反渗透膜在水处理中的研究进展

一
废水处理是反渗透膜的另一个核心应用方 向 ， 通过反渗透技 术可 以有效处理 电厂 、 印染厂产生 的含重金属或含 油废水 ， 还可 以对城市污水 、 垃圾渗滤液等进行处理 ， 实现水资源的在 回收。 火电是我 国的主要 电能生产方式之一 ， 在火 电发 电过程 中会 使用到大量 的循环冷却 水 ， 这 些水 中通常会含有 多种杂质 ， 水浊 度较高 ， 若 直接排放会对环境 造成污染 ， 配合使用 中空 纤维超滤 膜元件和聚酰胺 复合反渗透膜可 以将循 环冷却水处理 为水浊度 低于 ０ ． ０ ２ Ｎ Ｔ Ｕ， 污染指数低于 ０ ． ７的可再利用水 。 印染厂产 生的废水 中含有大量 的盐离子 ，色度离子等物质 ， 使用超滤和反渗透双膜技术 可以将废水 中的有机物 、 盐 离子 等滤 除， 且其产水化学耗氧量不高于 １ ０毫克每升 ， 水处理效果明显。 传统的对 含有 重金 属的废水处理工艺 中需要添加化学药剂 ， 这不仅会造成二次 污染 ， 且处理操作要求较 高 ， 使 用 反 渗 透 膜 和 多级反渗透技 术对这些废水进 行处理可 以较好 的去除废水 中含 有 的重金属元素 。 城市垃圾渗滤液中含有的成分较多较复杂 ，传统的生物处理方 法所能够达到的处理效果有 限。使用聚酰胺反渗透膜对其进行处理 可将垃圾渗滤液净化到可排放的指标 ， 实现对垃圾渗滤液的处理。 ３ ． ２纯 水 生 产 纯净水在生活饮水 以及工业生产 和制药 中有着广泛 的应用 ， 这类应用对水 的要求较高 ， 使用反渗透膜进行水处理需要符合必 要 的生产标准。 由于超纯水生产工艺相对较为成熟 ， 故在超纯水生产 中可 以 使 用 相 应 的 渗 透 膜 组 件 反 渗 透 系 统 可 以控 制 水 通 量 达 到 ６ ５ ０ ｍ ３ ／ ｈ ， 产生导电率为 ０ ． ３ ｓ ， ｃ ｍ的超纯水 。水处 理过程 中出现 的膜 污染 问题可以通过化学清洗的方法解决。目前较 为常用 的纯 水处理系统为反渗透 一电去离子拖延系统 。 在工 业用水生产方 面 ， 为 满足使用需求 ， 国内相关 研究人员 提出了使用超低压卷 式复合膜组件 的方 式搭建反渗透 系统 的方 案， 该方 案 中的渗透膜 单膜 产水量 可达 ４ １ ． ４立 方米 每天 ， 而截 留率不低于 ９ ９ ． ７ ％，完 全可 以满足烧碱 工业生产 用水需 求 。此 外， 氯碱工业 生产 中需 要对生产 过程 中的水 中的 Ｃ ａ ２ ＋ 、 Ｍ 等离 子进行滤 除因而可 以使用 Ｐ Ｖ Ｄ反渗透膜对 其进行脱 除处理 ， 同 时保证对氯化钠具有 较低 的截 留率 ，实现氯碱工业 生产 的水处 理提纯 。 在制药生产 中 ， 使用超低压聚酰胺复合渗透膜组件离子分离 系统 ， 应用二级反渗透法对制药生产过程中所需 的纯水进行制取 可 以达到较好的制取效 果 ， 这种水处理方案在经 过二级反渗透后 的 回收率不低于 ８ ０ ％， 对于药企所 带来 的经济效益较为 明显 。
２膜 材料 的选 取
反渗透膜的性能直接决定污水废水 的处理效果。因而在应用 反渗透 技术对污水废水 进行过滤 时首先需要考 虑的问题就是 膜 材料 的选择 。 反渗透膜按 照所使用 的材料可以分为无机与有机两 类高分子材料 。但是鉴 于无机 高分子材料应用成本较高 ， 故 目前 常用 的反渗 透膜 大多使用有机 高分 子材料制作而成 ， 其主要材料 为芳香聚酰胺类以及 醋酸纤维素类 。 实 际废水处理 中选 取膜材料 时可 以综合考 虑以下几方 面 因 素： 废水 的组 成成 分 、 所处 理废水 的温度与 ｐ Ｈ值 、 膜材 料构成的 反 渗透 膜的机械 强度 与化 学特性 等。应用 中 ， 必须选择与应用需 求 相 匹配 的反 渗 透 膜 。 目前常用的反渗透膜有 以下几种 。 （ １ ） 酸纤 维膜 。酸纤维膜是 唯一 一种对氯离子具有抗 性 的 膜， 其脱 盐率可超过百分之 九十五 。除此之外 ， 其耐污染性 也较 强， 但是不 宜承受微 生物 的侵 蚀 ， 因而降解率 较高 ， 使 用一 段时 间后其脱盐效果会 明显下 降。当所过滤废 水的酸碱性 超过一定 ４结 语 范围时 ， 酸纤维膜还产生分解 现象。其最佳应用 ｐ Ｈ值为 ｐ Ｈ ５到 ｐ Ｈ ６之 间 。 反渗透膜的水 处理效果好 ， 应用简单 方便 ， 对环境污染小 ， 是 （ ２ ） 聚酰胺膜。 聚酰胺膜 的抗氯性很差 ， 容易受到氯 或其他氧 种 具 有 广 阔应 用 前 景 的水 处 理 方 法 。随 着 反渗 透 膜 技 术 研 究 的 化 剂的侵蚀从而降低对废水的过滤性能 。 但是这类膜对微生物 的 深人 ， 反渗透膜组件可 以获得更低 的能量 损耗 、 抗 污染能力 以及 抗 性较好 ， 不易被水解 ， 故其使用期 限相对较长。其使用 环境 为污 耐高温高压等能力 ， 可适用领域和范围将得到进一步拓展 。 废 水酸碱度 在 ｐ Ｈ ４到 ｐ Ｈ１ １ 之间 ， 水温在 ４ ０度 以内。 参 考 文 献 （ ３ ） 复合膜 。 复合膜使用 了多种有机高分子材料制作而成 ， 故 【 １ 】 许骏 ， 王志， 王 纪孝 ， 王世 昌． 反渗透膜技 术研究和应用进展 『 Ｊ １ ＿ 化 其性能较为均衡 ， 具有 多种属性 。具体来说 ， 其可 以在 １ ． ６ Ｍ Ｐ Ａ左 学工业与工程 ， ２ ０ １ ０ ， ２ ７ （ ４ ） ． 右的低压环境下使用 ， 能够继承 酸纤 维膜 的耐氯性 和聚酰胺膜 的 ［ ２ ］ 李凤 娟 ， 王薇 ， 杜启云反渗透膜 的应用进展 ［ Ｊ ］ ． 天津工业 大学学 耐微生物性 ， 虽然纵 向对 比而言 ， 性能有所降低 ， 但是横 向比较来 报 ， ２ ０ ０ ９ ， ２ ８ （ ２ ） ． 看， 性能均衡 ， 比单独使用某种材料的反渗透膜的缺点有所弥补。 ［ ３ ］ 王晶反渗透在电厂水处理中的应用 中国高新技术企业’ ２ ０ １ １ （ １ ７ ） ． 其可 以在 ｐ Ｈ值在 ２到 １ ２的范 围内使用 ， 应用范 围广泛 ， 但是在 ｆ ４ ］ 秦悦慧 ， 何斯征反渗 透水处理技术及其 应用前景 『 Ｊ １ ． 能源工程 ， 长期使 用中 ， 其匹配 Ｐ Ｈ值为 ５到 ９ 。 ２ ０ ０ ０ （ ４ ） ．
天津
３ ０ ０ ３ ８ ４ ）
３反渗透 膜及 其相关 技术在 水 处理 中的应用
３ ． １ 废 水 处 理
水资源是人类赖 以生存 的主要环境资源之一 ，随着社会 的发 展， 水源质量呈现极度恶化趋势 ， 可用水存储量逐年 降低 ， 水处理 已经成为受到广泛关注的重点问题之一 。当前人们 的社会活动与 工业生产 中会产生大量的废水 ， 对这些废水进行处理和 回收 ， 转化 为可饮用的生活用水是解决水资源问题 的一个重要途径 。反渗透 膜过滤技术即为一种先进的水处理技术 ，该技术应 用中不需要进
行 化学 反应 ， 也 不 会 产 生 多 余 的有 害 物 质 ， 对 环境 友好 ， 具 有 广 阔 的 应用 前 景 。
１反渗 透膜 及其 工作 原理
反渗透膜是一种对物质渗透具有选择性的半透膜 ， 这种膜可 以允许混合液体 中的溶剂按照特定 的方 向透过薄膜 ， 而将溶质 阻 止在薄膜 的另一侧 。被污染的水 中通常含有多种杂质或溶解盐 ， 若将其放在反渗透膜 的一端 ， 并 对其施加压力 可以促使该溶液 中 的水透过反渗透膜到达另一端 ， 实现水处理 ， 获得高质量的纯水 ， 达到净化的 目的。 反渗透膜的制备可 以通过多种材料实现 ， 不 同的材料所具有 的性能不尽 相同 ， 目前 常用 的制 模材料有纤 维素酯 、 二醋酸纤 维 素、 三醋 酸纤 维素类 ； 聚苯并咪唑 、 聚苯并 咪唑酮 、 聚酰亚胺类 ； 聚 芳香酰胺类等。
反渗透膜在水处理 中的研究进展
李 晋
（ 天津中水有 限公司
摘 要： 本 文 首 先 简要 介 绍 了反 渗 透 膜 的 工 作 原 理 与 制 作 材料 ， 然 后 对反 渗 透膜 选 取 过 程 中的 考 虑 因素 以及 不 同反 渗 透膜 所 具 有 的 工 作 特 性 进行 了分析 ， 在 此 基 础 上 对 反 渗 透膜 在 污废 水处 理 中的 应 用进 行 了研 究与 讨 论 。 关键 词 ： 反渗透膜 ； 材料 ； 污废 水 处 理