反滲透水處理技術及其應用趨勢研究

郭冠軍 韓夢龍 莫冰玉 海景雯

摘要：我國是一個水資源嚴重短缺的國家，水災害、水污染嚴重影響國家的經濟和環境發展。水污染治理刻不容緩，將反滲透技術處理應用在水污染處理技術中不僅能大大提升水處理效果還能使廢水有效回收利用。在水處理工作上做好反滲透技術應用尤為重要。反滲透水處理技術操作簡單、易于掌握、成本低廉得到人們的廣泛關注。本文圍繞淺析反滲透水處理技術的基本原理、反滲透水處理具體應用技術和反滲透水處理技術未來應用趨勢，三個維度展開深入解析。

Abstract： China is a country with severe water shortage. Water disasters and water pollution have seriously affected the country's economic and environmental development. The treatment of water pollution is urgent. Applying the reverse osmosis technology to the water pollution treatment technology can not only greatly improve the water treatment effect， but also enable the effective recycling of wastewater. The application of reverse osmosis technology in water treatment is particularly important. Reverse osmosis water treatment technology has attracted widespread attention due to its simple operation， easy grasp and low cost. This article analyzes the basic principles， specific application technology and future application trends of reverse osmosis water treatment technology， and conducts in-depth analysis in three dimensions.

關鍵詞：反滲透水處理;技術特點;應用前景

Key words： reverse osmosis water treatment;technical characteristics;application prospects

中圖分類號：TQ085.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）03-0201-02

0? 引言

隨著社會經濟的發展和工業的進步，水環境污染亦日趨嚴重，水環境污染問題成為世界性的頭號環境治理難題。水環境嚴重影響生態環境的同時，已經嚴重影響到人們的生產及生活問題。為此，加強水污染防治工作迫在眉睫[1]。反滲透技術在水污染中日益受到人們的關注。特別是在城市水污染治理、日常飲用水處理等方面得到普遍應用。

1? 淺析反滲透水處理技術的基本原理

反滲透膜是實現反滲透技術的核心元件，是具有一定特性人工半透膜，采用高分子材料，模擬生物半透膜材料制成[2]。

反滲透又稱逆滲透，是以壓力差為推動力，從水溶液中分離出溶劑的膜分離操作，是實現水過濾雜質的過程。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。技術原理是在高于溶液滲透壓的作用下，對膜一側施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會向反方向滲透，將這些物質和水分離開來[3]。在膜的低壓側得到的溶劑稱為滲透液;高壓側得到濃縮的溶液稱為濃縮液。若用反滲透技術處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。就可以使反滲透壓力，達到分離、提取、純化和濃縮的目的。

2? 反滲透水處理具體應用

2.1 反滲透水處理在城市水污染應用

有數據表明：中國是一個干旱缺水嚴重的國家，淡水資源總量不足28000億立方米，占全球水資源的6%（而中國人口占比全球超過18%），僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我國的人均水資源量只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。隨著城市化進程節奏加快，城市生產生活用水呈現逐年上升趨勢。城市對水污染治理包括對污染水的回收及凈化工作，污水處理廠將回收回來的污水通過凈化后，提取水中優質的淡水資源。反滲透水處理技術現已廣泛應用到城市水污染回收利用中。例如，日本屬于島國，地域狹窄、資源匱乏。日本政府對水資源問題高度重視。在日本污水處理廠注重對污水回收利用，將反滲透水處理技術通過改進后，提高污水回收率。

2.2 反滲透水處理在日常飲用水應用

在我國長江以北流域，城市用水多為地下水，地下水中鹽分及微生物含量較高，致使水分子中攜帶電離子含量極高。在這些地區的污水處理廠采用高科技反滲透水處理技術，提高地下水使用率。通過升級后的反滲透水處理技術使用8.5inch的中空纖維組件，透水水質在200～2500ppm，反滲透水處理工藝可靠穩定污水回收率高達45%[4]。

城市日常水污染處理采用反滲透水處理的集成技術，替代傳統沉淀+過濾+臭氧-活性炭等較粗處理工藝，100%去除市政給水中的藻類、微生物、細菌、大腸桿菌等，大幅降低殺菌用氯用量，保障飲用水安全。此項集成技術處理出的水質較為穩定，而且也不受未處理前的水質波動影響;處理工藝流程短，整體占地面積小（比傳統減少1/2-2/3）;使用壽命長，產水率高;是市政給水管理的發展方向。作為新一代自來水生產技術，能夠很好解決生活飲用水的安全和衛生問題，出水水質好，滿足或超過國家《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）[5-8]。

2.3 反滲透水處理在工業廢水中的應用

環境污染伴隨著工業發展而來，工業廢水中含有大量的金屬物質，工業廢水處理中主要是去除化學需氧量、懸浮物、硫化物、石油類、氰化物、六價鉻、鉛、鎘等物質。工業廢水區別于其他的廢水，根據排放廢水的水質結構制定不同的治理和回收方法。工業廢水回收是一項有效的防治水污染措施，既可以充分利用循環利用水資源，又可以有效減少和避免水環境污染。

針對現階段我國工業廢水反滲透水技術處理及應用實行分別收集的制度。反滲透水技術處理工藝在工業廢水處理中利用，符合工業經濟合理的總體設計原則，力求節能降耗、工程投資低、運行成本低、操作管理方便的廢水處理要求。其中，用于工業上，如處理鉻、鎬、鎳，含氰，含酸，含堿，含有大量重金屬離子和處理電鍍廢水的反滲透水處理裝置已經達到120臺套。在反滲透水處理裝置中的組件采用卷狀式及內管式結構，當裝置過濾運行時，壓強在218MPa，可以充分的、有效的對重金屬離子回收[9]。

2.4 反滲透水處理在火電廠中的應用

火電廠在水污染處理中，主要包括：沉淀、過濾、超濾、反滲透和電滲析幾個方面。為了達到火電廠廢水零排放的目標，廢水治理系統可分為廢水處理系統和廢水回收系統兩個部分。廢水處理系統由反滲透、弱酸及外排方式，其中，反滲透技術應用于處理微濾過程，將回水直接返還到管網中，有效提升水資源循環利用率減少水資源的浪費。廢水回收系統將火電廠內各處廢水集中回收后，利用電廠的除塵和除渣作用直接回收利用。通過反滲透技術在火電廠的污水處理中的應用，能夠高效的加快火電廠污染防治工作的發展。

3? 反滲透水處理技術未來應用趨勢

反滲透水處理技術具有低能耗、高效率等突出優點，是目前應用最為廣泛的分離技術之一。反滲透膜的性能是影響反滲透過程效率的決定因素，反滲透膜的研制一直是國內外膜領域的研究熱點。特別是近年來，石墨烯、碳納米管等新型材料展現出優異的水傳遞行為，成為新型反滲透膜材料的研究熱點[10]。

20世紀60年代，反滲透膜在廢水處理和海水淡化方面發揮了重要作用，隨著我國近年來對水污染治理力度上不斷的加強，在反滲透水處理技術和新型的反滲透膜研制領域將迎來新的發展機遇。反滲透水處理工藝應用向低耗能、高效率過濾水、抗污染、適用于更為廣泛的水質方向發展。反滲透水處理技術被廣泛應用，是現代社會對水環境及生態環境重視的結果，隨著時代的發展，必將加速反滲透水處理革新。當前我國反滲透水處理水平與外國技術相比存在一定差距。這需要提升國家對防治水污染工作高度重視的同時，相關行業積極開展反滲透水的研究實驗工作，開展在膜反應機制與膜性能調控研究、連續化成膜條件控制與膜結構關系、膜產品應用性能評價等將是規?；礉B透膜研究的方向工作，為反滲透水處理技術的發展助力[11-12]。

4? 結束語

隨著科學技術的發展、時代文明的進步，帶來人口數量的迅猛增長、水環境受到污染等一系列生態系統環境問題。水污染問題已經不單是地域性，逐步走向全球性。隨著時代發展，反滲透水處理技術被廣泛應用到廢水處理中，依托當代科學技術的變革創新和反滲透水處理技術的日趨成熟，充分發揮滲透膜在分離技術中的作用。更好的服務于水處理工作同時，提高污染水的回收利用價值[13]。

參考文獻：

[1]任冰雪，秦元真，趙明星.關于反滲透水處理技術的探討和應用[J].河南化工，2018，35（07）：43-44.

[2]紀文瑩.基于反滲透裝置在電廠水處理中的應用分析[J]. 中國科技投資，2017（29）：125-126.

[3]鄧旭.反滲透技術在電廠水處理的應用分析[J].科技創新與應用，2017（10）：132-133.

[4]馬睿.在水處理方面反滲透的應用與管理[J].黑龍江科學， 2018，9（20）：122-123.

[5]鄧旭.反滲透技術在電廠水處理的應用分析[J].科技創新與應用，2017（10）：132-133.

[6]牛如清，齊曉輝.電廠水處理中反滲透技術的研究、應用與維護[J].化學工程與裝備，2017（2）：159-161.

[7]祁本武.反滲透技術在電廠水處理的應用分析[J].中國資源綜合利用，2018，36（11）：52-54，58.

[8]胡豪，戴云信.制藥工程中反滲透技術的應用[J].好家長， 2017（02）：123-124.

[9]楊旭光.反滲透水處理設備在工業中的應用探討[J].化工管理，2018（33）：184-185.

[10]岳云波，陳白陽，段炫彤，等.反滲透技術在污廢水深度處理中的應用及研究進展[J].水處理技術，2018（1）：142-143.

[11]駱兆飛，許學軍.工業廢水處理中反滲透技術的應用研究[J].中國標準化，2017（12）：259-260.

[12]丁振山.反滲透在水處理方面的應用與管理[J].綠色環保建材，2018（06）：72，74.

[13]白雪.反滲透水處理設備在污水處理中的應用分析[J].化工管理，2018（23）：193-194.