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反滲透技術是目前應用較為廣泛的一類水處理技術。在對反滲透分離原理討論的基礎上,對反滲透技術的現狀和研究進行了總結,并以鍋爐供水系統為例進行系統的討論。并提出反滲透系統安全運行影響因素以及反滲透技術新的發展方向。
反滲透技術在美國、日本的研究應用較早,我國的研究始于1966年,近年來已得到廣泛應用。反滲透技術最初只用于海水淡化,后來逐步擴大到苦咸水淡化、食品加工、醫藥衛生、飲料凈化、超純水制備等方面,產生了很高的經濟效益。
1 反滲透分離原理
用一張半透膜將稀溶液(如純水)與濃溶液(如鹽水)隔開,稀溶液會向濃溶液滲透并保持相應的滲透壓,此現象稱為滲透。如果在濃溶液處施加大于滲透壓的壓力,則濃溶液會向稀溶液一側滲透,此現象稱為反滲透。一般反滲透膜微孔尺寸在1OA左右,操作壓力為1.0-10.0MPa,切割分子量小于500,能截留鹽或小分子量有機物,可使水中離子的含量降低96%-99%。反滲透的去除性能一般有
如下規律:
(1)高價離子去除率大于低價離子A13+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+
(2)去除有機物的特性受分子構造與膜親和性影響
分子量:高分子量>低分子量
親和性:醛類>酸類>胺類
側鏈結構:第三級>異位>第二級>第一級
(3)對分子量>300的電解質、非電解質都可有效的除去,其中分子量在100-300之間的去除率為90%以上。
2 膜污染
近年來,反滲透以其操作簡單、可靠性高、不產生二次污染等特點而得到了廣泛的應用。然而反滲透經長期運行,在膜上濃水側會積累膠體、金屬氧化物、細菌、有機物、水垢等物質,造成膜污染,引起系統脫鹽率下降,出水量降低,壓差增大等問題。因此,當反滲透性能下降到一定程度時,就應對膜進行及時有效地清洗,避免造成嚴重膜污染而難以恢復系統是否需要清洗可根據產水量、脫鹽率、壓差變化來判斷。
3 反滲透技術應用實踐
20世紀末,反滲透水處理的市場份額以每年18%的速度增長,它與許多高科技產品一樣,技術含量高,科技附加值高,易操作,使用方法易掌握。反滲透用途幾乎涵蓋了所有工業部門,廣泛應用于電力、化工、石油、飲料、制藥、電子、冶金等行業。包括水的脫鹽,由苦咸水和海水制取飲用水,輔助處理過程的凈化,高純漂洗水的生產,化學制造業所接觸的水,食品和飲料的生產,工業污水的凈化等。不同行業所處理的水質情況不同。在反滲透的使用中,必須重視反滲透裝置的長期安全經濟運行,其經濟可行性很大程度上取決于其能達到的最高透過速率和膜壽命。在反滲透運行過程中,當系統設計合理的情況下,并排除設備機械損壞(如O形環的損壞)等因素,由于水質千差萬別,若運行控制不當,必然會導致膜的污染,嚴重的會導致整個反滲透裝置的報廢,會造成巨大的經濟損失。應對不同水質的實際情況設計出合理的反滲透系統,掌握正確的反滲透操作方法和運行技術,以保證反滲透設備的安全經濟運行。
