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什么是反滲透膜技術(shù)?
反滲透水處理設備是采用先進的反滲透除鹽技術(shù)來制備去離子水，是一種純物理過程的制備技術(shù)，能過濾掉水中的細菌、病毒、重金屬、農(nóng)藥、有機物、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)動的過程，所以不涉及能量密集的相變或是價格昂貴的溶劑和吸附劑等，相對于其他傳統(tǒng)的分離過程，反滲透水處理設備過濾出的水量成本很低，生產(chǎn)的純水品質(zhì)高、衛(wèi)生指標理想。另外，反滲透具有設計和操作簡單的優(yōu)勢，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。
這些優(yōu)點使得它在近幾十年的時間里發(fā)展非常迅速，反滲透膜技術(shù)在國內(nèi)醫(yī)藥、生物、電子、化工、電廠、污水處理等領域有廣泛的應用。特別是水處理領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域。
反滲透膜技術(shù)的應用
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，已被廣泛應用于半導體、微電子、電力、化工和醫(yī)藥等領域。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率和其中總?cè)芙庑怨腆w的含量，對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、占地面積小和運行經(jīng)濟等一系列優(yōu)點，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)淡水資源與保護環(huán)境雙重目的。除了脫鹽與純水的制備外，反滲透(RO)膜應用最多的就是在污廢水處理領域，而且絕大多數(shù)是對廢水的深度處理，所以往往還要結(jié)合其他的預處理工藝。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，反滲透也開始應用于水中微量無機污染物和有機污染物的去除，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域。
海水和苦咸水淡化
反滲透海水淡化(SWRO)技術(shù)自上世紀70年代進入海水淡化市場后，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，配合特定的預處理工藝以及膜系統(tǒng)設計，被廣泛應用于各種含鹽水質(zhì)的淡化過程。
反滲透膜技術(shù)發(fā)展
反滲透膜技術(shù)憑借其操作簡單節(jié)約能源可回收利用廢水和有價值物質(zhì)的優(yōu)點，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)在實際應用中或是在應對膜污染問題時所產(chǎn)生的膜氧化仍是制約當前商品反滲透膜廣泛應用的重要因素。另外，反滲透膜對一些具有特殊截留機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)相對于傳統(tǒng)卷式反滲透具有進水要求低、預處理簡單、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、組件易于維護等特點，被認為是未來反滲透技術(shù)主要應用方向。
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，隨著人類對淡水資源需求量更加快速的增長，大型裝置規(guī)模擴張的速度也很迅速。因此，這些大型裝置過大的能量消耗總量，在未來會成為限制其發(fā)展的一個潛在因素，人們正在試圖通過可再生能源的利用解決這一問題。