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反滲透技術在水處理中的應用進展
反滲透技術在水處理中的應用進展
作者:山東金海水處理設備人氣:0 日期:2020-10-15 15:45:04
 

(本文節選自倪國強,解田,胡宏,朱靜,隋巖峰.反滲透技術在水處理中的應用進展[J].化工技術與開發,2012,41(10):23-27.)

反滲透技術是一種新興的液體分離技術,具有分離效率高,操作簡單,環境友好等優點。

反滲透膜的最新發展包括無機膜、雜化膜和新型有機膜 。理論上,無機膜離子截留性能很高,但成本高,制備條件苛刻,不利于工業化應用;雜化膜融合了有機材料與無機材料的優點,在提高膜分離性能及抗污染方面有很好的應用前景,具有很大的發展潛力,有待進一步的理論研究。

1 海水和苦咸水淡化 20 世紀 60 年代以來,反滲透脫鹽已成為一種獲取飲用水的重要途徑,是解決淡水資源緊缺的一種有效方法。目前,反滲透脫鹽技術主要應用在兩個方面:海水淡化和苦咸水脫鹽。

2 純水和超純水的制備 清華紫光古漢集團衡陽制藥廠采用反滲透 + 混床水處理技術改進了原來的全離子交換制水工藝, 運行期間,產水增加,水質改善,大幅度降低了制水成本。此外,許多科研人員均對反滲透 + 電去離 子法制取純水進行了實驗研究,達到了預期結果,證實了反滲透 + 電去離子法制取高純水的可行性。

3 工業廢水處理 工業廢水處理是除脫鹽和純水的制備領域外, 反滲透技術應用最多的一個領域。工業廢水處理具 有降低生產成本,保護環境,實現廢水資源化等多重意義。由于反滲透膜對進水要求較高,運用反滲透 技術對廢水進行深度處理時,往往還要結合沉降、混 凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調節等預處理工藝。

存在的問題及解決方案: 

1 操作壓力問題 反滲透技術較之傳統分離工藝在能耗方面有著獨特的優勢,但是在反滲透的傳統脫鹽領域和廢水處理領域,降低能耗仍然是人們關注的重點,尤其是海水淡化中,反滲透所需能耗遠大于反滲透膜的成本。為了減小操作壓力,提高通量,反滲透材料正在向皮層超薄型和低壓型反滲透膜方向發展;對出水要求不是很高的工業廢水處理,可選擇采用納濾膜代替反滲透膜,在產水水質滿足用水要求的前提下,降低能耗。 

2 膜污染問題 反滲透膜污染是制約反滲透技術廣泛應用的另一重要因素,膜污染不僅影響了膜的穩定運行和出水水質,還縮短了膜的使用壽命。針對膜污染,主要 的方法有:(1)完善預處理系統,保證反滲透系統進水水質;(2)對反滲透膜進行清洗,對膜污染物進行化學分析,選擇最佳的清洗劑和清洗方法;(3)定期對反滲透膜裝置進行停車保養。

3 濃水處理問題 反滲透水處理工藝對進水進行分離后,不可避免地會產生濃水,濃水的主要特點是含鹽量比較大,由于反滲透進水嚴格,因此濃水的色度,濁度,以及有機物的含量都比較低。根據反滲透濃水的特點, 可加入阻垢劑后回用反滲透系統,調節濃水和進水比例,達到循環利用;如濃水中某貴重離子含量較高,可對該離子進一步濃縮提純。詹金坤還驗證了反滲透濃水作為超濾反洗水的可行性,也是一種反滲透濃水利用的新方法。

總結及展望 在人口眾多,水資源不斷匱乏的今天,如何提高水資源利用率和降低水處理成本,對企業而言是關 系到企業發展,環境保護以及社會利益的重大問題。 為了解決這些問題,水處理方法也在不斷地發展和成熟。20 世紀 60 年代迅速崛起的膜分離技術,無論是在產品結構調整、降低能耗及污染防治等方面都有明顯的優勢。反滲透技術的凈化效率高,設計和操作簡單,切實解決了目前水處理面臨的許多難題。但反滲透水處理技術的發展仍將面臨兩個難題:一是反滲透膜材料的發展,研究開發低壓超薄、 抗污染、抗氧化、易清洗、高截留和高水通量的新型 反滲透膜材料,從根本上解決反滲透水處理應用中存在的問題;二是反滲透水處理工藝的改進,開發反滲透膜組件與其他分離技術的聯用,提高進水質量,降低膜污染,增加反滲透膜的使用壽命,優化濃水處理,提高水利用率,在現有的基礎上進一步降低水處 理成本,所有這些都為科研工作者在反滲透技術領 域的研究提供了廣闊天地。

后記:本文原作發表于2012年,經過八年的發展,在技術方面已經有諸多重大突破。

1. 操作壓力問題:現在市面上常見的反滲透設備增壓泵都在100-120揚程,早已高于當年的標準。

2. 膜污染問題:隨著反滲透膜造的普及,膜生產技術一步步革新,膜的造價成本也大大降低,所以在基礎的保養前提下,膜污染之后更換濾芯已經成為比較普及的做法,更換過程簡便,更換成本低廉。

3。 濃水處理問題:現階段反滲透裝置中一般都有濃水回流設計,大大利用了濃水的利用率,且在實際工廠生產中,濃水也經常被應用為設備清洗,廠房清潔等。



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