徐月
中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽 110000
反滲透是通過在一邊溶液加上適當(dāng)?shù)膲毫?,使其高于該溶液的自然滲透壓,扭轉(zhuǎn)自然滲透方向,把水壓到半透膜另一邊的過程。反滲透技術(shù)在我國發(fā)展起步較晚,但發(fā)展迅速,目前已在水處理方面應(yīng)用廣泛,主要應(yīng)用方向包括:制備純水、淡化苦咸水、城市污水處理以及工業(yè)廢水資源應(yīng)用等。本文將針對反滲透基礎(chǔ)的基本原理、相關(guān)工藝參數(shù)以及在水處理方面的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。
滲透是指在壓力的作用下利用半透膜,將純水、鹽溶液分離開來。其基本原理是半透膜能夠使溶劑通過,而溶質(zhì)則無法通過,因此這種現(xiàn)象也被稱為滲透現(xiàn)象。近些年,在我國諸多領(lǐng)域中都廣泛應(yīng)用了滲透現(xiàn)象。將反滲透技術(shù)應(yīng)用于水和其他物質(zhì)中,就能將水與其他物質(zhì)分離,從而提取更加高質(zhì)量的純水,這對水處理工作而言有著十分巨大的意義,也是社會科學(xué)發(fā)展的必然趨勢。我國的反滲透技術(shù)起步較晚,與世界發(fā)達(dá)國家相比,在工藝技術(shù)上仍存在著一些問題,因此,需要加強(qiáng)反滲透工藝的研究力度,使其得到有效發(fā)展,更好地應(yīng)用于水處理工作中。
反滲透過程需要具備兩個(gè)基本條件,一個(gè)是必須選擇性半透膜,一個(gè)是高于溶液自然滲透壓的操作壓力。反滲透膜是實(shí)現(xiàn)反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。反滲透膜的用途不同,反滲透壓力需求也有所不同,主要分為:超高壓(8-8.5MPa)、高壓(5-7MPa)、中壓(3-4MPa)、低壓(1-2MPa)、超低壓(1MPa以下)。反滲透系統(tǒng)應(yīng)由預(yù)處理過程和膜分離過程組成。預(yù)處理過程包括物理處理、化學(xué)處理和光化學(xué)處理。在預(yù)處理過程中可使用各種單元操作,也可以將幾種方法組合使用,預(yù)處理過程的好壞是反滲透膜分離過程成敗的關(guān)鍵。在反滲透水處理設(shè)備的運(yùn)行過程中,良好的參數(shù)控制是決定其能否高效完成作業(yè)的保障。反滲透工藝參數(shù)主要包括溶液的濃度、使用的壓力、懸浮固體濃度、pH值、溫度、產(chǎn)水量、產(chǎn)水率等。懸浮固體的顆粒大小及含量將直接影響反滲透過程的正常進(jìn)行,要使水的濁度值降低到0.2mh/L以下,且SDL值低于4才能夠達(dá)到設(shè)備良好工作的要求。除了對相關(guān)參數(shù)的控制之外,還要保持其運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定性,溫度高低會影響透水量的多少,壓力大小也會對透水量有一定影響,pH值和回收率也都是影響其工作效率的重要因素[1]。
純水是工業(yè)重要原材料,在工業(yè)中具有重要作用,在制備純水中應(yīng)用反滲透技術(shù),不但能夠節(jié)約成本投入,還能減少對環(huán)境的污染,進(jìn)而提高制水質(zhì)量。其中離子交換工藝是這個(gè)過程主要工藝,與傳統(tǒng)工藝相比具有顯著優(yōu)勢,能夠降低對酸、堿的消耗,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。制備純水是水處理方面最基本的工作內(nèi)容,也是重要的一項(xiàng)內(nèi)容,因此,工作人員要加強(qiáng)對制備純水的重視,充分發(fā)揮反滲透技術(shù)在這個(gè)過程的優(yōu)勢,從而達(dá)到預(yù)期的目的,促進(jìn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
苦咸水中有很多鈣、鎂等無機(jī)鹽離子,在淡化苦咸水中應(yīng)用反滲透技術(shù),不但能夠?qū)Τ恋砦镞M(jìn)行抑制,還能提高純凈水質(zhì)量,提高人們飲水的安全性。在淡化苦咸水中,工作人員常用的方式主要是在鹽水中添加適量的阻垢劑,對一些離子進(jìn)行軟化處理,對水中的碳酸根進(jìn)行有效清除,最大限度內(nèi)提高水的質(zhì)量,避免水中出現(xiàn)沉積物,給工業(yè)用水帶來較大影響。在淡化苦咸水中反滲透技術(shù)具有重要作用,現(xiàn)在很多人員都認(rèn)識到了反滲透技術(shù)的重要性,使其在淡化苦咸水中得到廣泛應(yīng)用。近年來,工業(yè)快速發(fā)展,對于純凈水要求越來越嚴(yán)格,這就需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)改變傳統(tǒng)的觀念,加強(qiáng)對反滲透技術(shù)的重視,有效解決苦咸水問題,提高純凈水的利用率,這樣不但能夠有效解決我國水資源較為緊缺這一問題,還能提高生態(tài)效益。
由于我國工廠數(shù)量逐漸增多,工業(yè)排放的廢水也逐漸增多,做好廢水處理工作對于水處理有著重要作用,在廢水資源中應(yīng)用兩級一段工藝,能夠?qū)U水進(jìn)行凈化,把生活中的廢水用于灌溉植物等,對廢水進(jìn)行循環(huán)利用,從而提高對廢水的利用率,節(jié)約我國水資源。水處理工作是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,涉及到的內(nèi)容眾多,需要工作人員對各個(gè)方面因素進(jìn)行全面考慮,因此,工作人員要加強(qiáng)對反滲透技術(shù)的重視,使生活中的廢水用到其他地方,如果工業(yè)想要對廢水進(jìn)行重新利用,可以提煉出純度較高的水,使其用于其他領(lǐng)域。在工業(yè)廢水中運(yùn)用反滲透技術(shù),能夠降低處理成本,大大提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)工業(yè)持續(xù)發(fā)展。
要延展反滲透技術(shù)現(xiàn)有的應(yīng)用規(guī)模,就要解決現(xiàn)存的多種多樣的疑難。例如:怎樣去度量膜組件的進(jìn)水質(zhì)量;衡量用到的SDI值,能否被用到處理現(xiàn)存廢水的流程中;怎樣設(shè)定可行的路徑,去開發(fā)能用到的新穎組件等。組件要帶有較好的抗污染特性,并能降低現(xiàn)有的預(yù)處理要求。此外,還要放大現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)規(guī)模,以便摸索出精確的處理路徑。最初開發(fā)出來的反滲透,以脫鹽為根本目的。在預(yù)設(shè)的膜要求層面內(nèi),只顧及到無機(jī)鹽與水體的分離。伴隨反滲透的延展,可以把經(jīng)常用到的中壓膜,改造成新穎的低壓膜。在預(yù)設(shè)的脫鹽步驟內(nèi),對淡化海水,應(yīng)選用超高壓這樣的路徑;對淡化咸水,應(yīng)選用超純水這樣的處理路徑[2]。從慣常用到的中壓,朝向超低壓進(jìn)展。此外,為有序濃縮多樣的可用物質(zhì),也可制備出新穎的復(fù)合膜,以便提升脫鹽率。
反滲透技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,完善反滲透技術(shù),對現(xiàn)有的問題進(jìn)行改造,對廢水進(jìn)行有效凈化,提高廢水利用率。