反滲透膜簡介

反滲透膜簡介反滲透E1、反滲透現(xiàn)象滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進(jìn)入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。但是在濃溶液一邊加上適當(dāng)?shù)膲毫Γ纯墒節(jié)B透停止，此時的壓力稱為該溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，此時就稱為反滲透。滲透是在所有活細(xì)胞中存在的一種自然過程，水可以透過半透膜而懸浮固體、鹽類、大分子物質(zhì)被截留，這些半透膜的孔徑大概在0.0005微米左右。滲透過程-在純水溶液和鹽溶液兩種環(huán)境之間，水分子有從純水溶液向鹽溶液滲透的傾向。水流通過半透膜從純水溶液向鹽溶液滲透，該過程的作用力是兩種環(huán)境的濃度差。滲透半透膜盆港液 純水流向反滲透過程-膜滲透過程中，在鹽溶液的方向施加壓力可以使?jié)B透過程反向進(jìn)行。外加壓力的作用下，水透過半透膜與溶液中的離子分離，當(dāng)滲透過程進(jìn)行到一定程度時，滲透壓與外加壓力相等后反滲透過程結(jié)束。1/651/65反滲透膜簡介壓力V反滲透壓力V反滲透半透膜鹽溶液純水鹽溶液純水在實際應(yīng)用中，在反滲透壓力顯著上升前鹽溶液需要不斷更換。為有效利用切向流理論，半透膜表面的溶液需要不斷更新，因此，商業(yè)膜組件設(shè)計有一個進(jìn)水口和兩個出水口，進(jìn)水口作為給水入口，而出水出口分別作為處理后純水和濃縮液的排出口。給水純水耨向旗1給水純水耨向旗1滲透現(xiàn)象早在1748年已由AbbeNollet首次得到證明，直到20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們才開始利用反滲透或超濾作為溶液中溶質(zhì)和溶劑的有效分離方法，并使其成為一種實驗室技術(shù)。2、反滲透技術(shù)反滲透是60年代發(fā)展起來的一項新的膜分離技術(shù),是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過程.反滲透的英文全名是“REVERSEOSMOSIS”，縮寫為“RO”。反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。其原理是在高于溶2/652/65反滲透膜簡介液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。由于反滲透膜的膜孔徑非常?。▋H為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等（去除率高達(dá)97—98%）。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優(yōu)點。反滲透膜的透過機(jī)理關(guān)于反滲透膜的透過機(jī)理，自20世紀(jì)50年代末以來，許多學(xué)者先后提出了各種不對稱反滲透膜的透過機(jī)理和模型，現(xiàn)介紹如下：1、氫鍵理論這個理論是由里德（Ried）等人提出的，并用醋酸纖維膜加以解釋。這種

理論是基于一些離子和分子能通過膜的氫鍵的結(jié)合而發(fā)生聯(lián)系，從而通過這些聯(lián)

系發(fā)生線形排列型的擴(kuò)散來進(jìn)行傳遞。在壓力的作用下，溶液中的水分子和醋酸

纖維素的活化點一一羰基上氧原子形成氫鍵，而原來的水分子形成的氫鍵被斷

開，水分子解離出來并隨之轉(zhuǎn)移到下一個活化點，并形成新的氫鍵，如是通過這

一連串氫鍵的形成與斷開，使水分子離開膜表面的致密活化層，由于多孔層含有

大量的毛細(xì)管水，水分子能暢通流出膜外。2、優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流理論索里拉金等人提出了優(yōu)先吸附一毛細(xì)孔流理論。他們以氯化鈉水溶液為例，溶質(zhì)是氯化鈉，溶劑是水，膜的表面能選擇性吸水，因此水被優(yōu)先吸附在膜表面上，而對氯化鈉排斥。在壓力作用下，優(yōu)先吸附的水通過膜，就形成了脫鹽的過程。這種模型同時給出了混合物分離和滲透性的一種臨界孔徑的概念。臨界孔徑3/653/65反滲透膜簡介顯然是選擇性吸著界面水層的兩倍。基于這種模型在膜的表面必須有相應(yīng)大小的

毛細(xì)孔，根據(jù)這種理論，索里拉金等研制出具有高脫鹽率、高脫水性的實用反滲

透膜，奠定了實用反滲透膜的發(fā)展基礎(chǔ)。3、溶液擴(kuò)散理論朗斯代爾（Lonsdale）和賴?yán)≧iley）等人提出溶解擴(kuò)散理論。該理論假定膜是無缺陷的“完整的膜”，溶劑和溶質(zhì)透過膜的機(jī)理是由于溶劑與溶質(zhì)在膜中的溶解，然后在化學(xué)位差的推動力下，從膜的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散，直至透過膜。溶劑和溶質(zhì)在膜中的擴(kuò)散服從（Fick）定律，這種模型認(rèn)為溶劑和溶質(zhì)都可能溶于均質(zhì)或非多孔型膜表面，以化學(xué)位差為推動力（常用濃度差或壓力差來表示），分子擴(kuò)散使它們從膜中傳遞到膜下部。因此，物質(zhì)的滲透能力不僅取決于擴(kuò)散系數(shù)，而且取決于其在膜中的溶解度。溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)比水分子的擴(kuò)散系數(shù)小得越多，高壓下水在膜內(nèi)的移動速度就越快，因而透過膜的水分子數(shù)量就比通過擴(kuò)散而透過去的溶質(zhì)數(shù)量更多。目前一般認(rèn)為，溶解擴(kuò)散理論較好的說明膜透過現(xiàn)象，當(dāng)然氫鍵理論、優(yōu)先吸附一毛細(xì)孔流理論也能夠?qū)Ψ礉B透膜的透過機(jī)理進(jìn)行解釋。此外還有學(xué)者提出擴(kuò)散-細(xì)孔流理論，結(jié)合水-空穴有序理論以與自由體積理論等。也有人根據(jù)反滲透現(xiàn)象是一種膜透過現(xiàn)象，因此把它當(dāng)作非可逆熱力學(xué)現(xiàn)象來對待。總之，4/654/65反滲透膜簡介反滲透膜透過機(jī)理還在發(fā)展和完善中。有機(jī)物與無機(jī)物的去除機(jī)理1、有機(jī)物去除機(jī)理對于有機(jī)溶質(zhì)的脫除機(jī)理最初認(rèn)為純屬篩網(wǎng)效應(yīng)其脫除率主子量大小和形狀有關(guān)。后來經(jīng)過大量的研究，發(fā)現(xiàn)膜與有機(jī)溶質(zhì)的電荷斥力對脫除率的影響有時不容忽視。近年來的研究證明，膜對有機(jī)溶質(zhì)的脫除主要受兩方面的影響：一是膜孔徑的機(jī)械篩除作用；二是膜與有機(jī)物間排斥力的作用，這種排斥作用的大小與膜材料和有機(jī)物的物理化學(xué)特征參數(shù)有很大的關(guān)系。這些物理比學(xué)特征參數(shù)與其對分離度的影響（不考慮膜孔徑的機(jī)械篩除作用）介紹如下。1、極性參數(shù)極性效應(yīng)表征的是有關(guān)分子的酸性或堿性。以下參數(shù)中的任何一個均可以給出極性效應(yīng)以定量的量度。⑴AMs（酸性）或AMs（堿性）5/655/65反滲透膜簡介△Ms（酸的是溶質(zhì)（ROH）在CC14和醚溶液中測得的紅外光譜中OH譜帶最大值的相對位移，^Ms（堿性）是溶質(zhì)（CH3OD）在苯中測得的紅外光譜中OD譜帶最大值的相對位移^Ms（酸的或AMs（堿性）的數(shù)據(jù)分別與質(zhì)子給予體或質(zhì)子接受體的分子的相對氫鍵鍵合能力相聯(lián)系。氫鍵鍵合能力愈大，表示一種酸（如醇或酚）給予質(zhì)子的能力愈大或一種堿（如醛、酮）接受質(zhì)子的能力愈大。由于質(zhì)子給予能力與質(zhì)子接受能力表現(xiàn)出相反的趨勢，因此^Ms（酸性）的增加值等于△Ms（堿性）的減小值。一般來說，有機(jī)溶質(zhì)的^Ms（酸性）增加，表示有關(guān)分子與膜的氫鍵鍵合能力增強(qiáng)，這種增強(qiáng)的結(jié)果就會減小膜與有機(jī)溶質(zhì)間的排斥力。因此，隨著^Ms（酸性）的增加，有機(jī)物的分離度減小?；蛘哒f，隨著^Ms（堿性）的增加，有機(jī)溶質(zhì)與膜的氫鍵鍵合能力減小，因此膜與有機(jī)溶質(zhì)間的排斥力增大，有機(jī)物的分離度增加。但當(dāng)AMs（堿性）值超過隨某一化合物的種類而異的值時，隨著AMs（堿性）的增加，溶質(zhì)分離度的增加甚微。⑵解離常數(shù)Ka或pKa（PK=-logKa）解離常數(shù)是水溶液中具有一定離解度的溶質(zhì)的的極性參數(shù)。離解常數(shù)給予分子的酸性或堿性以定量的量度，pKa減小，對于質(zhì)子給予體來說，其酸性增加；對于質(zhì)子接受體來說，其堿性增加。對于酸性有機(jī)物來說，隨著pKa的減小，一方面，有機(jī)溶質(zhì)與膜的氫鍵鍵合能力增強(qiáng)，相當(dāng)于溶質(zhì)與膜間的吸引力增加，因而分離度下降；另一方面，它離解成為離子的傾向增加，相當(dāng)于增強(qiáng)了該有機(jī)物與膜之間的靜電斥力，從而分離度升高。上述兩種作用的相伴相克，起主導(dǎo)作用的因素決定著分離度高低的走向。因此，對于酸性分子來說，酸性的大小和pKa共同影響著溶質(zhì)分離度。與6/656/65反滲透膜簡介酸性有機(jī)物有所不同，對于堿性有機(jī)溶質(zhì)來說，隨著pKa的減小，有機(jī)溶質(zhì)與膜間的靜電斥力增加，去除率升高。（3）Hammet數(shù)或Taft數(shù)Hammet數(shù)。是表示芳香族間位或?qū)ξ蝗〈臉O性常數(shù)，Taft數(shù)Q*是表示芳香族鄰位化合物或脂肪族化合物中取代基的極性常數(shù)。。和Q*兩者定量表示取代基對有機(jī)分子的極性效應(yīng)的影響；。和Q*具有加和性；取代基的Q和Q*值愈低，它的電子收回能力（或質(zhì)子給予能力）愈小。因此對一給定的官能團(tuán)，。和Q*值的降低相當(dāng)于分子的酸性降低或堿性增加。一般來說，無論是酸還是堿，有機(jī)溶質(zhì)的分離度隨著。和。*值的減小而增加。2、位阻參數(shù)（Es）Es是表示有機(jī)物原子之間或原子與官能團(tuán)之間相互排斥力的常數(shù),EEs為所有官能團(tuán)的Es之和。EEs減小，表明有機(jī)溶質(zhì)的位阻障礙增大，因而去除率增加。EEs正常用來表示對醚的分離度的影響。EEs降低，溶質(zhì)的分離度趨于增加。3、非極性參數(shù)（Small數(shù)或修正Small數(shù)）Small數(shù)S是表示非極性有機(jī)分子間凝聚力的常數(shù)，又稱摩爾吸引常數(shù)：修正Small數(shù)（ES*）是表示非極性有機(jī)分子疏水程度相對大小的常數(shù)，它是松蒲和Souriragan等利用溶質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)對凝聚力進(jìn)行修正后而得到的，故稱修正Small數(shù)。Small數(shù)或修正Small數(shù)常用來表示對碳?xì)浠衔锓蛛x度的影響。碳?xì)浠衔锏牡娜芙舛仍礁?，修正Small數(shù)越小。溶質(zhì)的Small數(shù)或修正Small數(shù)增大，意味著疏水或非極性增強(qiáng)。松蒲等人7/657/65反滲透膜簡介通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，對于同一張膜來說，ES*值增加，溶質(zhì)的分離度趨于增加。2、無機(jī)物去除機(jī)理關(guān)于反滲透膜去除無機(jī)物的原理有多種理淪，現(xiàn)將幾種主要的介紹如下1、Scatchafd理論該理論認(rèn)為溶質(zhì)的分離與膜與溶液的介電常數(shù)有關(guān)，荷電離子在不同介電常數(shù)的介質(zhì)中具有不同的離子濃度，介電常數(shù)越低，該離子濃度也越低。這里把溶液和膜分別記作為I相和II相，相應(yīng)的介電常數(shù)分別為和II，并以“膜一溶液”兩相界面（記作I—）作為計算距離的基準(zhǔn)。離子濃度是距離的函數(shù)，因為＞11,所以在液相中，距離1一界面越遠(yuǎn)，離子濃度越高；在膜中，距離1一1【界面越遠(yuǎn)，離子濃度越低。Scatchard認(rèn)為，膜與溶液的介電常數(shù)差別越大，或者說膜的介電常數(shù)越小溶液的介電常數(shù)越大，則離子在膜表面處與膜內(nèi)的渡度越小。膜內(nèi)離子濃度越低，膜對溶質(zhì)的去除率越高。因此，為了提高膜的分離性能，應(yīng)選擇介電常數(shù)較低的膜材料。Scatchafd還發(fā)現(xiàn)，溶液的濃度越高，膜的去除率越低。2、Gluckauf理論Gluckauf認(rèn)為膜存在著細(xì)孔，細(xì)孔半徑為r,如圖6-2所示。由于膜與溶液的介電常數(shù)不同，離子從溶液中進(jìn)入膜內(nèi)需要一定的能氫E）：/一ez）

2與叩+療&（且-1）/尸】式中，4為離子電荷；是與Debye-Huckel模型中的離子半徑（1/Kp）和膜孔徑有關(guān)的常數(shù),8/658/65反滲透膜簡介a=l-（l+勺/）?為離子半徑。孔中B處離子濃度（C孔）服從Boltzmann分布；C孔=Cexp（—E/（Kp））式中，kc為Boltzmann常數(shù)；T為溶液的溫度。對比可得：rq“電1）（1-

C在 2^KTr[l+￡ttt（A-l）/r]由上式可以看出，溶質(zhì)的去除率與膜的孔徑、膜的介電常數(shù)、離子的水化體積、離子所帶的電荷、離子的濃度以與溶液的溫度有關(guān)。3、Bean理論Bean在Gluckauf理論的基礎(chǔ)上，利用Parsegian的研究成果計算得到去除率R為；[1-exp(-忌)]口-exp(-箕l+fexp(——)-llexpf-"f)幻了 8川0式中，口為細(xì)孔內(nèi)溶液的粘度；D為水中溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)。由上式可以看出，溶質(zhì)的去除率與操作壓力與膜孔徑有關(guān)。4、離子與溶劑的相互作用松浦等人為了研究離子與溶劑的相互作用對膜透過性能的影響，提出了的△△G概念。^^G是離子從主體溶液進(jìn)入1—口相界面所需要的自由焙差。即9/659/65反滲透膜簡介△△G=AGr-AGB式中，A^G為I—U相界面處離子與溶劑相互作用的自由烙差，由離子水化自由燴4GB為主體溶液中離子與溶劑相互作用自由焙差，由反滲透實驗數(shù)據(jù)推算?！鳌鱃>0,表明離子從主體溶液遷移至膜表面為反自發(fā)過程，即膜排斥該離子；反之AAG<0,則離子從主體溶液遷移至膜表面為自發(fā)過程，即膜吸引該離子。松浦等人根據(jù)醋酸纖維素膜對各電解質(zhì)分離的實驗結(jié)果和離子的水化自由焙，求出了離子的AAG。發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律；(1)陽離子的G為負(fù)值，陰離子的G為正值。這表明膜吸引陽離子而排斥陰離子，可以推測醋酸纖維素膜呈負(fù)電性。1價陽離子的G比2價陽離子的G更負(fù)，這預(yù)示著1價陽離子的分離效果比2價陽離子的差。(3)對于鹵素離子，隨著離子半徑增加G下降，因而去除率隨離子半徑增大而下降。什么是反滲透膜反滲透技術(shù)中，反滲透膜的發(fā)展是該處理方法的核心技術(shù)，所謂滲透膜就是利用反滲透原理進(jìn)行分離的液體分離膜。10/6510/65反滲透膜簡介具體的說，反滲透膜上有許多小孔，孔的大小只允許水分子通過，鹽類和雜質(zhì)分子都比孔大而無法通過。反滲透膜的發(fā)展與應(yīng)用經(jīng)歷了長期而復(fù)雜的過程。膜結(jié)構(gòu)如圖:在國外，其發(fā)展概況為：1953年美國的Reid提出從海水和苦鹽水中獲得廉價的淡水的反滲透研究方案，1960年美國的Sourirajan和Leob教授研制出新的不對稱膜，從此RO作為經(jīng)濟(jì)的淡化技術(shù)進(jìn)入了實用和裝置的研究階段。1960年洛布(Loeb)和索里拉金(Suan)制成了第一張高通量和高脫鹽率的醋酸纖維素膜，為反滲透和超濾膜的分離技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。同年,Loeb和Milstein用他們研制成功的醋酸纖維素反滲透膜研究并組裝成功第一個實驗室規(guī)模的板框式反滲透膜裝置。1961年美國Hevens公司首先提出管式膜組件的制造方法;1964年美國通用原子公司研制出螺旋式反滲透組件;1965年美國加利福尼亞大學(xué)制造出用于苦咸水淡化的管式反滲透裝置，生產(chǎn)能力為19t/d;1967年美國社邦(Dupout)公司首先研制出以尼龍-66為膜材料的中空纖維膜組件;1970年又研制出以芳香聚酰胺為膜材料的“PermaseB-9”中空纖維膜組件,并獲得1971年美國柯克帕特里克(Kirkpatfiek)化學(xué)工程最高獎。20世紀(jì)80年代初，美國就克服纖維素11/6511/65反滲透膜簡介材料的缺點,研發(fā)出高水通量、高鹽截流率的復(fù)合聚酰胺膜，使反滲透技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代初期開始用RO法處理電鍍污水，首先用于鍍鎳污水的回收處理，此后又應(yīng)用于處理鍍銘、鍍銅、鍍鋅等漂洗水以與混合電鍍污水。1965年英國首先發(fā)表了用半透膜處理電泳涂料污水的專利。此后美國P.P.G公司提出用UF和RO的組合技術(shù)處理電泳涂料污水，并且實現(xiàn)了工業(yè)化。1972-1975年JJ.Porter等人用動態(tài)膜進(jìn)行染色污水處理和再利用實驗。1983年L.Tinghuis等人發(fā)表了用RO法處理染料溶液的研究結(jié)果。1969年美國的J.C.VSmith首先報道了處理城市污水的方法。30年來，反滲透RO）技術(shù)先后在含油、脫脂廢水、纖維工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、放射性廢水等工業(yè)水處理、苦咸水淡化、純水和高純水制備、醫(yī)藥工業(yè)和特殊的化工過程和高層建筑廢水等各類污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是近幾年，一些新型的膜法污水處理技術(shù)逐一問世，如膜蒸餾、液膜、膜生化反應(yīng)器、控制釋放膜、膜分相、膜萃取等［3］。我國的反滲透研究始于1965年,近年來反滲透技術(shù)在我國已得到廣泛應(yīng)用。反滲透技術(shù)最初只用于海水淡化,后來逐步擴(kuò)大到苦咸水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面，產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益。在我國，膜技術(shù)的發(fā)展是從1958年離子交換膜研究開始的。1958年開始進(jìn)行離子交換膜的研究，并對電滲析法淡化海水展開了試驗研究；1965年開始對反滲透膜進(jìn)行探索，1966年上海化工廠聚乙烯異相離子交換膜正式投產(chǎn)，為電滲析工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1967年海水淡化會戰(zhàn)對我國膜科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起了積極的推動作用。1970年代相繼對電滲析、反滲透、超濾和微濾膜與組件進(jìn)行研究開發(fā)，1980年代進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。1980年代中期我國氣體分離膜12/6512/65

反滲透膜簡介的研究取得長足進(jìn)步，1985年中國科學(xué)院大連化物所，首次研制成功中空纖維N2/H2分離器，主要性能指標(biāo)接近國外同類產(chǎn)品指標(biāo)，現(xiàn)己投入批量生產(chǎn)，每套成本僅為進(jìn)口裝置的1/3。進(jìn)入90年代以來，復(fù)合膜的制備取得了較大進(jìn)展反滲透膜裝置類型1、反滲透膜類型1、反滲透膜類型依據(jù)影響膜性能因素目前較常用的膜類型可分為以下幾類：①醋酸纖維膜（CA膜）CA膜又可以分為平膜、管式膜和中空纖維膜幾類。CA膜具有反滲透膜所需的三個基本性質(zhì)：高透水性、對大多數(shù)水溶性組分的滲透性相當(dāng)?shù)汀⒕哂辛己玫某赡ば阅?。②聚酰胺膜（PA膜）聚酰胺膜又可以分為脂肪族聚酰胺膜、芳香聚酰胺膜（成膜材料為芳香聚酰胺、芳香聚酰胺-酰肼以與一些含氮芳香聚合物）③復(fù)合膜這是近些年來開發(fā)的一種新型反滲透膜，它是由很薄的而且致密的符合層與高空隙率的基膜復(fù)合而成的，它的膜通量在相同的條件下比非對稱膜高約50%-100%。目前復(fù)合膜有以下幾種：a.交聯(lián)芳香族聚酰胺復(fù)合膜（PA）;b.丙烯-烷基聚酰胺和縮合尿素復(fù)合膜；13/6513/65

反滲透膜簡介反滲透膜簡介c.聚哌嗪酰胺復(fù)合膜;d.氧化鋯-聚丙烯酸復(fù)合膜。2、反滲透裝置型式1、板框式反滲透裝置零選柳灌透地這種形式的裝置由零選柳灌透地Aerojet通用公司發(fā)展起來的，教適合于小的和低壓工廠。膜支撐體在一種圓形平板上，這塊平板稱為多孔板,常見的有不銹鋼多孔板和聚氯乙烯多孔板，產(chǎn)水通過多孔板匯集起來。這種裝置存在以下缺點：①安裝和維護(hù)費用高，②進(jìn)料分布不均

勻，③流槽窄，④多級膜裝卸復(fù)雜，⑤單位體積中膜的比表面積低，產(chǎn)水量少。盡管有這些缺點，但由于它的結(jié)構(gòu)簡單可靠，體積比管式裝置小，在小規(guī)模的生產(chǎn)場所還是有一定的優(yōu)勢的。2管式反滲透裝置這種裝置在實際應(yīng)用中是很有意義原料潘透物的。它能夠處理含懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)原料潘透物的。它能夠處理含懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的液體，像沉淀一樣在管式裝置中把料液進(jìn)行濃縮，運行期間系統(tǒng)處處都可以保持良好的排水作用，適當(dāng)調(diào)節(jié)水力條件,14/6514/65

反滲透膜簡介常?？梢灶A(yù)防溶液的濃縮弄臟或堵塞膜。其主要優(yōu)缺點可以歸納如下：優(yōu)點：①能夠處理含懸浮固體的溶液，②合適的流動狀態(tài)就可以防止?jié)獠顦O化和膜污染等，并容易調(diào)整。缺點：①設(shè)備端部用膜較多，裝置制造和安裝費用較昂貴。②單位體積中膜的比表面積小。③必須把管子外部包起來。④要使用支撐材料3、螺旋式反滲透裝置美國通用原子公司（GulfGeneralAtomicCo）發(fā)展了這種裝置。這種螺旋式結(jié)構(gòu)的中間為多孔支撐材料，兩邊是膜的“雙層結(jié)構(gòu)”，它的末端是沖孔的塑料管。雙層膜的邊緣與多孔支撐材料密封形成一個膜袋（收集產(chǎn)水），在膜袋之間再鋪上一層隔網(wǎng)，然后沿中心管卷繞這種多層材料（膜/多孔支撐材料/膜/料液隔網(wǎng)），就形成了一個螺旋式反滲透組件。將卷好的螺旋式組件，放入壓妲器中，就成為完整的螺旋式反滲透裝置。使用這種螺旋式反滲透裝置時應(yīng)注意：①中心管主要褶皺處的泄露②膜與支撐材料在粘結(jié)線上發(fā)生皺紋③膠線太厚可能會產(chǎn)生張力或壓力不均勻④支撐材料的移動會使膜的支撐不合理，導(dǎo)致平衡線移動⑤膜上有小孔洞，這是由于膜的質(zhì)量不合格所致。目前，美國制作螺旋式組件已實現(xiàn)機(jī)械化，采用一種0.91m滾壓機(jī)，連續(xù)噴膠將膜與支撐材料粘密封結(jié)在一起，并滾轉(zhuǎn)成螺旋式組件，牢固后不必打開即可使用。螺旋式組件的主要優(yōu)缺點是：優(yōu)點：①單位體積中膜的表面積比率大②壓力導(dǎo)管的設(shè)計簡單，具有擾性，15/6515/65

反滲透膜簡介安裝和更換容易，結(jié)構(gòu)可以緊密放在一起。缺點：①料液含懸浮固體時不適宜②料液流動路線短③壓力消耗高④再循環(huán)濃縮困難。4、中空纖維式反滲透裝置美國杜邦公司和道斯化學(xué)公司提出用純中空纖維素作為反滲透膜，制造出中空纖維式反滲透裝置。這種裝置類似于一端封死的熱交換器，其中含有外徑50^m、內(nèi)徑25^m;裝成一種圓柱形耐壓容器中，或是將中空纖維彎成U形裝入耐壓容器中，由于這種中空纖維極細(xì)，通?？梢匝b填幾百萬根。高壓溶液從容器旁打進(jìn)去，經(jīng)過中空纖維膜的外壁，從中空纖維管束的另一端把滲透液收集起來，濃縮后的料液從另一端連續(xù)排掉。中空纖維式反滲透裝置的主要優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：①單位體積中膜的表面積比率高，一般可達(dá)到16000—30000m2/m3,因此組件可以小型化；②膜不需支撐材料，中空纖維本身可以受壓而不破裂。缺點：①膜表面去污困難，料液需經(jīng)嚴(yán)格預(yù)處理；②中空纖維膜一旦損壞是無法更換的。16/6516/65反滲透膜簡介目前應(yīng)用的最多的是卷式膜組件。下表是上述反滲透膜的優(yōu)缺點的比較:幾種常用的反滲透膜組件類型優(yōu)點缺點使用狀況框板式結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、牢固、能承受高壓，使用強(qiáng)度較高，工藝簡便裝置成本高，流動狀態(tài)不好，濃差極化嚴(yán)重；易堵塞，不易清洗。適于小容量規(guī)模；已商業(yè)化管式容易清洗和更換；原水流動狀態(tài)好，壓力損失小，耐較高壓力；能處理含有懸浮物的、黏度高的或者能析出固體等易堵塞流水通道的溶液體系裝置成本高，管口密封較難；膜的堆積密度小適于小容量規(guī)模；已商業(yè)化螺旋式膜的堆積密度大，結(jié)構(gòu)緊湊；可使用強(qiáng)度好的平板膜；價格低廉。制作工藝和技術(shù)較復(fù)雜，密封較困難；易堵塞，不易清洗，不宜在高壓下操作適于大容量規(guī)模；已商業(yè)化中空纖維膜膜的堆積密度大，不需外加支撐材料；濃差極化可忽略；價格低廉。制作工藝和技術(shù)較復(fù)雜，易堵塞，不易清洗適于大容量規(guī)模；已商業(yè)化由此我們可以給優(yōu)質(zhì)反滲透裝置作出以下要求：①對膜能提供合適的支撐②處理溶液在整個膜面上必須均勻分布③在最小能耗情況下，對處理溶液提供良好的流動狀態(tài)④單位體積中膜的有效面積比率高⑤組件容易拆卸和更換⑥便于膜的拆卸和組裝⑦在運行壓力下，有效的工作時安全與可靠性高⑧外部泄露能盡可能從壓力的變化上發(fā)現(xiàn)⑨建造、維護(hù)費用都是方便的。目前流行的這四種裝置的一些主要特性比較:種類膜裝填密度m2/m3操作壓力MPa透水量m3/m2*d單位體積產(chǎn)水量m3/m3*d17/6517/65

反滲透膜簡介板框式4935.60.2500管式3305.61.02336螺旋式6605.61.02'673中空纖維式92002.80.073673注：原料液為500mg/LNaCl,脫鹽率為92%-96%反滲透膜的評價指標(biāo)與影響因素一、評價指標(biāo)一般說來,反滲透膜應(yīng)具備以下性能：①單位面積上透水量大，脫鹽率高；②機(jī)械強(qiáng)度好，多孔支撐層的壓實作用?。虎刍瘜W(xué)穩(wěn)定性好，耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕；④結(jié)構(gòu)均勻，使用壽命長，性能衰降慢；⑤制膜容易，價格便宜，原料充足。因此對反滲透膜的評價指標(biāo)可以從以下幾個方面分析:18/6518/65反滲透膜簡介1、脫鹽率和透鹽率脫鹽率一一通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。透鹽率一一進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。脫鹽率=（1—產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量）X100%透鹽率=100%—脫鹽率膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫除率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對高價離子與復(fù)雜單價離子的脫除率可以超過99%,對單價離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫除率稍低，但也超過了98%;對分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可達(dá)到98%,但對分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。2、產(chǎn)水量（水通量）產(chǎn)水量（水通量）一一指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能，即單位時間內(nèi)透過膜水量，通常用噸/小時或加侖/天來表示。滲透流率一一滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天GFD）表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快，加劇膜污染。3、回收率回收率--指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定，是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的?；厥章释ǔＯＭ畲蠡?9/6519/65反滲透膜簡介以便提高經(jīng)濟(jì)效益，但是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值?；厥章?（產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量）X100%二、反滲透的影響因素膜的水通量和脫鹽率是反滲透過程中關(guān)鍵的運行參數(shù),這兩個參數(shù)將受到壓力、溫度、回收率、給水含鹽量、給水PH值因素的影響。1、進(jìn)水壓力進(jìn)水壓力本身并不會影響鹽透過量，但是進(jìn)水壓力升高使得驅(qū)動反滲透的凈壓力升高，使得產(chǎn)水量加大，同時鹽透過量幾乎不變，增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分，降低了透鹽率，提高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水壓力超過一定值時，由于過高的回收率，加大了濃差極化，又會導(dǎo)致鹽透過量增加，抵消了增加的產(chǎn)水量，使得脫鹽率不再增加。2.、進(jìn)水溫度溫度對反滲透的運行壓力、脫鹽率、壓降影響最為明顯。溫度上升，滲透性能增加，在一定水通量下要求的凈推動力減少，因此實際運行壓力降低。同時溶質(zhì)透過速率也隨溫度的升高而增加，鹽透過量增加，直接表現(xiàn)為產(chǎn)品水電導(dǎo)率升高。溫度對反滲透各段的壓降也有一定的影響，溫度升高，水的粘度降低，壓降減少，對于膜的通道由于污堵而使湍流程度增強(qiáng)的裝置，粘度對壓降的影響更為20/6520/65反滲透膜簡介明顯。反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對進(jìn)水水溫的變化十分敏感，隨著水溫的增加，水通量也線性的增加，進(jìn)水水溫每升高1℃，產(chǎn)水通量就增加2.5%?3.0%;其原因在于透過膜的水分子粘度下降、擴(kuò)散性能增強(qiáng)。進(jìn)水水溫的升高同樣會導(dǎo)致透鹽率的增加和脫鹽率的下降，這主要是因為鹽分透過膜的擴(kuò)散速度會因溫度的提高而加快。3、進(jìn)水pH值各種膜組件都有一個允許的pH值范圍，進(jìn)水pH值對產(chǎn)水量幾乎沒有影響；但是即使在允許范圍內(nèi)，對脫鹽率有較大影響，一方面pH值對產(chǎn)品水的電導(dǎo)率也有一定的影響，這是因為反滲透膜本身大都帶有一些活性基團(tuán)，pH值可以影響膜表面的電場進(jìn)而影響到離子的遷移,pH值對進(jìn)水中雜質(zhì)的形態(tài)有直接影響，如對可離解的有機(jī)物，其截留率隨pH值的降低而下降；另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影響較大，pH值低時以氣態(tài)CO2形式存在，容易透過反滲透膜，所以pH低時脫鹽率也較低，隨pH升高，氣態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為HCO-3和CO2—3離子，脫鹽率也逐漸上升，在pH7.5?8.5間，脫鹽率達(dá)到最高。4、進(jìn)水鹽濃度滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度的函數(shù)，含鹽量越高滲透壓也增加，進(jìn)水壓力不變的情況下，凈壓力將減小，產(chǎn)水量降低。透鹽率正比于膜正反兩側(cè)鹽濃度差，進(jìn)水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導(dǎo)致脫鹽率下降。對同一系統(tǒng)來說，給水含鹽量不同，其運行壓力和產(chǎn)品水電導(dǎo)率也有差別，給水21/6521/65反滲透膜簡介含鹽量每增加100Ppm，進(jìn)水壓力需增加約0.007MPa,同時由于濃度的增加,產(chǎn)品水電導(dǎo)率也相應(yīng)的增加。5、懸浮物水中的懸浮物就是指在水濾過的同時，在過濾材料表面殘留下的物質(zhì)，以粒子成分為主體。懸浮物含量高會導(dǎo)致反滲透和納濾系統(tǒng)很快阿發(fā)生嚴(yán)重堵塞,影響系統(tǒng)的產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)。6、回收率回收率對各段壓降有很大的影響，在進(jìn)水總流量保持一定的條件下，回收率增加，由于流經(jīng)反滲透高壓側(cè)的濃水流量減少，總壓降降低，回收率減少，總壓降增大，實際運行表明，回收率即使變化很小，如1%，也會使總壓差產(chǎn)生0.02MPa左右的變化?；厥章蕦Ξa(chǎn)品水電導(dǎo)率的影響取決于鹽透過量和產(chǎn)品水量，一般說來，系統(tǒng)回收率增大，會增加濃水中的含鹽量，并相應(yīng)增加產(chǎn)品水的電導(dǎo)率。什么是膜污染反滲透膜分離技術(shù)實際應(yīng)用中，不可避免產(chǎn)生膜污染現(xiàn)象，且膜污染問題是影響該技術(shù)穩(wěn)定性的決定因素，因此考察膜污染形成機(jī)理、對膜污染進(jìn)行清洗是反滲透系統(tǒng)正常運行、防止其發(fā)生故障的重要保證。1、膜污染定義22/6522/65反滲透膜簡介膜污染是指與膜接觸的料液中微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子與膜發(fā)生物理、化學(xué)相互作用或因濃差極化使某些溶質(zhì)在膜表面的濃度超過其溶解度與因機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)的吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性不可逆變化現(xiàn)象。污染物尤其是蛋白質(zhì)等大分子在膜表面和膜孔內(nèi)的吸附所引起的通量衰減與分離能力的降低，是造成膜通量衰減的主要原因。但膜污染引起的通量衰減又往往和濃差極化現(xiàn)象引起的可逆通量下降混合在一起，使得膜分離效果進(jìn)一步降低。2、膜污染產(chǎn)生原因反滲透系統(tǒng)在運行過程中，廢（污）水中的金屬離子、微生物、不易溶解的沉淀、有機(jī)污染物、生物粘泥、膠體、油脂等長時間與膜接觸,會引起膜污染，使膜的通量與分離性能明顯降低、壓降升高。其原因主要包括以下幾方面：1）濃差極化在反滲透脫鹽系統(tǒng)中，膜的選擇透過性，使水分子不斷從高壓側(cè)透過膜，而溶質(zhì)分子仍殘留于原溶液中導(dǎo)致膜表面上的料液和進(jìn)口料液之間產(chǎn)生一個濃度差，嚴(yán)重時會產(chǎn)生很高的濃度梯度，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。濃差極化使料液滲透壓增大，有效推動力減小造成透水速度和脫鹽率下降。2）離子結(jié)垢CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2與SiO2等溶度積較小的鹽23/6523/65反滲透膜簡介類，在反滲透過程中可能會因濃縮超過其溶度積而析出，產(chǎn)生沉積物停留在膜表面上與進(jìn)水通道內(nèi)形成水垢。例如:CaCO3的溶度積是8.7*10-9（25℃）即[Ca2+]?[CO32-]大于8.7X10-9時,CaCO3就會沉淀下來。J.H.Bruus等發(fā)現(xiàn),當(dāng)從污泥中提取Ca2+后,導(dǎo)致小顆粒數(shù)量與過濾阻力增加。3）金屬氧化物沉積A般含有低價鐵離子和鎰離子苦咸水范圍的某些井水水源具有一定還原性,此類水源造成膜污堵的主要原因就是鐵、鋁、鎰等在膜表面產(chǎn)生膠體顆粒污堵。鐵發(fā)生氧化所需的pH值較低，使得反滲透系統(tǒng)發(fā)生鐵污堵現(xiàn)象較頻繁。引起膜面上沉積可溶性二價鐵和三價鐵的相關(guān)污染物可能情況為:氧氣進(jìn)入到含二價鐵的進(jìn)水中;高堿度水源形成FeCO3;鐵與硅反應(yīng)形成難溶性的硅酸鐵;受鐵還原菌氧化作用影響，將會加劇生物膜滋生和鐵垢的沉積;由含鐵絮凝劑轉(zhuǎn)變引起的膠體狀鐵;鐵、鋁、鎰等產(chǎn)生金屬污染后的特征表現(xiàn)為產(chǎn)水量降低，壓差上升。4）生物污泥的生成當(dāng)膜表面覆蓋生命力旺盛的微生物污泥時，膜所除去的鹽類將陷于黏層中，不易被水沖走，為微生物繁殖提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì),同時反滲透進(jìn)水前預(yù)處理時加入的阻垢劑（如聚馬來酸，氨基三甲基磷酸等）、軟水劑等又能促進(jìn)微生物生長。有機(jī)與無機(jī)的溶解性物質(zhì)以與顆粒物，可以通過有效的預(yù)處理被去除，但可繁殖的微生物顆粒,經(jīng)預(yù)處理后即使剩余0.01%,還能利用水中可生物降解的物質(zhì)進(jìn)行自身繁殖，這也是生物污泥在任何系統(tǒng)中都會造成污染的主要原因之一。24/6524/65反滲透膜簡介5)膠體物污染地下水與地表水均含有鐵、鋁、硅、有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)，它們和預(yù)處理時加入的混凝劑、助凝劑、阻垢劑等形成膠體沉積在膜表面造成膠體污染。硅酸膠體在水中會水解生成Si(OH)4,并在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng):mSi(OH)4-(SiOjm+2mH2O生成SiO2膠核，并分級電離，放出H+形成呈負(fù)電性的膠體，其結(jié)構(gòu)式為：[m(SiOj.nSiO3-2.2(n-x)H+]-2x2xH+膠體物污染難處理是由于帶有同種電荷，比較穩(wěn)定，不易沉降，易污染膜，導(dǎo)致水通量下降。一般這種趨向用污染指數(shù)(SDI)進(jìn)行評價。通常當(dāng)SDI<3時，膜表面不產(chǎn)生此類污;當(dāng)SDI>3時,會發(fā)生污堵。6)“水錘”現(xiàn)象對于反滲透系統(tǒng),由于設(shè)計不恰當(dāng)與在開始調(diào)試階段，裝填膜的膜殼內(nèi)有大量的空氣，當(dāng)待處理液瞬間進(jìn)入膜殼時，由于空氣具有可壓縮性，且瞬間不可能完全排盡，當(dāng)空氣在膜殼內(nèi)達(dá)到一定壓力時，會突然爆破釋放,引起反滲透在膜殼內(nèi)相互撞擊、擠壓以與竄動，產(chǎn)生“水錘”現(xiàn)象。在反滲透系統(tǒng)中，水錘的危害在于造成無法恢復(fù)的反滲透膜元件損傷。7)懸浮顆粒物的污染當(dāng)保安過濾器有“短路”或缺陷造成過濾介質(zhì)、腐蝕碎片與異物(如小芯絨線)等的泄漏或反滲透初次投用沖洗不徹底時，可能使膜元件受到污染，使進(jìn)水通道堵塞和膜面上形成非晶體沉淀。這種情況較少遇到。8)其他因素造成的污染25/6525/65反滲透膜簡介碳?xì)浠衔锖凸柰挠团c脂能覆蓋于膜表面，致使膜受到污染;膜的水解、有機(jī)溶劑與氧化性物質(zhì)侵蝕等也會造成膜材料的本質(zhì)改變。反滲透膜的清洗一、反滲透膜的清洗條件在正常運行一段時間后，反滲透膜元件會受到在給水中可能存在的懸浮物質(zhì)或難溶物質(zhì)的污染，這些污染物中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物與有機(jī)或生物沉積物。污染物的性質(zhì)與污染速度與給水條件有關(guān)，污染是慢慢發(fā)展的，如果不早期采取措施，污染將會在相對短的時間內(nèi)損壞膜元件的性能。污染物的去除可通過化學(xué)清洗和物理沖洗來實現(xiàn)，有時亦可通過改變運行條件來實現(xiàn)，作為一般的原則，當(dāng)下列情形之一發(fā)生時應(yīng)進(jìn)行清洗。1、在正常壓力下如產(chǎn)品水流量降至正常值的10?15%。2、為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了10?15%。26/6526/65反滲透膜簡介3、產(chǎn)品水質(zhì)降低10?15%。鹽透過率增加10?15%。4、使用壓力增加10?15%5、RO各段間的壓差增加明顯（也許沒有儀表來監(jiān)測這一跡象）。二、反滲透膜的清洗方法針對膜污染產(chǎn)生的原因,采用合適的清洗劑和合理的清洗方法可以很好地清除膜污染，恢復(fù)膜通量.常用的方法有物理方法和化學(xué)方法兩類.1、物理方法物理方法沖洗就是采用低壓大流量的進(jìn)水沖洗膜元件，沖洗掉附著在膜表面的污染物或者堆積物。1）機(jī)械清洗對管式組件可采用軟質(zhì)泡沫塑料球、海綿球（直徑略大于膜管內(nèi)徑）,對內(nèi)壓管膜進(jìn)行清洗，在管內(nèi)通過水力讓泡沫、海綿球反復(fù)經(jīng)過膜表面，對污染物進(jìn)行機(jī)械性的去除。經(jīng)研究,這種方法對軟質(zhì)垢幾乎能全部去除，但對硬質(zhì)垢不但不易去除反而容易損傷膜面，因此該法僅適用于以有機(jī)質(zhì)體為主要成分的膜污染清洗。2）氣液脈沖清洗在低壓下用淡水或反滲透水以高速沖向膜面3分鐘，或者用空氣與水混合的高速氣液流噴射清洗,達(dá)到清洗膜面上污垢，恢復(fù)產(chǎn)水量目的。常見方法主要有:正方向沖洗、變方向沖洗、透過液反壓沖洗、振動排氣充水法、空氣噴射、CO227/6527/65反滲透膜簡介反滲透等。具體物理清洗過程如圖1所示。3）超聲波清洗通過超聲波脈沖產(chǎn)生的高能量破壞膜表面和吸附物質(zhì)的鏈接“松散膜面上的顆?！睆亩コけ砻娴某练e物。LiJianxin［14,15］等研究了超聲波在膜清洗上的應(yīng)用，運用時域反射計通過反射波的波幅的高低形狀來反映膜污染的類型和大小。研究表明,采用反沖洗+超聲波的清洗方法效果最好，基本上可將膜面污染物完全清除。2、化學(xué)方法當(dāng)膜污染比較嚴(yán)重,有以下情況發(fā)生時，采用物理方法不能使通量恢復(fù)時，須用化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗。1、標(biāo)準(zhǔn)化條件下的產(chǎn)水量下降10?15%;2、進(jìn)水和濃水之間的系統(tǒng)壓差升高到初始值的1.5倍；3、產(chǎn)水水質(zhì)明顯下降?；瘜W(xué)清洗是采用一定配比的化學(xué)藥品的水溶液作清洗劑，通過化學(xué)反應(yīng)脫除膜表面的污染物、殺死與分解膜上微生物的一種方法［16］。當(dāng)機(jī)械方法或者物理方法清洗效果不理想時，可采用化學(xué)清洗法清除膜面上污染物，許多化學(xué)試劑對去除污垢和其它沉積物都非常有效。常用的化學(xué)清洗劑如下：（1）酶清洗劑利用酶的性質(zhì)（高效性，專一性等）分解污染物,使之成為較小的顆?；蛉芙馕镔|(zhì)從而達(dá)到清洗目的。含酶洗滌劑可有效去除有機(jī)物，尤其是蛋28/6528/65反滲透膜簡介白質(zhì)、多糖類、油脂等污染物。⑵加酸清洗酸清洗劑可以溶解去除礦物質(zhì)與DNA。例如使用1%?2%的檸檬酸溶液，在高壓或低壓下采用一次通水或循環(huán)方式對膜面進(jìn)行沖洗,可有效去除氫氧化鐵淀?；蚴褂脵幟仕徜@與鹽酸混合，將pH值調(diào)至2.0?2.5，通過循環(huán)清洗約5小時,也可恢復(fù)膜的透水量。還可以使用檸檬酸8.13kg,配400kg反滲透水，并用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至3.0，可有效去除碳酸鈣、磷酸鈣類沉積物和金屬氧化物污染。采用調(diào)節(jié)pH與加熱相結(jié)合的方法，清洗乳酪污染，原始通量能恢復(fù)50%?90%。⑶加堿清洗有PO43-、0032-和OH-等,此類物質(zhì)對污染物有松弛、乳化和分散作用，與表面活性劑聯(lián)合使用對油脂和生物物質(zhì)有較好的去除效果，另外對SiO32-也有一定的清洗效果。用三聚磷酸鈉8.13kg,EDTA四鈉鹽3.25kg,加400kg反滲透水,并用硫酸調(diào)節(jié)pH值至10.0作為清洗劑，對硫酸鈣、膠體與有機(jī)物等污染有較好的清洗效果。采用堿清洗劑(0.1%NaOH(wt)+0.1%(wt)Na2-EDTA,pH=11，溫度<30℃)和酸清洗劑(2%檸檬酸+2%的EDTA+96%反滲透水)以與反滲透水，對污染主要為鐵污染、水垢污染、Si膠體污染的反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗。清洗后，各段壓差明顯降低，產(chǎn)水量提高20%,脫鹽率提高到97.0%,且經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀，與原清洗方法相比，每年的直接經(jīng)濟(jì)效益為16.39萬元人民幣。當(dāng)使用單一清洗劑效果不夠理想時，可將幾種清洗劑進(jìn)行復(fù)配來達(dá)到清洗效果。常見配方為：配方1:2.0%(wt)檸檬酸(C6H8O7)的低pH清洗液(pH值為4.0)。對于去除無機(jī)鹽垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣、硫酸領(lǐng)、硫酸鍶垢第，金屬氧化物、氫氧化物29/6529/65反滲透膜簡介(鐵鎰、銅、鎳、鋁等),與無機(jī)膠體效果明顯。注意:此時應(yīng)使用氨水調(diào)節(jié)pH值，因反應(yīng)所形成的檸檬酸銨具有很好的螯合性，不能用氫氧化鈉調(diào)pH值。配方2:2.0%(wt)STPP三聚磷酸鈉(Na5P3O10)和0.8%(wt)的Na2-EDTA混合的高pH清洗液(pH值為10.0)。它專用于去除硫酸鈣垢和輕微至中等程度的天然有機(jī)污染物。STPP具有無機(jī)螯合劑和洗滌劑的功用。Na2-EDTA是一種具有螯合性很強(qiáng)的有機(jī)清洗劑可有效去除二價和三價陽離子和金屬離子。配方3:1.0%(wt)亞硫酸氫鈉(Na2s2O4)的高pH清洗液(pH為11.5)。它用于去除金屬氧化物和氫氧化物,且可一定程度的擴(kuò)展至去除硫酸鈣、硫酸鋼和硫酸鍶垢。亞硫酸氫鈉是強(qiáng)還原劑，能將污垢中的具有氧化性的物質(zhì)還原并除去。配方4:0.1%(wt)氫氧化鈉和0.03%(wt)SDS(十二烷基磺酸鈉)的高pH混合液(pH為11.5)。它用于去除天然有機(jī)污染物、無機(jī)/有機(jī)膠體混合污染物和微生物(菌素、藻類、霉菌、真菌污染。SDS是會產(chǎn)生一些泡沫的陰離子表面活性劑型的洗滌劑。配方5:0.1%(wt)氫氧化鈉高pH清洗液(pH為11.5)。它可用于去除聚合硅垢。此洗液是一種較為強(qiáng)烈的堿性清洗液。3、清洗過程⑴確定污染的性質(zhì)首先根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)與工藝條件確定污染物性質(zhì)，然后確定采用何種清洗方式和藥劑［19］。例如對由于結(jié)垢導(dǎo)致的膜污染,可采用加檸檬酸或EDTA的酸清洗劑沖洗;對膠體和污泥導(dǎo)致的膜污染，可以在高pH下用EDTA或采用專用清洗30/6530/65反滲透膜簡介劑清洗。⑵對污染物進(jìn)行初步確定后，在對系統(tǒng)進(jìn)行清洗前最好能做一些模擬實驗,以確定清洗條件和清洗效果，利用酶或化學(xué)試劑進(jìn)行清洗時尤需如此。例如:有機(jī)物導(dǎo)致的膜污染,采用化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗時，先取適量污垢在清洗劑中溶解，若不能溶解，基本上可排除使用該清洗劑的可能;若能溶解大部分，則可確定該清洗劑基本有效，還可根據(jù)其他條件確定清洗劑類型。（3）清洗方法對于不同清洗劑,清洗的方法差別很大。例如:使用表面活性劑一般通過循環(huán)法清洗，最好用過濾器，以便將清洗出來的污物過濾掉、防止再污染;用酶分解的清洗劑，因為酶有一個分解過程，故需要一定的時間和條件（如溫度與PH值、活化劑等）。另外由于酶具有活性，故在輸送泵的選擇上要注意泵的剪切力對酶活性的影響，所以清洗方式也以浸泡為主。6注意事項化學(xué)清洗須控制好清洗液濃度和pH值，反滲透裝置應(yīng)分段清洗，最好采用廠家推薦的專用清洗劑，亦可采用陰離子型或非離子型表面活性劑。清洗液進(jìn)膜元件前必須經(jīng)保安過濾器,清洗后反滲透裝置在開始運行時應(yīng)先排掉初期產(chǎn)品水,清洗用藥一定要完全溶解,且藥品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，禁止任意增加化學(xué)清洗的頻率和時間，盡量避免系統(tǒng)頻繁啟停，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。當(dāng)反滲透停運后應(yīng)立即用低壓水（最好采用反滲透產(chǎn)品水）沖洗,利用流體的紊動作用使污染物自膜面剝離31/6531/65反滲透膜簡介而被沖走。此外，合理而有效的預(yù)處理能較好的去除有機(jī)或無機(jī)溶解性物質(zhì)以與顆粒物，減少污染物在膜面上的停留。三、膜污染減輕除對污染膜進(jìn)行物理、化學(xué)方法外，可以采取以下措施減輕膜在使用過程中的污染:在膜過濾之前，對料液進(jìn)行預(yù)處理，去除較大的粒子;調(diào)節(jié)pH遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)等電點減輕吸附;改變膜材料或膜的表面性質(zhì)，如Ami-con公司的YM系列膜和MilliporePVD膜,把膜表面改變成親水性的，因親水性的表面對蛋白質(zhì)吸附小，因而使膜污染減輕。近來有一種發(fā)展動向是采用兩套內(nèi)壓中空纖維膜組合使用的方法，兩套膜組件并聯(lián),其中一套工作，分流出一部分超濾液來反沖另一套中空纖維膜，間隔一段時間后交換進(jìn)行，一般是工作10min,反沖1min,這種邊工作邊反沖的方式能很好地防止膜孔道堵塞，使膜通量保持在較高狀態(tài)下工作.這種操作方式突破了要等到膜污染之后才停止工作進(jìn)行清洗的觀點，它不須用清洗劑，也不須卸下膜組件,是一種很好的方法，只是對換向開關(guān)以與換向開關(guān)的控制部分要求比較高，否則影響膜的壽命。注1：在任何情況下不要讓帶有游離氯的水與復(fù)合膜元件接觸，如果發(fā)生這種接觸，將會造成膜元件性能下降，而且再也無法恢復(fù)其性能，在管路或設(shè)備殺菌之后，應(yīng)確保送往反滲透膜元件的給水中無游離氯時,應(yīng)通過化驗來確證，應(yīng)使用亞硫酸氫溶液來中和殘余氯，并確保足夠的接觸時間以保證反應(yīng)完全。注2:在反滲透膜元件擔(dān)保期內(nèi)，建議每次滲透膜清洗應(yīng)與海德能公司32/6532/65反滲透膜簡介協(xié)商后進(jìn)行，至少在第一次清洗時，海德能公司的現(xiàn)場服務(wù)人員應(yīng)在現(xiàn)場注3:在清洗溶液中應(yīng)避免使用陽離子表面活性劑，因為如果使用可能會造成膜元件的不可逆轉(zhuǎn)的污染。反滲透常用預(yù)處理工藝為了保證反滲透系統(tǒng)的順利進(jìn)行，需要針對不同的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理。對于反滲透系統(tǒng)，習(xí)慣地把進(jìn)水分為地下水、自來水、地表水、海水、廢水（中水）等，這些水體受各種因素的影響，不同的地理條件，不同的季節(jié)氣候?qū)е滤w的特性與其所含的雜質(zhì)有所不同，因此反滲透預(yù)處理工藝也會有所不同。. 合理地預(yù)處理應(yīng)該能滿足如下要求：1、反滲透預(yù)處理必須能夠去除原水中的絕大多數(shù)雜質(zhì)，達(dá)到進(jìn)水要求；2、反滲透預(yù)處理必須考慮水質(zhì)的變化，防止原水水質(zhì)波動時影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；3、反滲透預(yù)處理工藝必須能夠高效、穩(wěn)定的運行，同時盡量簡化流程，降低投資和運行成本；目前流行的方法主要有以下幾種：（1）物理法33/6533/65反滲透膜簡介物理方法包括①沉淀法或氣浮分離法，②砂過濾、預(yù)涂層（助濾劑）過濾、濾筒過濾、精過濾等，③活性炭吸附法，④冷卻或加熱。（2）化學(xué)法化學(xué)方法包括①氧化法：利用臭氧、空氣、氧、氯等氧化劑進(jìn)行氧化，②還原法，③pH值調(diào)節(jié)法（3）光化學(xué)法光化學(xué)預(yù)處理方法主要指紫外線照射。采用哪一種預(yù)處理方法，不僅取決于料液的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，而且還要根據(jù)在膜分離過程中所用組件的類型構(gòu)造作出判斷。實際運行中的故障，一方面是由于膜表面上的分離所帶來的直接污染；另一方面與膜組件本身的構(gòu)造有關(guān)。預(yù)處理所需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所用的膜件的不同也不一致。常用針對不同的進(jìn)水水質(zhì)常用預(yù)處理方式如下：1、進(jìn)水為自來水的預(yù)處理絮凝過濾+活性炭+軟化（或阻垢劑）+精密過濾器2、進(jìn)水為地下水的預(yù)處理（OPR較低，F(xiàn)e2+\、Mn2+低）絮凝過濾+軟化（或阻垢劑）+精密過濾器3、進(jìn)水為地下水的預(yù)處理（OPR較高）34/6534/65反滲透膜簡介絮凝過濾+活性炭+軟化（或阻垢劑）+精密過濾器4、進(jìn)水為地下水的預(yù)處理（OPR較低，F(xiàn)e2+\、Mn2+高）氧化+絮凝過濾+活性炭+軟化（或阻垢劑）+精密過濾器5、進(jìn)水為地表水（COD較低）初沉+絮凝沉淀+超濾或微濾+精濾初沉+絮凝沉淀+氧化殺菌+活性炭吸附+精密過濾器6、海水（深井取水）殺菌+絮凝過濾+活性炭+精濾7、生活污水生化處理+殺菌+過濾+活性炭+精濾生化處理+超濾+精濾膜生物反應(yīng)器+精濾8、工業(yè)廢水（金屬離子）化學(xué)沉淀+絮凝過濾+軟化或阻垢劑注：以上預(yù)處理過程中提到的工藝是指絮凝和絮凝過濾-絮凝處理的對象是原水中的小顆粒懸浮物和膠體。濁度小于70度的原水，一般采用多介質(zhì)過濾，可采用重力式過濾或壓力式過濾器。濾料的要求與普通雙濾料濾池不同，顆粒較大，汕中的無煙煤要求在酸堿中穩(wěn)定，石英砂要求耐酸，在堿性溶液中有微量的溶出。采用絮凝過濾時用鐵鹽作絮凝劑的效果優(yōu)于鋁鹽。過邈的設(shè)計產(chǎn)水量應(yīng)包含后續(xù)處理工藝的耗水量和避器自身的耗水量即沖洗水量。吸附一吸附法是利用多孔性固體物質(zhì)，吸附水中的某些污染物質(zhì)在其表35/6535/65反滲透膜簡介面，從而達(dá)到凈化水體的方法。吸附法能去除的污染物包括：有機(jī)物、膠體、余氯，還能去除色度和嗅味等?；钚蕴课?活性炭是用煙煤、無煙煤、果殼或木屑等多種原料經(jīng)碳化和活化處理制成的黑色多孔顆粒?；钚蕴康奈锢硖匦灾饕缚紫督Y(jié)構(gòu)與其分布，在活化過程中形成各種形狀和大小的孔隙，因而形成了巨大的比表面積，與水的接觸面極大，因而吸附能力很強(qiáng)。理性炭不僅能吸附水中的各種污染物，還可以吸附廢氣中的SO2等污染物，因此在環(huán)保、水處理等領(lǐng)域有著廣泛的用途。精密過濾器（保安過濾器）-用以去除極微小的顆粒。普通砂濾能夠去除很小的固體顆粒，使出水濁度達(dá)到1左右，但出水仍然含有大量粒徑在1?5^m的顆粒，這些顆粒是砂濾無法去除的，雖然顆粒極小，可是如果直接進(jìn)入反滲透主機(jī)，在RO膜的濃縮作用下，仍然會造成膜元件的污染，要去除這些顆粒，就必須采用精密過濾。精密過濾器常設(shè)置在壓力過濾器之后，有時也設(shè)置在整個預(yù)處理工藝的未端防止破碎的濾料、活性炭、樹脂等進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，盡量做到不將上道工序產(chǎn)生的微粒帶到下一道工序中去。濾孔孔徑應(yīng)與水中所含雜質(zhì)的粒相匹配，避免過粗或過細(xì)。氧化一氧化是利用強(qiáng)氧化劑氧化分解水中污染物的一種化學(xué)處理方法。對于反滲透系統(tǒng)預(yù)處理而言，氧化通常是為了去除兩類物質(zhì)：①有機(jī)物②鐵、鎰軟化-軟化是指采用化學(xué)方法，去除水體中硬度的處理方法。分為離子交換軟化和藥劑軟化兩種。目前反滲透預(yù)處理常用的軟化方法是離子交換軟化。離子交換軟化是指采用離子交換劑，將水體中硬度組成部分鈣鎂等離子同離子交換劑有效交換基團(tuán)（通常是鈉離子）反應(yīng)，從而使水質(zhì)達(dá)到軟化的效果。36/6536/65

反滲透膜簡介反滲透技術(shù)比較一、反滲透與其他方式脫鹽過程的比較反滲透作為目前工業(yè)上有效的水脫鹽過程中最新的一種過程，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)觀點來看，反滲透是用途最多的脫鹽過程，能適用于很廣的進(jìn)水脫鹽范圍，而其它技術(shù)有的只適用于較高的鹽度，有的則只適用于較低的鹽度。1、離子交換在低鹽度，離子交換較反滲透生產(chǎn)高純水更具有經(jīng)濟(jì)吸引力。隨鹽度增加，離子交換需求變低，這是因為再生化學(xué)藥品需量增加以與為延長兩次再生間的時間床體必須較大的緣故。在選擇離子交換之前必須考慮廢料的定期清楚和再生化學(xué)藥品的費用。將反滲透放置于離子交換之前用作生產(chǎn)高純水的“粗脫鹽”已成為一個標(biāo)準(zhǔn)方法。反滲透可將進(jìn)料水中的溶解固體脫除90~95%，這便降低了離子交換樹脂的再生頻率、樹脂床體積與再生液量。2、電滲析電滲析是一膜過程，其推動力為橫跨交互放置的陰、陽離子交換膜的電場。當(dāng)進(jìn)料水中的陰、陽離子通過各自的離子選擇性膜形成濃縮鹽水時，陰、陽離子便被選擇性的移除。因為濃度較高時移除離子所需的電流將增大，所以電滲析適用的1口5范圍通常在500037/6537/65

反滲透膜簡介mg/L以下。在對電滲透和反滲透間進(jìn)行選擇時，要從經(jīng)濟(jì)、所需水質(zhì)與操作方面予以考慮。熱蒸餾技術(shù)，如多級閃蒸、多效蒸餾、蒸汽壓縮蒸餾3、蒸，熱蒸餾技術(shù)，如多級閃蒸、多效蒸餾、蒸汽壓縮蒸餾與這些技術(shù)的各種組合，一般用于高鹽度苦咸水或海水的脫鹽。目前在中東和世界的其他地方，級蒸已成為大量海水脫鹽工廠的主宰技術(shù)。目前，海水的反滲透由于它的低能耗、改進(jìn)的膜和系統(tǒng)設(shè)計，以與長期的操作經(jīng)驗，使它成為富有活力的、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，從而取代了熱蒸餾。二、反滲透與納濾、超濾、微濾技術(shù)比較反滲透(RO)是液體/液體分離過程中最可能使用的膜分離過程。原則上水是唯一通過膜的物質(zhì)；特別是所有的溶解和懸浮的物質(zhì)被截留。有時一些開放類型的RO膜和納濾(NF)膜會產(chǎn)生混淆。真正的納濾只截留超過一價的負(fù)電荷離子，如硫酸鹽、磷酸鹽，而能通過單價的負(fù)離子。根據(jù)分子的大小和形狀，納濾也能截留不帶電荷、溶解性物質(zhì)和正電荷離子。納濾對氯化納0?50%的截留率主要決定于進(jìn)水的濃度。而“寬松的反滲透”是一種減少了鹽截留率的反滲透膜。由于鹽截留率的減少可以降低壓力和能耗，因此在有些項目上也是可以被接受的。超濾(UF)是大分子量組分(HMWC),如蛋白質(zhì)、懸浮固體被截留，而所有的小分子量組分自由通過膜的過程。因此，單價和二價的糖類、鹽、氨基酸、有機(jī)物、無機(jī)酸或氫氧化納都不能通過。微濾(MF)過程理論上只有懸浮固體被截留，而其它甚至蛋白質(zhì)都可以自由38/6538/65

反滲透膜簡介通過膜。但是實際情況和理想狀態(tài)有一定的差距。四種膜過程的比較反滲透RO納濾NF超濾UF微濾MF膜類型非對稱膜非對稱膜非對稱膜對稱膜非對稱膜厚度150um150um150?250um10?150um薄膜厚度1um1um1um孔徑<0,002um<0,002um0,2?0,02um4?0,02um截流組分HMWC,LMWC,氯化納，葡萄糖，氨基酸HMWC,單糖、多糖，和多聚糖、多價負(fù)離子小分子組分，蛋白質(zhì)，多糖，病毒顆粒，粘土，細(xì)菌膜材質(zhì)醋酸纖維素(CA),薄膜醋酸纖維素(CA),薄膜陶瓷，聚颯(PSO),聚偏二氟乙烯(PVDF),薄膜，醋酸纖維素(CA),陶瓷，聚偏二氟乙烯(PVDF),聚丙烯(PP),膜組件類型管式，卷式，板框式管式，板框式，卷式管式，中空纖維，卷式，板框式管式，中空纖維操作壓力bar15?1505-351-10<2許多產(chǎn)品使用膜來處理，但已銷售的80%以上的膜用于水的脫鹽處理。剩余的部分205%被用于乳制品的處理，其余被用于各種液體的處理。其中某些液體屬于廢棄的產(chǎn)品，而某些則是非常貴重的只要產(chǎn)物。表3列出了一些典型的應(yīng)用，陰影部分代表主要的產(chǎn)物。注意：透過液和濃水都可以是需要的產(chǎn)物，而可以同時成為產(chǎn)物。某些產(chǎn)物的膜過程類型透過液濃水RO染色工藝排水潔凈水BOD,鹽，化學(xué)品，廢棄產(chǎn)品純水低鹽水含鹽水乳清低BOD透過液乳清濃水NF抗生素含鹽廢棄物脫鹽濃縮抗生素染色工藝排水澄清含鹽水BOD/COD,色素純水軟化水廢棄物乳清含鹽廢水脫鹽的乳清濃縮液UF抗生素澄清的發(fā)酵肉湯廢棄物生物廢氣用于交換的澄清液可循環(huán)的微生物膠廢棄物濃縮膠酶廢棄物高價值產(chǎn)品牛奶乳糖溶液用于奶酪產(chǎn)品的蛋白質(zhì)濃縮液39/6539/65反滲透膜簡介乳化油含油水（游離油<10ppm）高度濃縮的乳化油洗滌廢水清水臟水（廢棄物）純水清水廢棄物乳清乳糖溶液乳清蛋白濃縮液黃原膠廢棄物濃縮黃原膠反滲透技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域國內(nèi)反滲透膜工業(yè)應(yīng)用的最大領(lǐng)域仍為大型鍋爐補(bǔ)給水，各種工業(yè)純水、飲用水的市場規(guī)模次之，電子、半導(dǎo)體、制藥、醫(yī)療、食品、飲料、酒類、化工、環(huán)保、冶金、紡織等行業(yè)的膜應(yīng)用也都形成了一定規(guī)模。今后有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域有發(fā)電廠冷卻循環(huán)水的排污水處理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政與工業(yè)廢水處理等。40/6540/65反滲透膜簡介電子工業(yè)用水：集成電路、硅晶片、顯示管、電極箔等電子元件沖洗水制藥行業(yè)用水：輸液、針劑、片劑、生化制品、設(shè)備清洗等化工行業(yè)工藝用水：化工循環(huán)水、化工產(chǎn)品制造、化肥等電力行業(yè)鍋爐補(bǔ)給水：火力發(fā)電鍋爐、廠礦中低壓鍋爐動力系統(tǒng)食品工業(yè)用水：應(yīng)用純凈水、飲料、啤酒、白酒、保健品等海水、苦咸水淡化：海島、艦船、海上鉆井平臺、苦咸水地區(qū)飲用純凈水：房產(chǎn)物業(yè)、社區(qū)、企事業(yè)單位等其它工藝用水：汽車、家電產(chǎn)品涂裝、鍍膜玻璃、化妝品、精細(xì)化學(xué)品、印染等反滲透在食品行業(yè)的應(yīng)用膜技術(shù)用于食品工業(yè)始于60年代未，首先應(yīng)用于乳品加工，隨后才逐漸用于41/6541/65反滲透膜簡介果蔬汁飲料的無菌過濾、酒類精制和酶制劑的提純和濃縮等方面。1、在果蔬汁濃縮加工中的應(yīng)用果汁濃縮，可以減少果汁容積，便于運輸貯藏能夠提高果汁貯藏的穩(wěn)定性。常規(guī)的果汁濃縮是采用多級真空蒸發(fā)法。由于熱作用的影響易導(dǎo)致果汁芳香成分的逸散、褐變和焦糊味道的產(chǎn)生，耗能高。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗,。目前最有可能替代熱濃縮的是膜分離技術(shù)。用于果蔬汁濃縮一般采用反滲透濃縮技術(shù)。它適用于分子量小于500道爾頓的低分子無機(jī)物或有機(jī)物水溶液的分離，操作壓力也容易控制,一般為0.1~10Mpa。人們對反滲透濃縮蘋果、梨、柑桔、菠蘿、葡萄與蕃茄等果蔬汁在近20年的時間內(nèi)作了大量的研究。果蔬汁濃縮多用醋酸纖維素反滲透膜,它對醇和有機(jī)酸的分離率較低,與蒸發(fā)法相比，反滲透濃縮的果汁可使?jié)饪s果汁有更好的芳香感與清涼感。采用蒸發(fā)法濃縮的果汁，其中芳香成分幾乎全部消失;采用速凍法濃縮的果汁芳香成分只保留8%,而采反滲透法芳香成分可保留30%~60%,而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多,Vc、氨基酸與香氣成份的損失均比真空蒸餾濃縮要小得多。果汁濃縮時膜的透水速率隨果汁種類、操作條件以與預(yù)處理條件而異。透過膜的液體成分因膜種類而異，一般都含有一定量的無機(jī)鹽和果酸,透過液可作為礦泉水或天然飲料的用水。利用醋酸纖維膜管式反滲透裝置濃縮蘋果汁可以得到高質(zhì)量的濃縮蘋果汁。用高脫除率和低脫除率二種卷式反滲透組件所組成的反滲透流程，可以制取相對高濃度的蘋果濃縮汁。2、茶飲料42/6542/65反滲透膜簡介茶飲料目前正值黃金上升期，茶飲料是由茶葉提取物，速溶茶粉、茶濃縮汁經(jīng)過濾調(diào)配制得，其中速溶茶粉或濃縮汁對實現(xiàn)“集中生產(chǎn)主劑、分散灌裝”的工業(yè)化生產(chǎn)起到很大作用。由于綠茶汁中含有豐富的葉綠素和多酚類營養(yǎng)保健物質(zhì)，這些成份易氧化褐變，而應(yīng)用反滲透膜低溫濃縮方法工業(yè)化生產(chǎn)制得澄清、黃綠明亮具有原汁原味的綠茶風(fēng)味。工藝流程：綠茶葉f浸提f過濾f制冷f超過濾f反滲透膜濃縮f綠茶濃縮汁^速溶茶粉綠茶汁在生產(chǎn)過程中易氧化褐變，溫度高易使茶汁產(chǎn)生熟湯味，故在工藝中對綠茶汁進(jìn)行制冷，冷卻到15?18℃以達(dá)到護(hù)色、保質(zhì)、延緩氧化褐變的目的。反滲透膜濃縮的前提是必須達(dá)到膜的進(jìn)液要求，故對綠茶汁進(jìn)行超過濾，去除大分子物質(zhì)與一些雜質(zhì)，使之達(dá)到要求。綠茶汁是利用500kg綠茶葉用1:20的水浸提，通過超濾后得到8500kg濃度為1.5%左右的澄清綠茶液。溫度為15?18℃的綠茶汁在濃縮過程中，由于在閉路中循環(huán)，綠茶汁溫度逐漸上升，所以在設(shè)備中配有換熱器，將茶汁溫度降低，以減弱茶水的熱效應(yīng)。濃縮結(jié)束時，溫度控制在&23℃,即溫升控制在&5℃。反滲透膜耐溫&45℃,實際控制為《23℃。溫度低，極大地抑制了綠茶汁的氧化褐變與熟湯味。利用反滲透膜低溫濃縮綠茶汁極大地抑制了綠茶汁在生產(chǎn)過程中的氧化褐變以與熟湯味，可以得到色、香、味俱佳的濃縮綠茶汁。3、酒類釀造43/6543/65反滲透膜簡介1）啤酒釀造反滲透法生產(chǎn)低度啤酒。首先將啤酒經(jīng)反滲透濃縮，由于膜對酒精的截留能力差，一定量的透過液一起被分離出來，然后用不含酒精的溶液（如無菌水）稀釋濃縮液，這樣就降低了啤酒的酒精度。2）控制酒的甜度為了提高葡萄酒的甜度，日本釀酒業(yè)已應(yīng)用反滲透膜設(shè)備生產(chǎn)葡萄酒,用于分離溶液成分中的水,使酒濃縮而達(dá)到所需的甜度，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)天然葡萄酒。其優(yōu)點是:不需加熱，因而不會產(chǎn)生煮熟味，不發(fā)生色素分解和褐色現(xiàn)象;不經(jīng)過蒸發(fā)過程，不損失營養(yǎng)成分,可保持良好的酒質(zhì)和香氣;耗能低。4、飲料用水的處理反滲透可用于飲料用水的軟化,能實現(xiàn)95%~99%的脫鹽率,可滿足不同要求的軟化水。水的利用率為75%~85%,高于電滲析。反滲透的操作簡單，能耗低,可運行1~2個月進(jìn)行設(shè)備清洗，投資雖然比電滲析高,但生產(chǎn)成本與電滲析相約。由于反滲透是分子級分離，它可以除去一些無極性的有機(jī)物與細(xì)菌，因此，再用反滲透軟化水的同時也完成了水的除菌和凈化。5、純凈水的處理近兩年來國內(nèi)的純凈水（包括蒸餾水）發(fā)展很快，除標(biāo)明的蒸餾水是用蒸餾法生產(chǎn)之外，幾乎所有的純凈水都是用膜法來進(jìn)行生產(chǎn)的。眾所周知，離子交換、電滲析只能脫除一些極性物質(zhì)，對一些有機(jī)物,尤其是一些小分子有機(jī)物是很難去除的,蒸餾法也難以去除一些低沸點或揮發(fā)性有機(jī)物,44/6544/65反滲透膜簡介而反滲透卻能有效地去除這些物質(zhì)，因此，反滲透在凈化水處理中所占的地位將日益重要。6、食品工業(yè)中其他方面的應(yīng)用反滲透技術(shù)還可用于食品工業(yè)中其它反面的如在乳清加工中反滲透可用于全乳清的濃縮;制糖型中可用反滲透進(jìn)行糖液的濃縮等。反滲透在制藥行業(yè)的應(yīng)用反滲透法在制取純水過程中，是以壓力作為動力，使純水透過反滲透膜，后將其收集而制得，因而在整個制水過程中，不發(fā)生相變，且無酸堿廢液處理。所以，反滲透膜法以其節(jié)能、環(huán)保等特點，成為目前制取醫(yī)藥純化水的主要方法。醫(yī)藥純化水的水質(zhì)要求與相應(yīng)反滲透膜法水處理工藝：醫(yī)藥純化水對電導(dǎo)率、離子含量等有一定要求，主要水質(zhì)指標(biāo)：電導(dǎo)率&2?s/cm、重金屬&0.3ug/LTOC&500ug/L。為達(dá)到純化水的水質(zhì)要求，目前主要采用的反滲透膜法水處理工藝為（：反滲透+混床）、二級反滲透和（反滲透+電除鹽）。在（反滲透+混床）工藝中，雖然反滲透設(shè)備除去了進(jìn)水中的極大部分離子，但混床的離子交換樹脂失效后，仍需酸堿處理，以復(fù)蘇樹脂的離子交換性能，因而在制取純化水的過程中，仍有廢酸堿再生液排放，污染環(huán)境。在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的條件下，雖然其設(shè)備投資成本較低，產(chǎn)水電導(dǎo)率也較低，但其應(yīng)用仍受到環(huán)保要求的限制。在（反滲透+電除鹽）工藝中，由于電除鹽裝置對進(jìn)水水質(zhì)（如硬度、TOC等指標(biāo)）要求極為嚴(yán)格，一般一級反滲透產(chǎn)水經(jīng)常不能達(dá)到電除鹽裝置的進(jìn)水要45/6545/65反滲透膜簡介求，因而在大多數(shù)情況下，需采用二級反滲透產(chǎn)水作為電除鹽裝置的進(jìn)水。同時，由于電除鹽設(shè)備單元價格較高，這樣就使其純化水制取設(shè)備投資成本大幅升高。雖然其出水電導(dǎo)率低、純化水制備過程無酸堿處理，但由于其單位制水成本極高，故導(dǎo)致其應(yīng)用受到投資成本的限制。而二級反滲透制水工藝，雖然其產(chǎn)水電導(dǎo)率相對較高，但在一般情況下，其產(chǎn)水電導(dǎo)率能達(dá)到純化水的要求，因而它以工藝設(shè)備投資成本適中，操作維護(hù)簡單。二級反滲透工藝由于具有高脫鹽率、自動化程度高、環(huán)保等優(yōu)點，對大部分水源來說，其產(chǎn)水水質(zhì)能達(dá)到醫(yī)藥純化水的要求，因而二級反滲透技術(shù)在制取醫(yī)藥純化水中的應(yīng)用必然越來越廣。反滲透在電子行業(yè)的應(yīng)用電子元器件的制造需要大量高品質(zhì)的純水、超純水，電子級超純水是目前世界上純凈品質(zhì)要求最高的水.電子工業(yè)用的超純水，例如廣泛用于生產(chǎn)計算機(jī)硬盤，集成電路芯片，半導(dǎo)體，顯像管，液晶顯示器，線路板等用的純水，對水的純度要求較高，對出水電阻率的要求達(dá)到上（MQ.cm）級。隨著電子工業(yè)的發(fā)展對高純水提出了越來越高的要求。例如，制作16K位DRAM允許水中TOC（總有機(jī)碳）為500ppb、金屬離子為1ppb、＞0.2um的顆粒為100個/毫升；而制作16M位DRAM時，則要求TOCv5ppb、金屬離子v0.2ppb、水中）0.1um顆粒數(shù)為0.6個/升?？梢哉f在電子級超純水制備系統(tǒng)中匯集了當(dāng)前水處理技術(shù)最先進(jìn)的工藝和設(shè)備,如超濾、微濾、反滲透、膜脫氣、電去離子￡口1）等，其中反滲透裝置是整個純水、超純水制備系統(tǒng)工程中一關(guān)鍵的設(shè)備.它能有效地去除原水中97%以上的46/6546/65反滲透膜簡介溶解性無機(jī)物質(zhì)、99%以上的相對分子質(zhì)量大于300的有機(jī)物、99%以上的包括細(xì)菌在內(nèi)的各種微粒和95%以上的二氯化硅.反滲透工藝在純水、超純水制備系統(tǒng)工程中的應(yīng)用，不但能提高了產(chǎn)水品質(zhì),降低生產(chǎn)成本，而且防止環(huán)境污染，有力地推進(jìn)了電子工業(yè)的進(jìn)步，同時也促進(jìn)了純水、超純水制造技術(shù)的發(fā)展.在我國RO應(yīng)用于電子工業(yè)水處理的報道，最早可追溯到1981年，RO技術(shù)就己成功應(yīng)用于大規(guī)模集成電路超純水制備。此后，不斷出現(xiàn)RO制取超純水工藝流程研究和更大規(guī)模超純水制備的報道。2004年4月，國家海洋局杭州水處理技術(shù)開發(fā)中心為樂金飛利浦曙光電子有限公司設(shè)計和建成的130m3/hRO彩色顯象管處回收項目是RO純水制備技術(shù)在電子工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的拓展。該項目是迄今我國第一個較大規(guī)模進(jìn)行彩色顯象管生產(chǎn)企業(yè)廢水回用項目。通過國家“七五”、“八五”科技攻關(guān)項目的實施我國超純水制備系統(tǒng)工程設(shè)計和成套能力有了很大的提高，掌握了整套工程的系統(tǒng)工藝設(shè)計、設(shè)備制造和成套、安裝調(diào)試、技術(shù)培訓(xùn)等關(guān)鍵技術(shù)，工程應(yīng)用技術(shù)已達(dá)到了國際水平。反滲透在海水淡化的應(yīng)用海水淡化技術(shù)種類很多，有蒸餾法（多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾等）、膜法（反滲透、電滲析、膜蒸發(fā)等）、離子交換法、冷凍法等，但適用于大規(guī)模淡化海水的方法只有多級閃蒸（MSF）、多效蒸餾（MED）和反滲透法（RO）。反滲透法于20世紀(jì)70年代起用于海水淡化，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著反滲透膜性能提高、預(yù)處理技術(shù)進(jìn)步、能量回收效率的提高等，已成為投資最省、成本最低、應(yīng)用范圍廣泛的海水淡化技術(shù)。47/6547/65反滲透膜簡介反滲透法是一種膜分離淡化法，該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜將海水與淡水分隔開，若對海水一側(cè)施加一大于海水滲透壓的外壓，那么海水中的純水將通過半透膜進(jìn)入到淡水中。反滲透海水淡化法SWRO）技術(shù)使反滲透技術(shù)的發(fā)展有了更廣闊的前景。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，海水淡化反滲透膜的性能有了較大的提高，膜材料從初期單一的醋酸纖維素非對稱膜發(fā)展到表面聚合技術(shù)制成的交聯(lián)芳香族聚酰胺復(fù)合膜等新型材料與高效膜。目前的反滲透膜，水通量是1978年的2倍，鹽的透過率大約為1978年的四分之一，價格穩(wěn)中有降。反滲透法的適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，規(guī)?？纱罂尚。ㄔO(shè)周期短，不但可在陸地上建設(shè)，還適于在車輛、艦船、海上石油鉆臺、島嶼、野外等處使用。美國陸軍在20世紀(jì)70年代初，在評價了若干方案后，選用反滲透技術(shù)為陸軍使用的最合適的凈化水技術(shù)，美國海軍首先將此技術(shù)用于潛艇淡化水，后來又應(yīng)用于其他艦船。近年來新造船舶或舊船上的更新?lián)Q代海水淡化裝置都已傾向于選用反滲透裝置。美國海水淡化的研究重點是反滲透技術(shù)，西歐尤里卡計劃中的首批尖端項目就包括“海水淡化滲透膜”，日本的“90年代產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究開發(fā)制度”中列入了高效分離膜，由此可見反滲透膜法水處理技術(shù)在當(dāng)代高科技中的競爭地位。1989年前，采用反滲透技術(shù)進(jìn)行海水淡化的淡化水產(chǎn)量占世界海水淡化市場的6%，到1997年底已升至14%，近10年的市場占有率更是呈直線上升趨勢。反滲透法在21世紀(jì)將與蒸餾法一起成為海水淡化的主導(dǎo)技術(shù)。48/6548/65反滲透膜簡介反滲透在工業(yè)廢水的應(yīng)用1、重金屬廢水處理Ozaki等采用Aromaticpolyamide(ES20)超低壓反滲透膜分離稀溶液中的Cu2+、Ni2+和Cr6+離子，結(jié)果表明截留率隨進(jìn)料壓力的增大而增加,當(dāng)壓差從100kPa升至。500kPa,Cu2+的截留率從97.3%增大至。99.6%,Ni2+的截留率從97.2%增大到99.5%,Cr6+的截留率從98.2%增大到99.9%。離子價態(tài)也能影響截留率，當(dāng)壓力為500kPa時,Cr6+截留率為99.9%,比Cu2+和Ni2+的截留率要高(兩者都為99.5%)。1985年日本將RO膜應(yīng)用到電鍍工業(yè)水回收。他們建立了3套RO系統(tǒng)。系統(tǒng)A處理量為2.5m3/h,水回收率為80%;系統(tǒng)B和系統(tǒng)C的處理量均為10m3/h,水回收率為80%?，F(xiàn)在日本的絕大部分電鍍廠已采用膜分離技術(shù)。孫麗用反滲透濃縮法處理咸陽彩虹集團(tuán)電鍍鎳鴇生產(chǎn)線的清洗廢水,發(fā)現(xiàn)反滲透膜分離工藝對鎳和COD具有很高的去除率,分別為93.49%和93.4%。夏俊方用反滲透膜處理法處理含銅離子的電鍍廢水,研究發(fā)現(xiàn)在!P=3.0MPa,T=20?25℃條件下濃縮，可以使料液濃縮近10倍。UJANGZ采用復(fù)合低壓反滲透膜，在含Zn2+和Cu2+的廢水中加入適量的ED-TA后進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)二者的脫除率均達(dá)到99%以上。Jae-WookLee等用反滲透處理高電導(dǎo)率的韓國某一鋼鐵公司的二次處理廢水(2700?3000"s/cm),成功地除去其中的單價和二價離子。據(jù)報道反滲透可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鉞、神、銘、銀、硒、鉈、鋅等離子脫除率達(dá)90%?9