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反滲透技術(shù)是當(dāng)今進(jìn)和最節(jié)能有效的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于只允許水透過(guò)而不允許其他物質(zhì)透過(guò)的半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離。利用反滲透膜的分離特性，可以有效地去除水中的溶解鹽、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌、微生物等雜質(zhì)。具有能耗低、無(wú)污染、工藝先進(jìn)、操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

在各種膜分離技術(shù)中，反滲透技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)應(yīng)用最成功、發(fā)展最快、普及最廣的一種，估計(jì)自1995年以來(lái)，反滲透膜的使用量每年平均遞增20%，根據(jù)保守的統(tǒng)計(jì)，1999年工業(yè)反滲透膜元件的市場(chǎng)供應(yīng)量為8英寸膜一萬(wàn)六千支，4英寸膜二萬(wàn)六千支。

國(guó)內(nèi)反滲透膜工業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域仍為大型鍋爐補(bǔ)給水，各種工業(yè)純水、飲用水的市場(chǎng)規(guī)模次之，電子、半導(dǎo)體、制藥、醫(yī)療、食品、飲料、酒類(lèi)、化工、環(huán)保、冶金、紡織等行業(yè)的膜應(yīng)用也都形成了一定規(guī)模。今后有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域有發(fā)電廠冷卻循環(huán)水的排污水處理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工業(yè)廢水處理等。

超低壓膜

由于節(jié)省電能消耗和降低相關(guān)機(jī)械部件的壓力等級(jí)引起材料費(fèi)下降等優(yōu)點(diǎn)，自1996年以來(lái)超低壓膜的

反滲透工藝設(shè)備

反滲透工藝設(shè)備

應(yīng)用比重日益增大，這在以使用4英寸膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突出，以國(guó)內(nèi)反滲透膜供應(yīng)商美國(guó)海德能公司為例，近兩年售出的4英寸膜的80%為超低壓膜，大型裝置中應(yīng)用超低壓膜也呈大幅上升趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)使用超低壓膜的裝置的產(chǎn)水量為650噸/小時(shí)。

低污染膜

膜污染是反滲透應(yīng)用中的危害，它不僅縮短膜使用壽命、增加運(yùn)行費(fèi)用，還直接影響膜系統(tǒng)的高效、連續(xù)運(yùn)行。已有幾種抗污染性能強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、清洗頻度低且易清洗的低污染膜問(wèn)世。海德能公司的LFC1膜由于具有膜表面呈電中性且親水性好等特點(diǎn)，成為低污染家族中的佼佼者，也是在國(guó)內(nèi)大型反滲透裝置中得到應(yīng)用的低污染膜。已在國(guó)內(nèi)幾家大型電廠、汽車(chē)廠、電子材料廠、茶葉濃縮廠中成功運(yùn)行。此外，DOW公司的抗污染膜采用鏡面技術(shù)，也具有良好的抗污染性能。

帶正電荷的反滲透膜

廣泛應(yīng)用的低壓、超低壓復(fù)合膜的材質(zhì)均為芳香族聚酰胺，其膜表面均帶有負(fù)電荷，現(xiàn)已有膜廠家開(kāi)發(fā)出表面帶正電荷的低壓復(fù)合膜，這種膜現(xiàn)主要應(yīng)用于制備高電阻率的高純水系統(tǒng)中，在日本，日東電工公司生產(chǎn)的正電荷膜ES10C已在半導(dǎo)體行業(yè)的三級(jí)反滲透系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)10～15兆歐電阻率的高純水，在韓國(guó)的現(xiàn)代電子公司的三個(gè)生產(chǎn)廠的合計(jì)最終產(chǎn)水800噸/小時(shí)的三級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水電阻率為8～9兆歐。在國(guó)內(nèi)上海某半導(dǎo)體廠的170噸/小時(shí)的三級(jí)反滲透系統(tǒng)也達(dá)到上述指標(biāo)。另外在國(guó)內(nèi)一些制藥廠的5～20噸/小時(shí)規(guī)模的兩級(jí)反滲透系統(tǒng)中也實(shí)現(xiàn)了反滲透產(chǎn)水電阻率為1～4兆歐。2000年國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)將投產(chǎn)20套這樣的反滲透系統(tǒng)。

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反滲透膜

普通的水處理用反滲透膜的使用溫度均為0～45℃，但在需要耐90℃高溫殺菌的特殊場(chǎng)合，可使用耐高溫、耐化學(xué)藥品的反滲透膜。此外，各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級(jí)或衛(wèi)生級(jí)的反滲透膜也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)用。

應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展編輯

國(guó)外已有多套日產(chǎn)水量為10萬(wàn)噸級(jí)以上的反滲透海水淡化裝置，正在運(yùn)行的大型卷式膜海水淡化裝置的單機(jī)能力多為日產(chǎn)水量6000噸。國(guó)內(nèi)已建成和正在建設(shè)的反滲透海水淡化裝置的規(guī)模為日產(chǎn)水量350～2500噸，國(guó)外單段反滲透海水淡化的水利用率最高45%，國(guó)內(nèi)多為35%，另國(guó)內(nèi)漁船上裝載的反滲透海水淡化機(jī)多用直徑2.5英寸的小型膜元件。國(guó)內(nèi)有批量生產(chǎn)海水淡化裝置經(jīng)驗(yàn)的公司不超過(guò)10家，正在河北建設(shè)的日產(chǎn)水量18000噸的“亞海水”脫鹽裝置是國(guó)內(nèi)的使用海水淡化膜的反滲透裝置。今后國(guó)內(nèi)海水淡化膜的應(yīng)用將進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期，不久的將來(lái)，我國(guó)也會(huì)建設(shè)日產(chǎn)水萬(wàn)噸級(jí)的海水淡化裝置，此外國(guó)內(nèi)已開(kāi)始商業(yè)生產(chǎn)海水淡化反滲透膜元件。

日本的三家膜公司已開(kāi)發(fā)出可耐9.0MPa以上壓力的海水淡化膜，使用此種膜，日本的水處理工程公司已在西班牙建造了水回收率高達(dá)60%的兩段反滲透海水淡化裝置。在日本福岡，已開(kāi)始建設(shè)日產(chǎn)水五萬(wàn)八千噸的高回收率反滲透海水淡化裝置。美國(guó)海德能公司已開(kāi)始在大型飲用水項(xiàng)目上，提供對(duì)硼離子有高脫除率的海水淡化膜。

反滲透設(shè)備運(yùn)行前準(zhǔn)備編輯

RO作為高壓運(yùn)行設(shè)備，在運(yùn)行前為保護(hù)設(shè)備及儀表和安全起見(jiàn)，應(yīng)嚴(yán)格安照操作程序確認(rèn)并調(diào)整好閥門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)，具體操作如下： [1] 1、完全打開(kāi)保安過(guò)濾器進(jìn)水閥門(mén)和打開(kāi)高壓泵進(jìn)水閥門(mén)

2、打開(kāi)高壓泵出水閥門(mén)一圈

3、打開(kāi)RO入口閥一圈

4、將濃水管上針閥旋轉(zhuǎn)三圈半

5、完全打開(kāi)產(chǎn)水出口閥及濃水出口閥

6、將所有取樣閥和清洗閥門(mén)關(guān)閉

7、將所有壓力顯示閥打開(kāi)至半開(kāi)狀態(tài)

設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域編輯

=電子工業(yè)用水 集成電路、硅晶片、顯示管、電極箔等電子元件沖洗水

=制藥行業(yè)用水 大輸液、針劑、片劑、生化制品、設(shè)備清洗等

=化工行業(yè)工藝用水 化工循環(huán)水、化工產(chǎn)品制造、化肥等

=電力行業(yè)鍋爐補(bǔ)給水 火力發(fā)電鍋爐、廠礦中低壓鍋爐動(dòng)力系統(tǒng)

=食品工業(yè)用水 應(yīng)用純凈水、飲料、啤酒、白酒、保健品等

=海水、苦咸水淡化 海島、艦船、海上鉆井平臺(tái)、苦咸水地區(qū)

=飲用純凈水 房產(chǎn)物業(yè)、社區(qū)、企事業(yè)單位等

=其它工藝用水 汽車(chē)、家電產(chǎn)品涂裝、鍍膜玻璃、化妝品、精細(xì)化學(xué)品、印染等

反滲透機(jī)理模型編輯

有幾個(gè)經(jīng)典模型

1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱點(diǎn)干態(tài)電鏡下，沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。

2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。

3.干閉濕開(kāi)模型：上工世紀(jì)80，90年代，國(guó)人鄧宇等提出的，能夠解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開(kāi)”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。

運(yùn)行管理編輯

一、作為一項(xiàng)先進(jìn)的水處理技術(shù)，反滲透工藝已廣泛地運(yùn)用于各行各業(yè)。用戶(hù)在運(yùn)用該工藝的過(guò)程中，不同程度的暴露出一些運(yùn)行技術(shù)管理方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題如能得到有效的解決，對(duì)于水處理應(yīng)用市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的化其意義深遠(yuǎn)。

反滲透工藝流程圖

反滲透工藝流程圖

二、反滲透系統(tǒng)運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題的類(lèi)型

1.預(yù)處理加藥問(wèn)題

2.進(jìn)水SDI超標(biāo)

3.有機(jī)物降除率低

4.砂濾器設(shè)計(jì)問(wèn)題

5.活性炭濾器出水帶碳粉

6.反洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題

7.保安過(guò)濾器濾芯周期短

8.阻垢劑選型問(wèn)題

9. RO產(chǎn)水量下降快

預(yù)處理加藥問(wèn)題

1.絮凝劑和助凝劑的加藥問(wèn)題：

源水的濁度、PH值、鐵離子的含量以及后續(xù)系統(tǒng)的加藥品種等因素決定絮凝劑和助凝劑的加藥品種和加藥量的多少。且加藥量一定要做適應(yīng)性和加藥量?jī)?yōu)化試驗(yàn)。不少RO用戶(hù)在這方面工作不到位,導(dǎo)致澄清池出水品質(zhì)不佳。

2.殺菌劑的加藥問(wèn)題

對(duì)于原水中存在有機(jī)物和細(xì)菌微生物的水源,一般情況下用戶(hù)常采用加氧化性介質(zhì)進(jìn)行殺除,如:次氯酸鈉、二氧化氯等。對(duì)于有些地表性水源，長(zhǎng)期投加上述介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)生物抗藥性使得殺菌效果很不理想。非氧化性殺菌劑，如：ZDH-881、MDC-881殺除效果更持久，且可節(jié)省后續(xù)還原劑的投加費(fèi)用。

3.還原劑的投加

還原劑的投加要照顧到還原效果的徹底性,同時(shí)要考慮過(guò)度投加后的細(xì)菌污染.常發(fā)現(xiàn)用戶(hù)投加過(guò)度后,濾芯上的細(xì)菌粘泥物生成。

RO進(jìn)水SDI超標(biāo)問(wèn)題

1.工程設(shè)計(jì)時(shí)工藝選擇錯(cuò)誤的因素：

工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇的失誤導(dǎo)致的污染指數(shù)不合格的現(xiàn)象時(shí)有所見(jiàn)，解決的辦法是改造預(yù)處理系統(tǒng)。

2.預(yù)處理加藥量的不適

對(duì)于原水PH超過(guò)8的水源，絮凝劑的過(guò)量添加急易導(dǎo)致無(wú)機(jī)膠體的生成，從而導(dǎo)致SDI超標(biāo)。

3.過(guò)濾效果差

過(guò)濾效果差的原因有很多，如：截止濾料品種的選擇、裝填量的不合理、過(guò)濾器的周期反洗擦洗時(shí)間控制不合理等都會(huì)導(dǎo)致SDI高。

有機(jī)物降除率低問(wèn)題

1.完善預(yù)處理工藝，提升系統(tǒng)降COD的措施

反滲透工藝

反滲透工藝

2.嘗試更換其他非氧化殺菌劑進(jìn)行COD的殺除。

3.活性炭過(guò)濾器的濾料吸附COD飽滿(mǎn)時(shí)進(jìn)行更換或再生。

三、綜 述

上述案例經(jīng)常在地表水為水源的反滲透系統(tǒng)中出現(xiàn)。該類(lèi)水源的特殊性也使得系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等環(huán)節(jié)上易出問(wèn)題。

針對(duì)地表水為水源的反滲透水處理工程，建議從下述環(huán)節(jié)上予以重視、解決問(wèn)題：

設(shè)計(jì)方面：

充分調(diào)研掌握用戶(hù)原水的基本條件及水源多年變化的規(guī)律。選取合理的水處理工藝,并考慮足夠的設(shè)備運(yùn)行的安全余量。對(duì)于流程中的細(xì)節(jié)如:過(guò)濾器的型式、流速；濾料的規(guī)格及裝填高度；保安過(guò)濾器的濾芯數(shù)量、反洗水泵的參數(shù)、清洗系統(tǒng)清洗泵的參數(shù)、反滲透膜的排列方式、控制系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理裝置的分組控制的合理性等應(yīng)嚴(yán)格選型和計(jì)算。

設(shè)備制造及安裝調(diào)試過(guò)程：

用戶(hù)對(duì)于工藝設(shè)備的制造應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全程質(zhì)量及工藝監(jiān)控，對(duì)于選用的材料及部件進(jìn)行品質(zhì)保證方面的把握。

設(shè)備安裝過(guò)程中，對(duì)于儀表及裝填性材料（濾料、樹(shù)脂、空心球等）的安裝位置及材料理化指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的定位及檢驗(yàn)。

調(diào)試過(guò)程中對(duì)于運(yùn)行過(guò)程使用的的添加劑、耗材需進(jìn)行定性定量實(shí)驗(yàn)工作。尤其需注意：PAC、PAM、阻垢劑的兼容性等問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)選取適合系統(tǒng)的運(yùn)行耗材。

設(shè)備運(yùn)行過(guò)程：

嚴(yán)格操作工對(duì)運(yùn)行規(guī)程中操作步驟的實(shí)施。

預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行的第一年度，應(yīng)根據(jù)水源條件的特點(diǎn)，對(duì)運(yùn)行指標(biāo)、藥劑添加量進(jìn)行不少于4次的實(shí)驗(yàn)及調(diào)整工作，為第二年修邊運(yùn)行規(guī)程積累依據(jù)。

運(yùn)行過(guò)程中每個(gè)月至少做一次“水質(zhì)全分析報(bào)告”分析水源條件的變化情況，及時(shí)修正運(yùn)行參數(shù)及加藥量。

每半個(gè)月要求做一次反滲透數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，這一點(diǎn)對(duì)于反滲透運(yùn)行的變化趨勢(shì)的掌握非常必要。運(yùn)行的水處理系統(tǒng)很多都缺乏相應(yīng)的工作，從而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的小問(wèn)題的擴(kuò)大化。

水處理系統(tǒng)的儀表每3-6個(gè)月必須進(jìn)行一次儀表(傳感器)參數(shù)的校準(zhǔn)工作,保證設(shè)備參數(shù)的準(zhǔn)確性。由于地表水水源的差異性，各地反滲透設(shè)備的運(yùn)行問(wèn)題的種類(lèi)不盡相同。因此，用戶(hù)對(duì)于自身系統(tǒng)的運(yùn)行狀況應(yīng)認(rèn)真分析。尤其在膜類(lèi)污染特點(diǎn)及系統(tǒng)清洗方面應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行探索，找出適合系統(tǒng)的解決問(wèn)題的方案。

對(duì)于反滲透系統(tǒng)的停運(yùn)保護(hù)過(guò)程,如有條件的情況下,建議采取合適的方式進(jìn)行長(zhǎng)期保護(hù).避免短期保護(hù)或低壓沖洗條件下的頻繁啟停帶來(lái)的反滲透膜的物理性損傷。

綜上所述：地表水為水源的反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行條件較地下水源復(fù)雜。為取得好的運(yùn)行使用效果，需從設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行各環(huán)節(jié)予以把關(guān)。尤其是設(shè)備投產(chǎn)后的運(yùn)行條件的優(yōu)化、運(yùn)行系統(tǒng)的管理是設(shè)備健康的關(guān)鍵所在。