反滲透膜的應(yīng)用進(jìn)展

潘窔伊

摘要：反滲透膜其原理是在大于溶液滲透壓下，根據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將這些物質(zhì)與水分離；具有水質(zhì)好、消耗低、無(wú)污染、技術(shù)方法簡(jiǎn)單、便于操作等特點(diǎn)。對(duì)此，筆者根據(jù)空纖維反滲透膜技術(shù)，對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，敘述了在海水、純水制備、廢水處理等生產(chǎn)加工的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：反滲透膜；應(yīng)用進(jìn)展；研究分析

我國(guó)在反滲透膜研究上起步較晚，處于試驗(yàn)研究階段?，F(xiàn)階段未有商品化的空纖維反滲透膜構(gòu)件，市面上反滲透膜主要是利用界面聚合法制備的全芳香聚酰胺。以某企業(yè)推出的增強(qiáng)型污染卷式反滲透復(fù)合膜-PROC10與低壓高脫鹽卷式反滲透膜-CPA為例，在其污水處理、純水制備等內(nèi)容上效果顯著。

一、海水與苦咸水淡化

如今，水資源緊缺已經(jīng)成為世界問(wèn)題，對(duì)人們生活、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要作用。據(jù)調(diào)查：世界每人每年的淡水供應(yīng)在7000立方米。不過(guò)，隨著人口的增加、水污染等問(wèn)題加劇，不得不讓人深思。海水與苦咸水淡化作為緩解水資源緊缺的有效方法，利用反滲透技術(shù)是海水與苦咸水淡化的最佳途徑。

（一）海水淡化

基于海水淡化技術(shù)類(lèi)型而言，現(xiàn)階段蒸餾與反滲透是其常見(jiàn)技術(shù)方法，反滲透技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)投入少、消耗低、時(shí)間短等特點(diǎn)，更優(yōu)越于蒸餾技術(shù)。在近幾年中得到了廣泛推廣與應(yīng)用，并且現(xiàn)階段最大反滲透海水淡化廠家產(chǎn)水范圍在3.3×105m3/d。隨著反滲透膜、泵效率與能量回收的改造，其能耗縮減至8.0kW.h.m-3；發(fā)展至21世紀(jì)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的提升，海水反滲透消耗降低至2.0kW.h.m-3。自制反滲透海水淡化系統(tǒng)，水通量在102m3/h，其中反滲透單元消耗在1.85kW.h.m-3。

（二）苦咸水淡化

通常情況下，苦咸水鹽含量在1000--15000mg/L天然水、地面水、自然井水，因?yàn)槠潲}含量過(guò)高，因此無(wú)法直接用在農(nóng)業(yè)加工與生活用水中，經(jīng)過(guò)淡化加工繼而應(yīng)用在生產(chǎn)與生活用水中。經(jīng)過(guò)研究得出：利用超濾膜與反滲透膜其含鹽量在4010--4500mg/L的苦咸水，針對(duì)進(jìn)水CODMn、總硬度、CL-、溶解固體去除率大于95%、98%、94%、97%，其余出水指標(biāo)例如：硫酸根、硝酸鹽量高于規(guī)定飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

二、污水處理

反滲透膜應(yīng)用在污水處理中主要運(yùn)用在電廠循環(huán)排放廢水處理、印染廢水、重金屬?gòu)U水、城市污水處理，效果顯著。

（一）電廠循環(huán)排放污水處理

電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)能耗低，占據(jù)純活力發(fā)電廠用水的80%，占據(jù)熱點(diǎn)廠用水的50%；若讓其直接進(jìn)行排放，將造成環(huán)境污染與能源浪費(fèi)。水循環(huán)回收處理，將產(chǎn)品水當(dāng)做循環(huán)補(bǔ)充水水源；這樣一來(lái)，既能夠起到環(huán)境保護(hù)，避免能源浪費(fèi)。例如：某電廠選擇SXL-225FSFC0.8mm中空纖維超濾膜元件與BW30-400-FR聚酰胺復(fù)合反滲透膜進(jìn)行污水加工。超濾反滲透系統(tǒng)自應(yīng)用后，其水質(zhì)與反滲透進(jìn)水要求相符合，產(chǎn)水濁度低于0.02NTU，密度污染參數(shù)在0.7以下；反滲透系統(tǒng)運(yùn)行正常，截留率在97%，摻水量68m3/h，產(chǎn)水電導(dǎo)低于40，回收率在60%以上。

（二）印染廢水處理

現(xiàn)階段，舊的處理技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代排放需求，印染廢水高色度、鹽度等特征。其行業(yè)使用水量較大，隨著資源的緊缺與水費(fèi)的提高，廢水回用技術(shù)得到廣泛關(guān)注與應(yīng)用。利用反滲透膜技術(shù)可以解決有機(jī)物、減少COD，脫鹽效果良好。其出水品質(zhì)較高，可以直接應(yīng)用在印染作業(yè)中，濃水也能夠回流到常規(guī)流程達(dá)到污水零排放與清潔生產(chǎn)。

（三）重金屬污水處理

利用反滲透技術(shù)在進(jìn)行重金屬?gòu)U水處理中，無(wú)需加入任何藥劑，具有消耗低、資源有效利用、自動(dòng)化技術(shù)高等特點(diǎn)。利用某公司研制的RE2012--100反滲透膜融入贅合劑Na2EDTA，對(duì)CU2+與Ni2+離子截留率在99%。鉻作為生產(chǎn)加工常用的化學(xué)試劑，其自身具有一定的高毒性重金屬。所以，需要完全去除。以往利用沉淀形式能夠有效把制革污水的三價(jià)鉻含量由2700--5500mg/L降低到30mg/L。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，反滲透膜應(yīng)用在皮革廢水處理中能夠有效處理鉻與其他有機(jī)物質(zhì)。

三、食品工業(yè)

（一）牛奶加工

干酪加工過(guò)程中，100千克牛奶能夠生產(chǎn)出10--20千克的干酪與80--90千克的乳清。乳清作為干酪生產(chǎn)內(nèi)的副產(chǎn)品，其中包含較多蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、礦物質(zhì)等。因?yàn)槿榍迦樘呛偷鞍踪|(zhì)比例較小、BOD高。因此，不易處理與應(yīng)用。反滲透能夠應(yīng)用在乳清與生產(chǎn)中，其中包含乳清濃縮、解決礦物質(zhì)、乳清分離等。應(yīng)用反滲透膜技術(shù)能夠有效讓乳糖結(jié)晶，進(jìn)而提升奶粉生產(chǎn)效率。乳清作為首要應(yīng)用膜技術(shù)展開(kāi)濃縮的液體食物，進(jìn)行反滲透處理，乳清能夠由廢品變?yōu)橛袡C(jī)營(yíng)養(yǎng)材料。

（二）果汁加工

反滲透技術(shù)應(yīng)用在果汁加工中，效果顯著。在常溫加工下能夠最大保留營(yíng)養(yǎng)含量；無(wú)相變化，盡可能保留果汁口味；損耗較低，只有蒸發(fā)濃縮與冷凍方法的1/2--1/3；無(wú)需加入試劑與添加劑，產(chǎn)品不易受到污染。某公司利用HR-30與ACM-2型RO膜濃縮葡萄汁效果顯著。加工在35度，操作壓力在5MPa，循環(huán)流量300L/h，花青素截留率在99%。果汁含量中的維生素C與天然抗氧化劑利用超濾--反滲透--滲透蒸餾等技術(shù)進(jìn)行濃縮，相對(duì)于與傳統(tǒng)形式，效果更佳。

結(jié)語(yǔ)：

反滲透膜能夠應(yīng)用在不同行業(yè)加工生產(chǎn)中，效果顯著。但從具體應(yīng)用分析，仍然存在一些問(wèn)題，例如：截留率低、耐養(yǎng)性弱等，有待進(jìn)一步優(yōu)化。在未來(lái)發(fā)展中，反滲透膜技術(shù)應(yīng)用范圍將走向更高領(lǐng)域。

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