反渗透技术在环境工程当中的应用

摘 要： 叙述了反渗透技术的基本原理及其基本透过机理，分析了其具体的环境工程应用，力求使此项技术得到更加合理的发展，更好地为社会和人民服务。

关键词： 反渗透；环境工程；应用

中图分类号：B82-058 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着社会的不断发展，人们对于环境问题的重视程度也在不断地提高，现今，环境保护相关的工程和技术已被全社会所共同关注。所以，环境工程相关的技术手段的合理运用，也就显得尤为重要。在其相关的技术当中，反渗透技术是一项较为特殊的技术，其主要是海水以及苦咸水进行有效淡化的重要技术手段，在实际的运用当中有着非常好的效果，此外，反渗透技术还在纯水的制备当中扮演着重要的角色。而随着进一步的研究和发展，现在，反渗透技术已广泛地使用于环境工程建设当中的多个方面，其分离浓缩的过程在食品、医药的浓缩方面，以及净水、水软化以及水源的污染控制和回收再利用方面发挥着不可替代的作用，已经逐渐地成为环境工程当中的重要技术手段。本文基于这样的前提之下，对反渗透技术的相关原理和工作的基本流程进行了详细的阐述，对其机理进行了多层次的探究，进而对反渗透技术在环境工程当中的具体应用情况进行了多角度的分析，旨在加强此项技术在实际的使用和操作当中的效果，更好地为社会和人民服务。

1 反渗透技术概述

1.1 反渗透技术的基本原理

反渗透技术又可以成为逆渗透技术，其主要是以压力差作为主要的推动力，从溶液当中分离出相关的溶剂的膜的分离过程。因为其和自然渗透的方向是相反的，所以称之为反渗透。此项技术根据对各种不同物料的不同的渗透压，可以达到使大于渗透压的反渗透法达到分离的效果，进而进行提取、纯化以及浓缩的操作，达到最初的目的。

1.2 反渗透技术的基本透过机理

反渗透技术一般的来讲分为三种基本的透过机理，即氢键理论、溶解扩散型以及优先吸附—毛细孔孔流理论，下文将对其进行详细的分析和探究。

a） 氢键理论。氢键理论的模型将醋酸纤维膜看成是一种高度的、有序的矩阵结构聚合物，在实际的操作过程当中，当水进入到醋酸纤维膜的非结晶部分当中之后，与其中的羟基氢原子发生一系列的反应，进而形成结合水。水分子能够在一个氢键的位置之上，移动至另外一个位置，而当实际的操作过程当中，外界施加进一步的压力之后，水分子就依次地从上至下的一系列氢键位置上面进行移动，通过聚合物，直到离开醋酸纤维膜的表面层，进入到膜的多空层当中，而由于其中存在有大量的毛细管水，所以水分可以畅通地经过；

b） 溶解—扩散性。在这一模型当中，是将半透膜看成是一种完全的致密的中性界面，而水以及溶质的透过膜过程是分成两个阶段来进行的。首先的一个阶段是水以及溶质吸附到膜材质的表面之上，接下来的 1 个阶段是水和溶质在膜当中进行扩散，进而传递，直至最后通过膜，达到最初的效果和目的；

c） 优先吸附—毛细管流动。此模型的主要理论是将反渗透膜看成是一种细微的多孔的结构物质，根据相关的吸附方程作为其基本的理论依据，认为膜的相关化学性质使其对溶液当中的溶质具有一定的排斥作用。在实际的操作当中，靠近膜表面的浓度梯度急剧下降，进而在溶液的膜表面上形成一层可以被膜吸附的纯净水层。然后，在反渗透的进一步压力作用之下，纯水层当中的水分子不断地透过反渗透膜，盐一类的物质被膜所排斥，当离子的化合价越高的时候，排斥的效果和作用就越强。

2 反渗透技术在环境工程当中的应用

根据上文对反渗透相关原理以及模型的详细介绍，可以对其主要的技术有着一个较为初步的了解和掌握，下文将根据反渗透技术在实际当中的应用进行深入的探究，帮助在实际的使用和操作过程当中有着更加准确的应用。反渗透技术由于其分离率较高，同时操作上比较便捷、能耗较低、运行的费用较低等特点，在环境工程当中有着极为广泛的运用，且取得了非常好的效果。

2.1 重金属废水处理

在反渗透的相关环境工程应用当中，对于重金属的废水处理是比较重要的 1 个部分。通过采用超低压的反渗透膜分离以及稀释溶液当中的铜离子、铬离子等等，测试的结果表示，在进行了相关的反渗透处理之后，截留率随着进料压力的不断增加而增加，而当压力进一步地增加至某一值时，对于铜离子以及铬离子的截留率达到了百分之九十九以上，效果极为明显，为环境工程的具体建设和应用做出了重大的贡献。现今，国外很多地区的电镀厂已经采用了膜分离渗透技术，对其排出的污水进行处理，在进行了相关的研究之后发现，在压强差大于一定数值且温度处于 20 ℃～25 ℃之间的时候，可以使料液的浓缩度达到原有的 10 倍以上，而采用了低压复合反渗透膜技术进行相关的处理之后，可以发现其中的铜离子以及铬离子的脱除率会进一步地提升。在韩国的某公司的实际操作当中，运用反渗透进行高导电率的二次处理废水的相关工作，成功地将其中的单价离子以及二价离子进行去除，而根据相关的报道，使用反渗透的相关技术，运用到环境工程当中，可以使废液当中的Pb、Cu、Cr、As、Se、Hg 等离子的脱除率高达 95%以上，有的甚至能达到 99%以上，实际处理和应用效果非常显著，为环境工程的相关建设作出了极大的贡献。

2.2 城市垃圾的渗滤液处理

在城市的垃圾渗滤液当中，其主要的性质为水质比较复杂，且水量变化较大，有害的污染物质浓度较高，氨氮含量以及金属的含量很高。一般地来讲，中国城市渗滤液使用的处理技术是生物处理技术，但是由于反渗透技术能够更加高效地截留污水当中存在的溶解态的无机污染物质以及有机污染物质，所以在近几年当中得到了广泛的运用和发展，前景较好。在意大利的某城市垃圾渗滤液的处理当中，通过反渗透技术的相关设备和技术的运用，将垃圾填埋场当中的渗透滤液进行了一系列的测试和处理，而实验的结果表明，当渗滤液的浓度逐渐地增加的时候，渗透量大大地降低，而当操作当中的压力进一步加大时，COD 的去除率则可以上升至 98%，达到了非常好的使用效果。另外，在中国北京房山区垃圾填埋场当中，运用反渗透的相关理论和技术手段，对其中的渗滤液进行了实际的实验处理，其结果同样表明，通过相关的反渗透技术的使用，可以对进水的水质进行有效的处理，完全可以使排放出的水质达到污染控制的一级标准，而随着高压反渗透相关技术的出现以及实践当中不断地应用加强，其在环境工程当中发挥的作用将更加明显。

2.3 印染废水的处理

在印染的相关工业当中，其排出的废水有着极大的污染，含有染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸碱等等，其染料当中的硝基以及胺类化合物对环境有着较大的污染，同时其中还含有一系列的重金属元素离子，直接进行排放的话会对环境造成很大程度的破坏。而通过反渗透技术的相关运用，在印染行业当中，可以对其排放的污水进行极为有效的处理，根据相关的报道以及文献资料，反渗透技术非常适合使用在染色槽当中的离子以及大分子的处理之上，在使用了一系列的技术手段之后，第一级苦咸水用膜可以有超过 96%的脱除率，颜色脱除率可以达到 90%以上，总碳脱除率可以达到 85%以上，第二级脱除率可以达到 98%以上，实际的使用效果非常明显，对于环境工程来讲有着非常重大的贡献。

3 结语

综上所述，根据对反渗透技术的相关原理以及模型进行详细的分析，对其具体的在环境工程当中的应用情况进行逐步的分析，力求在实际的操作和使用当中达到更好的效果，更加合理地为社会和人民服务。

参考文献：

［1］ 钟 清.浅议环境保护工程［J］.现代环境卫生工程，2002

［2］ 谭永文.反渗透技术的原理以及应用解［J］.膜科学技术，2005

［3］ 齐 军.浅析环境工程的实际应用［J］.化学工业设计，2000