反滲透分離技術(shù)及應(yīng)用淺談

【資料簡介】

隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展要求、社會發(fā)展要求、環(huán)境保護(hù)意識和標(biāo)準(zhǔn)的提高，膜分離作為一項新的高科技環(huán)保技術(shù)已經(jīng)越來越受到有關(guān)部門的重視。膜分離過程作為一門新型的分離、濃縮、提純技術(shù)，是以外界能量為動力，憑借各組分在膜中傳質(zhì)的選擇性差異，對多組分流體物質(zhì)進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法，它是一大類技術(shù)的總稱，常規(guī)的和液體處理有關(guān)的膜技術(shù)主要包括微濾（MF）、超濾UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）以及電滲析（ED）等。這些膜分離技術(shù)均是利用特殊制造的多孔材料，選擇性地分離水和水中的雜質(zhì)，以達(dá)到人們特定的目的。本文重點對反滲透（RO）技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

1、膜的定義

膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離是利用一張?zhí)厥庵圃斓?、具有選擇透過性能的膜，在外力推動下對混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮的一種新的分離方法。這種膜具有使有的物質(zhì)通過，有的物質(zhì)不能通過的特性。膜本身可以是固相、液相或者氣相。至于究竟什么是膜，至今沒有一個完整、精確的定義。廣義的定義是，自然界中經(jīng)常存在著這樣的物質(zhì)體系，即在一種流體相內(nèi)或者兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質(zhì)把流體相分隔成兩部分，這一薄層物質(zhì)就是所謂的“膜”。膜本省可以是均勻的一相，也可以是由兩相以上的凝聚態(tài)物質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合體，可以是對稱型的或者非對稱型的。不論膜本身薄到何種程度，它都必須有兩個界面，并由這兩個界面分別與被其分隔于兩側(cè)的流體相物質(zhì)相接觸。

2、膜分離的基本原理

分離膜具有選擇透過性，所以它可以使有的混合物質(zhì)通過，有的截留。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，分離膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。但是，不同的膜分離過程，他們使物質(zhì)截留、通過的原理有的類似，有的則*不一樣?？偟膩碚f，分離膜之所以能使混在一起的物質(zhì)分開，不外乎兩種手段，即根據(jù)混合物物理性質(zhì)的不同或者根據(jù)混合物的化學(xué)性質(zhì)不同。

3、膜分離的過程及特點

把膜制成適合使用的構(gòu)型，與驅(qū)動設(shè)備（壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵）、閥門、儀表和管道等聯(lián)成設(shè)備，在一定的工藝條件下操作，就可以來分離水溶液或混合氣體。

透過膜的組分被稱為透過流分，這種分離技術(shù)就被稱為膜分離技術(shù)。物質(zhì)選擇透過膜的推動力可分為兩類：一是借助外界能量，物質(zhì)發(fā)生由低位向高位的流動；二是化學(xué)位差為推動力，物質(zhì)發(fā)生由高位向低位的流動。作為一種新型高科技技術(shù)，膜分離具有高效；能耗低；工作溫度在常溫附近、設(shè)備操作簡單；維護(hù)方便，運行穩(wěn)定；規(guī)模和處理能力范圍很大；設(shè)備體積??；占地少等特點，因而也使其越來越受到關(guān)注，在市場中的占比也逐年在提高，應(yīng)用范圍也越來越廣。

4、常規(guī)膜分離方法

膜分離方法是以天然或人工合成的高分子薄膜，以外界的能量或化學(xué)位差為推動力，對雙組份或多組分的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法。目前常規(guī)的膜分離方法主要包括：微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等。另外還有控制釋放、生物膜法、膜傳感器、膜法氣體分離、液膜分離法、膜電解等。

本文重點對反滲透（RO）技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

5、反滲透膜在廢水處理方面的應(yīng)用

反滲透是目前最微細(xì)的過濾技術(shù)。反滲透膜可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質(zhì)量大于100的有機物，而水分子可通過薄膜成為純水。其對水中二價離子的脫除率最高可達(dá)99.5%，對一價離子的脫除率也在95%以上。海德能的反滲透膜廣泛應(yīng)用于太空水、純凈水、超純水的制備；酒類制造及飲料生產(chǎn)用水；醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水的前期制備；化工工藝中水的濃縮、分離、提純及純水制備；鍋爐補給水的除鹽和軟化；海水、苦咸水淡化；造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水、中水及工業(yè)廢水的回用。

電鍍廢水毒性大，量小但面廣。傳統(tǒng)處理方法往往會造成二次污染，是城市危害最嚴(yán)重的污染源之一。反滲透法在20世紀(jì)70年代初首先被引入處理電鍍含鎳廢水，取得了*成功，并被迅速推廣應(yīng)用。隨后，相繼用于處理含鉻、鍍銅、鍍鋅、鍍隔廢水及混合電鍍廢水，并在不同程度上獲得推廣應(yīng)用。如今，該技術(shù)已相對成熟，并已廣泛應(yīng)用于電鍍企業(yè)，如玉環(huán)市大麥嶼街道轄區(qū)內(nèi)的電鍍企業(yè)按照有關(guān)要求，均已安裝廢水反滲透深度處理裝置，該裝置的成功運用，對企業(yè)的中水回用和減排工作發(fā)揮了決定性的作用，產(chǎn)生了巨大的社會效益和環(huán)境效益。

含油廢水是一種量大面廣的工業(yè)廢水，若直接排入水體，會在水體表層產(chǎn)生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、生物死亡、發(fā)出惡臭，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。采用反滲透法處理含油廢水，無需破乳，直接實現(xiàn)油水分離、工藝流程簡單，處理效果好，但處理量較小，不太適于大規(guī)模廢水處理，而且過濾器容易堵塞。

6、結(jié)論

與傳統(tǒng)的處理技術(shù)相比，由于反滲透膜分離技術(shù)具有操作方便，設(shè)備簡單，節(jié)能，分離效率高等優(yōu)點，它在現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展和人民日常生活中扮演著越來越重要的角色。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工、電子、輕紡、醫(yī)藥、印染、發(fā)電、造紙、農(nóng)業(yè)、食品、冶金、海水淡化、污水處理等各行業(yè)。該技術(shù)的運用，一定程度上推動了當(dāng)前“五水共治”工作的發(fā)展，有效解決了一系列環(huán)保難題，實現(xiàn)了資源的回收利用，實現(xiàn)了中水回用，實現(xiàn)了減排?？傊?，反滲透膜膜分離技術(shù)的廣泛運用，很好地實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。