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反渗透技术在水处理中的应用进展
反渗透技术在水处理中的应用进展
作者:山东金海水处理设备人气:0 日期:2020-10-15 15:45:04
 

(本文节选自倪国强,解田,胡宏,朱静,隋岩峰.反渗透技术在水处理中的应用进展[J].化工技术与开发,2012,41(10):23-27.)

反渗透技术是一种新兴的液体分离技术,具有分离效率高,操作简单,环境友好等优点。

反渗透膜的最新发展包括无机膜、杂化膜和新型有机膜 。理论上,无机膜离子截留性能很高,但成本高,制备条件苛刻,不利于工业化应用;杂化膜融合了有机材料与无机材料的优点,在提高膜分离性能及抗污染方面有很好的应用前景,具有很大的发展潜力,有待进一步的理论研究。

1 海水和苦咸水淡化 20 世纪 60 年代以来,反渗透脱盐已成为一种获取饮用水的重要途径,是解决淡水资源紧缺的一种有效方法。目前,反渗透脱盐技术主要应用在两个方面:海水淡化和苦咸水脱盐。

2 纯水和超纯水的制备 清华紫光古汉集团衡阳制药厂采用反渗透 + 混床水处理技术改进了原来的全离子交换制水工艺, 运行期间,产水增加,水质改善,大幅度降低了制水成本。此外,许多科研人员均对反渗透 + 电去离 子法制取纯水进行了实验研究,达到了预期结果,证实了反渗透 + 电去离子法制取高纯水的可行性。

3 工业废水处理 工业废水处理是除脱盐和纯水的制备领域外, 反渗透技术应用最多的一个领域。工业废水处理具 有降低生产成本,保护环境,实现废水资源化等多重意义。由于反渗透膜对进水要求较高,运用反渗透 技术对废水进行深度处理时,往往还要结合沉降、混 凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH 调节等预处理工艺。

存在的问题及解决方案: 

1 操作压力问题 反渗透技术较之传统分离工艺在能耗方面有着独特的优势,但是在反渗透的传统脱盐领域和废水处理领域,降低能耗仍然是人们关注的重点,尤其是海水淡化中,反渗透所需能耗远大于反渗透膜的成本。为了减小操作压力,提高通量,反渗透材料正在向皮层超薄型和低压型反渗透膜方向发展;对出水要求不是很高的工业废水处理,可选择采用纳滤膜代替反渗透膜,在产水水质满足用水要求的前提下,降低能耗。 

2 膜污染问题 反渗透膜污染是制约反渗透技术广泛应用的另一重要因素,膜污染不仅影响了膜的稳定运行和出水水质,还缩短了膜的使用寿命。针对膜污染,主要 的方法有:(1)完善预处理系统,保证反渗透系统进水水质;(2)对反渗透膜进行清洗,对膜污染物进行化学分析,选择最佳的清洗剂和清洗方法;(3)定期对反渗透膜装置进行停车保养。

3 浓水处理问题 反渗透水处理工艺对进水进行分离后,不可避免地会产生浓水,浓水的主要特点是含盐量比较大,由于反渗透进水严格,因此浓水的色度,浊度,以及有机物的含量都比较低。根据反渗透浓水的特点, 可加入阻垢剂后回用反渗透系统,调节浓水和进水比例,达到循环利用;如浓水中某贵重离子含量较高,可对该离子进一步浓缩提纯。詹金坤还验证了反渗透浓水作为超滤反洗水的可行性,也是一种反渗透浓水利用的新方法。

总结及展望 在人口众多,水资源不断匮乏的今天,如何提高水资源利用率和降低水处理成本,对企业而言是关 系到企业发展,环境保护以及社会利益的重大问题。 为了解决这些问题,水处理方法也在不断地发展和成熟。20 世纪 60 年代迅速崛起的膜分离技术,无论是在产品结构调整、降低能耗及污染防治等方面都有明显的优势。反渗透技术的净化效率高,设计和操作简单,切实解决了目前水处理面临的许多难题。但反渗透水处理技术的发展仍将面临两个难题:一是反渗透膜材料的发展,研究开发低压超薄、 抗污染、抗氧化、易清洗、高截留和高水通量的新型 反渗透膜材料,从根本上解决反渗透水处理应用中存在的问题;二是反渗透水处理工艺的改进,开发反渗透膜组件与其他分离技术的联用,提高进水质量,降低膜污染,增加反渗透膜的使用寿命,优化浓水处理,提高水利用率,在现有的基础上进一步降低水处 理成本,所有这些都为科研工作者在反渗透技术领 域的研究提供了广阔天地。

后记:本文原作发表于2012年,经过八年的发展,在技术方面已经有诸多重大突破。

1. 操作压力问题:现在市面上常见的反渗透设备增压泵都在100-120扬程,早已高于当年的标准。

2. 膜污染问题:随着反渗透膜造的普及,膜生产技术一步步革新,膜的造价成本也大大降低,所以在基础的保养前提下,膜污染之后更换滤芯已经成为比较普及的做法,更换过程简便,更换成本低廉。

3. 浓水处理问题:现阶段反渗透装置中一般都有浓水回流设计,大大利用了浓水的利用率,且在实际工厂生产中,浓水也经常被应用为设备清洗,厂房清洁等。



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