摘要：在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。本文就反渗透技术在水处理中的应用进行探讨。
关键词：反渗透系统；工业水处理；应用
在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20%；据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2000年和2001年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。本文就反渗透技术在水处理中的应用进行探讨。
1.反渗透系统在工业水处理中应用的必要性
通常在工业水处理中，尤其是火力发电厂锅炉补给水处理一直采用一级除盐加混床全除盐方式，即离子交换除盐，经多年的运行发现，离子交换树脂的性能通常受到原水中的有机物和悬浮物的影响较大，这经污染物会堵塞树脂网孔或交换器的床层通流面积而使除盐系统的出水品质降低，尤其是增加离子交换树脂的负担，同时，随着离子交换树脂再生次数的增多，树脂除盐的效率和可靠性会逐渐降低，并且增大了酸、碱的耗量，因此，只有在离子交换除盐系统前增设反渗透系统进行预脱盐，才能提高工业水处理的经济效益，经我厂实践证明是可取的，而且效果很好。
2.反渗透技术
2.1反渗透膜及技术原理
反渗透膜是用高分子材料制成、具有选择性半透性质的薄膜。用于水处理的反渗透膜可以允许水分子透过膜，但水中所含的离子、有机物分子等不能透过。反渗透的除盐原理是水在外加压力的作用下，水分子克服反渗透膜两侧的渗透压，透过膜到达膜的另一侧（淡水侧）；而水中的盐分、有机物分子等杂质则被膜拦截住，留在膜上，从而达到水质净化的目的。反渗透技术从本质上讲是一种横流性的过滤技术，过滤液体会横向流过反渗透膜，部分原水在外界压力下透过这层膜形成成品水，而未被转化为成品水的液体和盐类继续流过反渗透膜表皮，逐渐形成浓水被排掉，这一过程还可以将截留的悬浮物冲刷带走，阻止了垂直过滤技术下固体的沉积。
2.2反渗透膜的类型及卷式膜组件的特点
按照材料来分，用于水处理的反渗透膜主要有两种类型：一种是醋酸纤维膜，这是最早应用于水处理领域的反渗透膜。另一类是用聚酰胺类材料制成的复合膜，我国很多工厂所用的反渗透膜是抗污染聚酰胺复合膜，这种复合膜的特征是由两种以上的材料制成，用很薄的致密层与较厚的多孔支撑层复合而成，多孔支撑层起增强机械强度作用，致密层起脱盐作用。膜形式是卷式复合膜，卷式膜元件相对于平板式、圆管式、中空纤维式膜元件来说，它的特点是：①水流通道有隔网空隙构成，水在流动过程中被隔网反复切割反复汇集呈波浪起伏前进，提高了水流的紊动强度，减少了浓差极化；②水沿膜表面呈薄层流动，这种薄层的流动设计既提高了膜的装填密度，又有利于降低膜表面的滞流层厚度，同样有利于减少浓差极化；③膜的装填密度比较高，仅次于中空纤维膜组件；④与中空纤维和板框式结构相比较，卷式膜元件在给水通道抗污染能力、设备空间要求、投资和运行费用等方面具有明显的优越性。
3．反渗透系统在工业水处理中的实际应用情况
水处理系统工艺流程为原水 →生水箱→自清洗过滤器→超滤装置→清水箱→保安过滤器→反渗透装置→除碳器→除碳水箱→阳离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→机炉或化工装置。
反渗透装置由膜组件、高压泵以及相关仪表、阀门和管件组成。高压泵前设有保安过滤器，保安过滤器内装有过滤孔径为5μm 的滤芯，这些滤芯会过滤掉任何大于5μm 的胶体颗粒，对下游RO 膜起保护作用，否则RO 膜表面极易结垢污堵。进水管道上连有还原剂、阻垢剂加药管道，此外进水管道上设有取样口便于测量进水SDI 值。
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3.1 系统连接与运行方式
原水其实就是最先进入化学处理装置的水，而在没有经过处理过的原水还要在经过一系列的设备才可以真正的进入反渗透膜，而在经过处理过后的水就会被称作是淡水。主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳（压力容器）、支架等组成。其主要作用是去除水中的杂质，使出水满足使用要求。
3.2 反渗透系统组成
据本人了解，反渗透系统普遍是由以下几点构成的：预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统、电气控制系统。
3.2.1 保安过滤器
精密过滤器又称保安过滤器，一般设置在压力容器之前，以去除浊度1 度以上的细小微粒，其可以保证在工作运行的过程中满足此工序对进水速度、量的要求；有时也设置在整个水处理系统的末端，防止细小微粒进入成品水。
3.2.2 高压泵
其设计的最主要目标其实就是为了能够保证纯水渗透进反渗透装置的时候可以达到标准，最主要的作用就是给予其足够的压力。
3.2.3 反渗透膜组
在渗透膜装置中的水被分为了两种：淡水、浓水。而对于这两种水都有其控制阀门，在控制其浓度比例的时候要保证其回收率可以达到四分之三，尤其是脱盐率的要求就更加严格，不得少于98%。
3.2.4 阻垢剂投加系统
反渗透阻垢剂是专门用于反渗透（RO）系统及纳滤（NF）和超滤（UF）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。
3.2.5 清洗装置
必须要定期的对其进行清洁，一般是3~6 个月清洗一次，并且，即使是清洗工作也是要专业人士为其设计专门的工作程序。
4.反渗透系经的设置
根据反渗透除盐的原理及应用注意事项，特将反渗透处理系统作如下设置。
4.1多介质过滤器
为了使原水或深井水得到预处理，首先设置多介质过滤器，器内填料依下至上为粗砂、细砂、无烟煤，可以逐室填加，运行流量65×6m3/h，从而达到预处理的目的。
4.2 保安过滤器
为了使反渗透装置能长期可靠的运行，一个主要的问题是必须保持膜表面的清洁，不被杂质污堵，如果机械过滤出水中的杂质颗粒过多，从而造成它们通过膜元件的浓水通道留在膜的表面上，将会引起反渗透装置出力下降，或脱盐率的下降，因此，应在多介质过滤器后设置5um保安过滤器，从而有效地控制反渗透进水杂质。
4.3 反渗透装置
这为了防止发生浓差极化进入反渗透装置的水应由高压泵将压力提升至1.2-1.4MPa，并进口安装慢开阀门以防冲击膜元件，反渗透系统采用并联运行，整套系统全自动控制，不仅可以节约用水，也可以节省费用，反渗透装置的布置要使其中每一台都可单独解列、运行、冲洗或化学清洗并且设置清洗系统，经实践证明，反渗透出水DD＜10um/cm，已大大降低含盐量，使脱盐率达99%。
结语
反渗透系统在工业水处理中的应用，使淡水较原水大大降低含盐量，从而使淡水在经离子除盐后能更好地得到纯度很高的水供大机组锅炉使用，同时延长离子交换设备寿命，降低工业水处理的成本，提高整体经济效益。
参考文献：
[1]倪国强、谢田、胡宏.反渗透技术在水处理中的应用进展［J］.化工技术与开发，2012，（10）：23-27.
[2] 王毛节.反渗透技术在火电厂水处理应用分析［J］.华东科技：学术版，2012，（12）：5-5.
论文作者:马少红,张明成
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/19
标签：反渗透论文; 系统论文; 装置论文; 水处理论文; 反渗透膜论文; 过滤器论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第32期论文;