探讨反渗透装置的实用性能

摘 要：反渗透装置以其高效、环保、节能的优点得到广泛关注，并在盐水淡化、纯水制备、污水处理等领域广泛应用。本文对反渗透装置的实用性能从使用前预处理、使用中注意事项及使用后的清洗进行详细阐述，从而提出反渗透装置局限性及未来发展方向。

关键词：反渗透；盐水淡化；纯水制备；污水处理；

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-04-00-01

反渗透技术以其对小分子颗粒去除的高效性和节能性得到社会各个行业的认可与关注，反渗透装置已在众多领域得到广泛推广与应用。了解反渗透装置的实用性能，对于企业和使用者来说，都是十分必要的。反渗透装置的工作原理、运行环境及注意事项、反渗透膜的清洗与维护决定了反渗透装置的实用性能。

一、反渗透装置应用现状

（一）反渗透装置原理。渗透是一种自然现象，当两种浓度不同的溶液在等压条件下位于半透膜两侧时，浓度低的水分会透过半透膜渗透到浓度高的溶液中，反渗透技术是通过改变压强，使渗透方向逆向进行，达到分离水与可溶物的目的，一般分离对象为可溶于水的盐、胶体、微生物及有机物等小分子颗粒。反渗透装置核心技术为选择性透过溶剂的膜和膜两边的压强差与渗透压大小（实际生产中，需考虑膜的阻力）的控制。

（二）反渗透装置应用现状。在国内，对反渗透技术的研发开始于上世纪六七十年代，经过几十年的努力，我国反渗透技术在工业领域的应用已经接近世界先进水平。反渗透装置作为一套环保、节能的分离装置，在各个行业得到应用，其主要应用方向可分为三大类：盐水淡化、纯水制备以及污水处理。

1、盐水淡化。海水及苦咸水是含大量溶解性固体的水溶液，由于溶质种类及溶解性质不同，苦咸水没有统一规定标准。一般来说，含钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）、碳酸根离子（CO32-）、硫酸根离子（SO42-）以及其他悬浮小颗粒较多的水质即可认作苦咸水。在高浓度盐水淡化过程中，减少微溶物的结垢沉淀是关键环节，需要特别注意。

2、纯水制备。在医药制造、化工生产、电力系统、半导体制造等领域对于纯水及高纯水的需求越来越多，单一离子交换工艺在纯水制备中，成本较高。反渗透与离子交换结合制备纯水，可大幅度降低生产成本，反渗透装置的先进性、经济性和环保性满足了企业和社会的需求，因此得到广泛使用。目前，纯水制备领域中95%以上的处理装置采用的是反渗透装置。

3、污水处理。随着经济的发展、生活污水及生产污水的排放量与日俱增，据统计，我国污水排放量以每年接近20亿吨的速度在增加。废水中尤其是工业废水中含有的大量金属离子，既是污染物，也是一种资源。如果不经处理直接排放，造成了资源极大的浪费，也给环境带来负担。经反渗透装置处理的污水，可回收90%以上的金属离子，回收资源的同时，也达到了保护环境的目的。目前，反渗透装置已经广泛应用与锅炉补给水处理系统、电厂废水处理系统、印刷业污水处理系统等。

二、反渗透装置使用注意事项

（一）反渗透装置前预处理系统。为延长反渗透装置中半渗透膜的使用寿命，减少清洗次数，可在装之前添加与处于系统。预处理系统组成包括多介质过滤器、活性炭吸附装置、絮凝剂添加装置以及阻垢剂添加装置。絮凝剂的添加量可由计量泵控制，以达到较好的去除胶体及悬浮物等小颗粒杂质的目的；活性炭主要是吸附异味及有机色素；阻垢剂可减少微溶盐类，如碳酸镁、硫酸钙、氧化铁、硅酸钙等，在半透膜处结垢，提高渗透效果。

（二）反渗透装置系统使用注意事项。反渗透装置包括保安过滤器、高压泵、膜元件、控制柜及清洗装置，其中保安过滤器进一步分离小颗粒的杂质以及微量活性炭粉末，确保后续装置运行的安全性和可靠性。反渗透膜以压力为助力，去除水质中多余盐类及可溶性的有机物、微生物等。反渗透装置运行开始后，在稳定的工作环境中可以连续运行，当遇到意外事故需要停止装置运行时，会对反渗透膜产生一定的机械作用力，这就影响了使用寿命。减少反渗透装置停止和启动次数，或降低停止或启动时的运行环境改变，可有效保护渗透膜及反渗透系统。若反渗透装置的运行环境变化，如温度、待处理水质的浓度、回收率、产水量等因素发生变化时，会对反渗透膜及膜元件产生损害和污染，应尽量避免。

（三）反渗透装置清洗。反渗透装置中的反渗透膜对水质要求较高，水质中对渗透膜有损害的物质需要及时处理，如水中不溶解的悬浮物、小颗粒物质、有机小分子、微生物、剩余氯、微溶性钙盐等。正常情况下，反渗透装置可半年清洗一次，若处理水质中含危害物质较少，可一年清洗一次。清洗液可采用以柠檬酸、盐酸或者十二烷基磺酸钠等为主要成分的产品，具体可根据系统说明或处理水质成分。对于严重损害或者堵塞的装置，需要采取离线清洗的方法，或更换膜元件。

三、反渗透装置存在问题

反渗透装置在盐水淡化、纯水制备、污水处理等领域的使用已具规模，但仍存在一些局限性，限制了反渗透技术的应用范围。主要问题有：增强反渗透装置尤其是反渗透膜的抗污染性能，降低预处理系统的处理要求；如何衡量允许进入反渗透装置的进水水质，污染指数（SDI）对于废水处理适用的可行性；如何将实验成果推广到实际应用中，放大处理规模；反渗透装置在农村污染饮用水的处理及微生物降解处理方面的应用有待于加强研发力度；研发具有多种构造的反渗透膜，以便能分离多种污染物及杂质；加大反渗透技术与其他处理技术联合作业的研发力度，扩大反渗透装置的实用性。

四、总结

反渗透装置在盐水淡化、纯水制备和污水处理三方面的应用将越来越广泛，并会随着科学技术的发展不断进行改进，如由传统的中压反渗透膜向低压膜或超低压膜，或由高压膜向超高压膜方向改进，以提高处理效果；另一方面，将反渗透装置与其他处理装置联合，组装为具有多种处理性能的净水系统，扩大反渗透技术的应用领域。总之，反渗透装置将在水处理领域发挥更大作用，前景十分广阔。

参考文献：

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