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什么是反滲透膜技術(shù)?
反滲透水處理設(shè)備是采用先進(jìn)的反滲透除鹽技術(shù)來制備去離子水，是一種純物理過程的制備技術(shù)，能過濾掉水中的細(xì)菌、病毒、重金屬、農(nóng)藥、有機(jī)物、礦物質(zhì)和異色異味等，生成純水，無需加熱，可以直接飲用。并且它是壓力驅(qū)動(dòng)的過程，所以不涉及能量密集的相變或是價(jià)格昂貴的溶劑和吸附劑等，相對(duì)于其他傳統(tǒng)的分離過程，反滲透水處理設(shè)備過濾出的水量成本很低，生產(chǎn)的純水品質(zhì)高、衛(wèi)生指標(biāo)理想。另外，反滲透具有設(shè)計(jì)和操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，再加上其所具有的凈化效率高、建造周期短以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
這些優(yōu)點(diǎn)使得它在近幾十年的時(shí)間里發(fā)展非常迅速，反滲透膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)醫(yī)藥、生物、電子、化工、電廠、污水處理等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。特別是水處理領(lǐng)域中的海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)或生活廢水處理等領(lǐng)域。
反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用
純水和超純水的制備
純水和超純水是現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的原材料，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微電子、電力、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域。目前，利用反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)超純水的工藝已經(jīng)很成熟，反滲透膜能夠有效地降低水的電導(dǎo)率和其中總?cè)芙庑怨腆w的含量，對(duì)大部分鹽類成分的截留率超過95%，并且水通量大。另外，伴隨著純水制備工藝的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的脫鹽系統(tǒng)發(fā)展成了反滲透(RO)-電去離子(EDI)脫鹽系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有出水質(zhì)量高、連續(xù)生產(chǎn)、使用方便、無人值守、不用酸堿、不污染環(huán)境、占地面積小和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等一系列優(yōu)點(diǎn)，被稱為“綠色”脫鹽系統(tǒng)。
污廢水處理
污廢水資源化具有開發(fā)淡水資源與保護(hù)環(huán)境雙重目的。除了脫鹽與純水的制備外，反滲透(RO)膜應(yīng)用最多的就是在污廢水處理領(lǐng)域，而且絕大多數(shù)是對(duì)廢水的深度處理，所以往往還要結(jié)合其他的預(yù)處理工藝。科威特建立起17418m3/h規(guī)模的超大型反滲透裝置用于污廢水回用。此外，反滲透也開始應(yīng)用于水中微量無機(jī)污染物和有機(jī)污染物的去除，以及一些工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理，例如制藥廢水、石油化工廢水和煉鋼廢水等領(lǐng)域。
海水和苦咸水淡化
反滲透海水淡化(SWRO)技術(shù)自上世紀(jì)70年代進(jìn)入海水淡化市場(chǎng)后，發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在已經(jīng)占全世界淡化水總產(chǎn)量的44%，世界上將近80%的海水淡化裝置都采用的是反滲透膜技術(shù)。隨著新制膜材料的發(fā)展以及成本的降低，反滲透膜技術(shù)已經(jīng)逐漸成為脫鹽產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)，配合特定的預(yù)處理工藝以及膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，被廣泛應(yīng)用于各種含鹽水質(zhì)的淡化過程。
反滲透膜技術(shù)發(fā)展
反滲透膜技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)單節(jié)約能源可回收利用廢水和有價(jià)值物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到水處理工業(yè)界的重視與歡迎，已逐步成為開發(fā)水源回用城市污水和工業(yè)廢水的一種經(jīng)濟(jì)而有效的技術(shù)手段。因此，膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)必將成為21世紀(jì)水工業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的朝陽產(chǎn)業(yè)。
但目前反滲透膜技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中或是在應(yīng)對(duì)膜污染問題時(shí)所產(chǎn)生的膜氧化仍是制約當(dāng)前商品反滲透膜廣泛應(yīng)用的重要因素。另外，反滲透膜對(duì)一些具有特殊截留機(jī)理的離子的脫除效果還不理想(例如硼，一般去除率低于90%)，反滲透膜的截留性能仍需進(jìn)一步提高，以提高膜分離效率，降低生產(chǎn)成本。碟管式反滲透(DTRO)相對(duì)于傳統(tǒng)卷式反滲透具有進(jìn)水要求低、預(yù)處理簡(jiǎn)單、避免物理堵塞現(xiàn)象、最低程度的結(jié)垢和污染現(xiàn)象、膜使用壽命更長(zhǎng)、組件易于維護(hù)等特點(diǎn)，被認(rèn)為是未來反滲透技術(shù)主要應(yīng)用方向。
雖然現(xiàn)代大型反滲透裝置的能量利用效率在不斷提高，但是仍然有將近一半的成本是受制于所消耗的電能，所以通過降低能耗來控制成本至關(guān)重要。另外，隨著人類對(duì)淡水資源需求量更加快速的增長(zhǎng)，大型裝置規(guī)模擴(kuò)張的速度也很迅速。因此，這些大型裝置過大的能量消耗總量，在未來會(huì)成為限制其發(fā)展的一個(gè)潛在因素，人們正在試圖通過可再生能源的利用解決這一問題。