反滲透膜分離技術及應用淺談

一、—反滲透膜分離技術綜述

作為一種新型、精密分離技術，反滲透膜分離技術已成為工農業生產、國防、科技和人民日常生活中不可缺少的分離方法，并越來越廣泛地應用于化工、環保、食品、醫藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領域。該技術對推動社會經濟發展，構建資源節約型社會，環境保護乃至構建生態文明均具有重要的戰略意義。本文著重介紹了反滲透膜分離技術及其在工業領域的廣泛運用。

隨著工農業發展要求、社會發展要求、環境保護意識和標準的提高，膜分離作為一項新的高科技環保技術已經越來越受到有關部門的重視。膜分離過程作為一門新型的分離、濃縮、提純技術，是以外界能量為動力，憑借各組分在膜中傳質的選擇性差異，對多組分流體物質進行分離、分級、提純和富集的方法，它是一大類技術的總稱，常規的和液體處理有關的膜技術主要包括微濾（MF）、超濾UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）以及電滲析（ED）等。這些膜分離技術均是利用特殊制造的多孔材料，選擇性地分離水和水中的雜質，以達到人們特定的目的。

本文對反滲透（RO）技術及其應用進行研究分析。

二、膜的定義

膜分離是在20世紀初出現，20世紀60年代后迅速崛起的一門分離新技術。膜分離是利用一張特殊制造的、具有選擇透過性能的膜，在外力推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新的分離方法。這種膜具有使有的物質通過，有的物質不能通過的特性。膜本身可以是固相、液相或者氣相。至于究竟什么是膜，至今沒有一個完整的定義。廣義的定義是，自然界中經常存在著這樣的物質體系，即在一種流體相內或者兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質把流體相分隔成兩部分，這一薄層物質就是所謂的“膜”。膜本省可以是均勻的一相，也可以是由兩相以上的凝聚態物質所構成的復合體，可以是對稱型的或者非對稱型的。不論膜本身薄到何種程度，它都有兩個界面，并由這兩個界面分別與被其分隔于兩側的流體相物質相接觸。

三、膜分離的基本原理

分離膜具有選擇透過性，所以它可以使有的混合物質通過，有的截留。它與傳統過濾的不同在于，分離膜可以在分子范圍內進行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發生相的變化和添加助劑。但是，不同的膜分離過程，他們使物質截留、通過的原理有的類似，有的則完全不一樣?？偟膩碚f，分離膜之所以能使混在一起的物質分開，不外乎兩種手段，即根據混合物物理性質的不同或者根據混合物的化學性質不同。

四、膜分離的過程及特點

把膜制成適合使用的構型，與驅動設備（壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵）、閥門、儀表和管道等聯成設備，在標準工藝條件下操作，就可以來分離水溶液或混合氣體。

透過膜的組分被稱為透過流分，這種分離技術就被稱為膜分離技術。物質選擇透過膜的推動力可分為兩類：一是借助外界能量，物質發生由低位向高位的流動；二是化學位差為推動力，物質發生由高位向低位的流動。作為一種新型高科技技術，膜分離能耗低；工作溫度在常溫附近、設備操作簡單；維護方便，運行穩定；規模和處理能力范圍很大；設備體積??；占地少等特點，因而也使其越來越受到關注，在市場中的占比也逐年在提高，應用范圍也越來越廣。

五、常規膜分離方法

膜分離方法是以高分子薄膜為介質，以外界的能量或化學位差為推動力，對雙組份或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法。目前常規的膜分離方法主要包括：微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等。另外還有控制釋放、生物膜法、膜傳感器、膜法氣體分離、液膜分離法、膜電解等。

六、反滲透膜在廢水處理方面的應用

反滲透是目前很微細的過濾技術。反滲透膜可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質量大于100的有機物，而水分子可通過薄膜成為純水。其對水中二價離子的脫除率可達99.5%，對一價離子的脫除率也在95%以上。海德能的反滲透膜廣泛應用于太空水、純凈水、超純水的制備；酒類制造及飲料生產用水；醫藥、電子等行業用水的前期制備；化工工藝中水的濃縮、分離、提純及純水制備；鍋爐補給水的除鹽和軟化；海水、苦咸水淡化；造紙、電鍍、印染等行業用水、中水及工業廢水的回用。

電鍍廢水毒性大，量小但面廣。傳統處理方法往往會造成二次污染，是城市危害嚴重的污染源之一。反滲透法在20世紀70年代初首先被引入處理電鍍含鎳廢水，取得了完全成功，并被迅速推廣應用。隨后，相繼用于處理含鉻、鍍銅、鍍鋅、鍍隔廢水及混合電鍍廢水，并在不同程度上獲得推廣應用。如今，該技術已相對成熟，并已廣泛應用于電鍍企業，如玉環市大麥嶼街道轄區內的電鍍企業按照有關要求，均已安裝廢水反滲透深度處理裝置，該裝置的成功運用，對企業的中水回用和減排工作發揮了決定性的作用，產生了巨大的社會效益和環境效益。

含油廢水是一種量大面廣的工業廢水，若直接排入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴重污染生態環境。采用反滲透法處理含油廢水，無需破乳，直接實現油水分離、工藝流程簡單，處理效果好，但處理量較小，不太適于大規模廢水處理，而且過濾器容易堵塞。

七、結論

與傳統的處理技術相比，由于反滲透膜分離技術具有操作方便，設備簡單，節能，分離效率高等優點，它在現代社會經濟發展和人民日常生活中扮演著越來越重要的角色。該技術已廣泛應用于化工、電子、輕紡、醫藥、印染、發電、造紙、農業、食品、冶金、海水淡化、污水處理等各行業。該技術的運用，推動了當前“五水共治”工作的發展，有效解決了一系列環保難題，實現了資源的回收利用，實現了中水回用，實現了減排?？傊?，反滲透膜膜分離技術的廣泛運用，很好地實現了經濟效益、社會效益和環境效益。