資源組成成分具有較強的復雜性，水資源當中包含的雜質種類較多，還包含大量的有機物質、重金屬物質、氨氮分子等，在水處理期間需要分離處理的物質較多，處理的工序也相對復雜，對水資源處理的方式還需要根據垃圾填埋的時間進行分析。目前我國在垃圾填埋場水處理中，反滲透水處理技術還沒有全面科學地應用，水處理技術水平較低。而一些發達國家已經將反滲透處理技術與其它的水資源處理技術進行有機融合，能夠實現對垃圾填埋場水質的高效處理，使垃圾填埋場的水質達到正常排放的質量標準。比如將反滲透處理技術與傳統污水處理、滲濾液廢水處理進行結合應用，以電導率為1400/(mS·m-1)，采用A 類濾液膜，濃縮倍數為4.8，當ρ（COD）/(mg·L-1)時，處理過后的水質就達到正常排放的標準。

2.5 反滲透水處理技術在食品和藥品生產中的應用

反滲透水處理技術在食品和藥品生產領域當中也有廣泛的應用，并且應用的歷程也比較長。反滲透水處理技術主要是應用于奶制品的濃縮、加工、乳清蛋白液回收等方面，其技術的應用能夠促進產品生產加工資源利用的有效提升，并保證生產產品的質量。經過多年的應用發展，反滲透水處理技術還在啤酒釀造生產當中得到應用，提高了啤酒、果汁等濃縮率，并大大改良了啤酒與果汁的口感。現代有很多的食品生產企業都應用反滲透水處理技術實現了水果濃縮汁的分離提取，例如從山楂果肉中提取濃縮汁和果膠干粉，就可以利用“反滲透水處理技術+超級過濾技術”，實現從山楂果實中提取3.5%果膠干粉、20Brix濃縮汁。在藥品生產中，反滲透水處理技術能夠將烏洛托品廢水中的氨和醛進行分解消除，其中的HA廢水提純能夠提升7倍，提純后通透量基本為0.85m3/(m2·d)，此時的提純溶液可以回收再利用。

3 反滲透水處理技術未來發展的相關建議

反滲透水處理技術從發展至今，在各領域的水處理當中都發揮著積極的作用，為水資源污染改善、水資源回收再利用、水資源凈化、水資源應用等方面的發展提供了助力。在未來發展中要持續加強對該技術的研發力度。首先，現代社會經濟各領域的發展都在持續深化環保節能原則、生態保護原則，反滲透水處理技術采用的技術裝置、技術方法在未來發展時需要向降低裝置運行使用能源消耗、提升水處理技術水平的方向發展，要不斷地提升水處理的質量，促進我國水資源的可持續發展。如今，超低壓型的反滲透性裝置就能夠在保持處理質量的基礎上降低裝置運行壓力值，實現運行能源消耗量的降低。

其次，目前反滲透水處理技術應用于多個領域，但是仍存在一些問題，如對水質的要求較高，對外界污染元素的抵抗能力較弱，現有的技術處理裝置在應用過程中比較容易出現損壞等情況。因而在反滲透水處理技術未來發展期間，需要對水質適用性、污染源抵抗能力進行全面的強化，提升裝置的應用性能，加強反滲透處理裝置的耐磨損性，促使技術應用能夠發揮更大的能效。目前，為了防止裝置受到污染，要使用相應的藥物進行清洗，但是這會使裝置的使用壽命相應減少。此種情況下，可以通過應用抗污染性強的系統來提高裝置的污染源免疫能力，解決這一問題。