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【純水設備http://www.chinajch.com】反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結合制取高純水，其應用范圍正在擴大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
反滲透技術通常用于海水、苦咸水的淡水；水的軟化處理；廢水處理以及食品、醫(yī)藥工業(yè)、化學工業(yè)的提純、濃縮、分離等方面。此外，反滲透技術應用于預除鹽處理也取得較好的效果，能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上，樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此，不僅節(jié)約費用，而且還有利于環(huán)境保護。反滲透技術還可用于除于水中的微粒、有機物質、膠體物，對減輕離子交換樹脂的污染，延長使用壽命都有著良好的作用。與其他傳統(tǒng)分離工程相比，反滲透分離過程有其獨特的優(yōu)勢：（1）壓力是反滲透分離過程的主動力，不經(jīng)過能量密集交換的相變，能耗低；（2）反滲透不需要大量的沉淀劑和吸附劑，運行成本低；（3）反滲透分離工程設計和操作簡單，建設周期短；（4）反滲透凈化效率高，環(huán)境友好。因此，反滲透技術在生活和工業(yè)水處理中已有廣泛應用，如海水和苦咸水淡化、醫(yī)用和工業(yè)用水的生產(chǎn)、純水和超純水的制備、工業(yè)廢水處理、食品加工濃縮、氣體分離等。
海水和苦咸水淡化
20世紀60年代以來，反滲透脫鹽已成為一種獲取飲用水的重要途徑，是解決淡水資源緊缺的一種有效方法。反滲透脫鹽技術主要應用在兩個方面：海水淡化和苦咸水脫鹽。
全世界海水淡化裝置中約有30%是利用反滲透技術實現(xiàn)的，通過反滲透膜可除去海水中99%以上的鹽離子， [2] 得到可飲用的淡水。以色列的反滲透海水淡化技術比較領先，2005年阿什克倫建造了當時世界上最大的反滲透海水淡化裝置，產(chǎn)水量為3.3×105m3·d-1，占到以色列全部水需求量的15%，產(chǎn)水成本約為0.53美元·m-3。我國最大的反滲透海水淡化站位于大連市長海縣。
苦咸水在我國北方地區(qū)分布較為廣泛，含鹽離子較多，可通過反滲透技術進行除鹽淡化處理，達到飲用水標準。馬蓮河流域示范工程利用馬蓮河上游環(huán)江苦咸水資源，采用反滲透膜技術，建立1000m3·d-1苦咸水淡化工程，出水水質達到國家生活飲用水衛(wèi)生標準，有效解決了環(huán)縣城區(qū)5萬居民飲水問題。何緒文、姚永毅、孫魏等均對苦咸水進行過反滲透處理的實驗研究，系統(tǒng)脫鹽率>95%，出水水質優(yōu)于國家飲用水標準。
海水和苦咸水淡化是反滲透技術的傳統(tǒng)應用領域，存在的問題仍然是操作壓力偏高，能耗較大，另外海水中的Cl-對反滲透膜也有較大的污染，阻礙了反滲透技術在該領域的進一步推廣。低壓、低能耗、抗污染、抗氧化的反滲透膜正在積極的研發(fā)之中，以便從根本上解決現(xiàn)在存在的問題。
純水和超純水的制備
反滲透+混床水處理技術改進了原來的全離子交換制水工藝，運行期間，產(chǎn)水增加，水質改善，大幅度降低了制水成本。此外，許多科研人員均對反滲透+電去離子法制取純水進行了實驗研究，達到了預期結果，證實了反滲透+電去離子法制取高純水的可行性。通過控制反滲透的級數(shù)可制取不同純度脫鹽水。隨著反滲透級數(shù)的增加，脫鹽水的純度提高，但是出水量減少，水利用率降低，因此，反滲透裝置連用一般不會超過二級，通常將反滲透與電去離子技術聯(lián)用，不僅克服了反滲透出水不能徹底除鹽的不足，還可以提高電去離子裝置的進水水質，防止電去離子設備損壞，提高整體凈水效果。
工業(yè)廢水處理
工業(yè)廢水處理是除脫鹽和純水的制備領域外，反滲透技術應用最多的一個領域。工業(yè)廢水處理具有降低生產(chǎn)成本，保護環(huán)境，實現(xiàn)廢水資源化等多重意義。由于反滲透膜對進水要求較高，運用反滲透技術對廢水進行深度處理時，往往還要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH調節(jié)等預處理工藝。
重金屬廢水處理
反滲透技術在重金屬廢水處理中應用較早，國內外均對此進行了大量的研究。早在20世紀70年代，反滲透技術已經(jīng)在電鍍廢水處理中有所應用，主要是大規(guī)模用于鍍鎳、鉻、鋅漂洗水和混合重金屬廢水的處理。
膜分離技術濃縮電鍍鎳漂洗水，鎳離子的截留率大于99%，經(jīng)一級納濾和兩級反滲透濃縮后，濃縮液中鎳離子濃度達到50g·L-1，透過液可經(jīng)處理后再次回用。張連凱對印制電路板加工酸洗車間產(chǎn)生的重金屬廢水調節(jié)pH至中性后采用超濾+反滲透工藝進行中試，反滲透系統(tǒng)對Cu2+和溶解性總固體的去除率分別為99.9%和98.9%。
印染廢水處理
印染紡織廢水不僅色度高、水量大，而且成分十分復雜，廢水中含有染料、漿料、油劑、助劑、酸堿、纖維雜質以及無機鹽等，染料結構中還含有很多較大生物毒性的物質，如硝基和胺類化合物以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素，如不經(jīng)處理直接排放，必將對環(huán)境造成嚴重污染。
超濾+反滲透雙膜技術處理印染廢水，超濾能夠有效地去除廢水中大分子有機物，降低濁度，使進水水質達到反滲透膜的要求，經(jīng)反滲透處理后，有機物和鹽的去除率可分別達99%和93% 以上，產(chǎn)水化學需氧量小于10mg·L-1，電導率小于80μS·cm-1，產(chǎn)水滿足大部分印染工藝用水標準。鐘璟采用中空纖維超濾膜和反滲透技術處理羊毛印染廢水，操作壓力為0.1MPa，流速為1500L·h-1的條件下，色度、含鹽量等指標均有顯著的降低，COD值、色度達標排放。
電廠循環(huán)廢水處理
電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對水的消耗量很大，占到純火力發(fā)電廠用水的80%，熱電廠用水的50%以上，對循環(huán)排放水進行回收處理，產(chǎn)水作為循環(huán)補充水或鍋爐補給水系統(tǒng)的水源，不僅防止了對環(huán)境造成污染，還可以有效節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本。
超濾+反滲透技術聯(lián)合操作對電廠循環(huán)排污水進行處理，投運以來，反滲透系統(tǒng)運行良好，產(chǎn)水量68m3·h-1，電導率小于35μS·cm-1，脫鹽率高于97%。雙膜法水處理工藝，經(jīng)過超濾+二級反滲透+混床處理后的精脫鹽水可供電廠鍋爐及干熄焦使用，日產(chǎn)精脫鹽水15000t。超濾—反滲透組合工藝處理循環(huán)冷卻排污水做了現(xiàn)場試驗，反滲透系統(tǒng)各段運行壓力平穩(wěn)，產(chǎn)水滿足回用的要求。陳穎敏采用連續(xù)微濾 + 反滲透技術對循環(huán)排污水進行預除鹽，反滲透系統(tǒng)脫鹽率達98%以上。
化工廢水處理
采用離子交換法生產(chǎn)K2CO3的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的NH4Cl廢水，為了節(jié)約用水和徹底解決NH4Cl廢水排放問題，張繼臻采用選擇離子交換、反滲透膜分離和低溫多效閃蒸相結合的方法，將低濃度NH4Cl廢水進一步濃縮回收，使廢水由達標排放轉變?yōu)槿炕厥绽?，達到零排放。
石油化工廢水成分復雜，除含有油、硫、苯、酚、氰、環(huán)烷酸等有機物以外，還含有金屬鹽、反應殘渣等，污染物濃度高且難降解，水量及酸堿度波動較大，傳統(tǒng)的水處理工藝很難達到資源回收再利用的 目的。
反滲透一般作為工業(yè)廢水終端處理，對水中的無機鹽、有機物、重金屬離子等都有很高的截留率，出水水質優(yōu)良，可回用作冷卻水或工藝用水循環(huán)利用，不僅節(jié)約了新鮮水的使用量，節(jié)約生產(chǎn)成本，還減少了污水的排放量，對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展都有著重要意義，對缺水地區(qū)具有巨大的經(jīng)濟效益。反滲透具有低能耗、高效率等突出優(yōu)點，是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(xiàn)出優(yōu)異的水傳遞行為，成為新型反滲透膜材料的研究熱點。
反滲透膜主要通過膜的脫鹽率、水通量和耐氯抗污染性能等指標進行考量。脫鹽率是決定反滲透膜應用可行性的關鍵指標; 提高膜的水通量則能夠降低壓力能耗、操作成本和膜清洗成本; 提高膜的耐氯及抗污染性能可以提升膜的穩(wěn)定性能，延長膜的使用壽命，降低處理及清洗成本。聚酰胺 滲透膜通過氨基基團(R-NH2) 和酰氯基團( R’ —COCl) 縮聚脫除 HCl 制備。單體側鏈基團的多樣性和理論上的可修飾性為膜的結構和性能調變提供了空間。近年來，圍繞提高反滲透膜的脫鹽率和水通量、改善耐污染性能，通過應用多種聚合反應單體、改進成膜后處理方法，對聚酰胺反滲透膜進行了大量相關研究。
在純水設備反滲透膜基礎研究層面，如何通過材料特性 的設計與調控，突破反滲透膜脫鹽率與水通量的相互制約關系仍需深入探討，主要包括: 1) 成膜反應單體性質與膜結構和膜性能的關系，新型反應單體的設計與合成。2) 混合基質膜中添加的一維及二維材料的取向排布方法，建立有效水通道。3) 解決有機/無機納米粒子在界面聚合反應中的分散性問 題，使得粒子的加入對膜分離性能和通量起到提高作用。4) 無機材料性質及復合有機/無機納米粒子對反滲透復合膜結構、分離性能的影響機制及膜傳遞機理的規(guī)律性、機理性認識。5) 各種新型反滲透膜的構效關系，長期應用條件下的膜性能的演變規(guī)律的研究也有待開展。
反滲透膜在水處理和海水苦咸水淡化方面發(fā)揮了重要作用，隨著我國最嚴格“水十條”的實施，可以預見反滲透水處理技術和新型反滲透膜研制 將迎來新的發(fā)展機遇。在商品化反滲透膜方面，我國與國外產(chǎn)品性能差距較大。可能的原因是缺乏對規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)條件下成膜反應-膜結構-膜效能關系的充分認識。開展成膜反應機制與膜性能調控研究、連續(xù)化成膜條件控制與膜結構關系、膜產(chǎn)品應用性能評價等將是規(guī)?；礉B透膜研究的方向。純水設備。
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