楊丕華，鄔翼天

摘 要：反滲透水處理技術是當代先進的水處理脫鹽技術，其應用領域越來越廣泛。它廣泛應用于電力、化工、石油、飲料、鋼鐵、制藥、電子、市政、環(huán)保等行業(yè)，既用于生產(chǎn)鍋爐補給水和飲用水、淡化海水、制備電子級超純水，也用于廢水處理、物質(zhì)回收與濃縮的分離過程等領域。

關鍵詞：水處理；反滲透系統(tǒng)；工程

反滲透水處理技術成功應用于各個領域，在很大程度上是由于其操作簡單和運行經(jīng)濟。它與許多高科技產(chǎn)品一樣，技術含量高，科技附加值高，但其使用易于掌握。反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領域，在日常生活中的運用：各種各樣的熱水鍋爐，中央空調(diào)，換熱系統(tǒng)，家用中央空調(diào)、掛鍋爐等在特殊行業(yè)的運用：食品、制藥、酒精和其他工業(yè)用水設備力學防垢、除垢，磁化、殺菌滅藻建立環(huán)境友好的水電建設體系。

1 滲透基本原理

當純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時膜純水側的水會自發(fā)地通過半透膜流入鹽水一側，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側施加壓力，那么水的自發(fā)流動將受到抑制而減慢，當施加的壓力達到某一數(shù)值時，水通過膜的凈流量等于零，這個壓力稱為滲透壓力，當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉(zhuǎn)，此時，鹽水中的水將流入純水側，上述現(xiàn)象就是水的反滲透處理的基本原理。

反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病 毒等雜質(zhì)無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。膜過濾后的純水電導率 5 s/cm， 符合國家實驗室三級用水標準。再經(jīng)過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以達到18.2M .cm，超過國家實驗室一級用水標準（GB682—92）。

2 滲透預處理目的及考慮因素

使用反滲透系統(tǒng)時，尤其應注意原水預處理。為了避免堵塞反滲透系統(tǒng)，原水應經(jīng)預處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度；此外，還應進行殺菌以防微生物的孽生長大。

由于反滲透對原水中的懸浮物的要求很高，所以常用一種水質(zhì)對受懸浮物污染情況的污染指數(shù)來對水質(zhì)進行檢測。此法實質(zhì)上是測定反滲透系統(tǒng)受水中懸浮物的污堵的情況。進入反滲透系統(tǒng)水的污染指數(shù)以不大于5為宜，建議值一般小于3。預處理時還應該考慮到進水的pH值。各種半透膜都有其最適宜的運行pH值，故需按反滲透膜的要求，調(diào)節(jié)進水的pH值。預處理時還應該考慮到進水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的，但溫度過高會加快醋酸纖維素膜的水解速度，且使有機膜變軟，易于壓實。所以，對于有機膜來說，通常將溫度控制在約20—40℃范圍內(nèi)為宜，復合膜溫度控制在約5—45℃范圍內(nèi)為宜。

反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦咸水裝置，是解決無電和常規(guī)能源短缺地區(qū)人們生活用水問題的既經(jīng)濟又可靠的途徑。反滲透淡化法不僅適用于海水淡化，也適合于苦咸水淡化。現(xiàn)有的淡化法中，反滲透淡化法是最經(jīng)濟的，它甚至已經(jīng)超過電滲析淡化法。由于反滲透過程的推動力是壓力，過程中沒有發(fā)生相變化，膜僅起著“篩分”的作用，因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現(xiàn)有海水和苦咸水淡化中，反滲透法是最節(jié)能的。反滲透膜分離的特點是它的“廣譜”分離，即它不但可以脫除水中的各種離子，而且可以脫除比離子大的微粒，如大部分的有機物、膠體、病毒、細菌、懸浮物等，故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱。

3 反滲透水處理技術的優(yōu)缺點

反滲透技術是當今較先進、穩(wěn)定、有效的除鹽技術；

*與傳統(tǒng)的水處理技術相比，膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低等優(yōu)點，特別是幾種膜技術的配合使用，再輔之經(jīng)其他水處理工藝，如石英砂、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等；具體優(yōu)點有原水含鹽量較高時對運行成本影響不大，可連續(xù)運行，產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定，無須用酸堿再生，不會因再生而停機， 節(jié)省了反沖和清洗用水， 以高產(chǎn)率產(chǎn)生超純水（產(chǎn)率可以高達95%）， 無再生污水，不須污水處理設施，無須酸堿儲備和酸堿稀釋運送設施，減小車間建筑面積， 使用安全可靠，避免工人接觸酸堿，減低運行及維修成本， 安裝簡單、安裝費用低廉.

缺點：預處理要求較高、初期投資較大.

4 反滲透水處理發(fā)展前景

反滲透海水淡化技術發(fā)展很快，工程造價和運行成本持續(xù)降低，主要發(fā)展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力，提高反滲透系統(tǒng)回收率，廉價高效預處理技術，增強系統(tǒng)抗污染能力等。

參考文獻

[1]馮逸仙，反滲透水處理系統(tǒng)工程，中國電力出版社，2004

[2]嚴煦世，范瑾初，給水工程，中國建筑工業(yè)出版社，1999

[3]張自杰，排水工程，中國建筑工業(yè)出版社，2000

作者簡介

楊丕華（1991-），男，漢族，河南林州人，鄭州大學給水排水2011級本科生。

鄔翼天（1994-），男，漢族，安徽合肥人，鄭州大學給水排水2011級本科生。