反渗透技术在水处理中的应用
现状及展望
(黑龙江科技大学环境与化工学院,黑龙江,哈尔滨)
摘要:水的治理一直是从工业化进程开始就是一个重要的环境治理问题，作为水处理技术之一的反渗透技术从产生现在，经历了几十年的发展，目前在水处理方面的应用较为广泛。本文简单介绍了反渗透技术的原理和发展历程，并在总结前人研究的基础之上，通过资料收集的方式，从给水处理和污废水处理两个方面对于反渗透技术的应用现状进行了描述，并对其作出了展望。
关键词: 反渗透 水处理 现状 展望
The Current Situation and Prospect of the Using of the
Reverse Osmosis in Water Treatment
(Heilongjiang University of Science and Technology)
Abstract: Water treatment is an important method to solve environmental problem as industrialization process speed up. With decades developing, Reverse osmosis ,one of water treatment technology, now has been widely applied in the field of water treatment. In this paper ,the principle of reverse osmosis technology and development were simply introduced, And on the basis of summarizing the informed research and by the way of data collection, From two aspects in feed water treatment and waste water treatment for the present situation of the application of reverse osmosis technology are described, and made a prospect. from water using
pre-treatment and post-treatment two aspects for the present situation of the application of reverse osmosis technology are described, and made a prospect.
Key words: Reverse Osmosis Water Treatment Current Situation Prospect
前言
水处理是指通过物理、化学、生物的手段去除水中一些对生产、 生活不需要的有害物质的过程，是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝、缓蚀以及阻垢等水质调理的过程。要对水进行处理，就要了解水处理的阶段。从水的循环来看，分为社会循环和自然循环两种类型，水的社会循环是人类所主导的，因此也是水性质发生变化的主要原因。首先，为满足人们生产生活以及其他活动而向自然界取得天然的或非天然的水，而这些水在不能满足使用条件的情况下，需要人们对其加以改造，这个过程称为给水处理。对被人们用于生产生活以及其他活动之后，导致水质发生了改变，不宜直接排放之自然界或者再利用的水进行处理，使其能够达到排放或再利用的标准的过程即是污废水处理。水的处理又分为预处理、一般处理和深度处理，深度处理技术主要包括臭氧处理活性炭吸附、臭氧生物活性炭、膜分离、离子交换等。其中膜分离技术中的反渗透膜目前应用广泛
图1 水的社会循环图
一、 反渗透技术及其发展
渗透作用（Osmosis）指两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。与此相反，反渗透（RO），是60年代发展起来的一项新的膜分离技
术，现已逐渐成为当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是依靠反渗透膜在压力作用下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右)，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。
（1）渗透开始 （2）渗透平衡 （3）反渗透
图2 渗透与反渗透
压力
早在1748年就法国人Abble Nellet就发现了渗透现象。1950年，美国科学家DR.S.Sourirajan在海鸥身上发现一种可以过滤海水的膜，并对这种膜作了研究，奠定了反渗透的理论基础。1953年美国佛罗里达大学的Reid等人首次提出用反渗透技术淡化海水的构想，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜，标志着现代膜科学技术的诞生。从20世纪60年代以来，反渗透技术日益受到人们的关注，反渗透膜开发有了重大突破，膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜等新型材料与高效膜。
在我国，反渗透技术的发展集中体现在反渗透膜的研制过程中。上个世纪六十年代末，海水淡化会战是乙酸纤维素不对称膜打开发打下了基础；随后的七十年代和八十年代对反渗透膜进行了深入研发。1984年，国家海洋局以海水淡化研究室为主体，组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，中国开始对膜技术重视了。膜行业开始进入产业化，并应用在水处理中，特别是海水淡化方面。直到2001年，中国有了自己的反渗透膜产品，享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场，中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。而杭州水处理下的杭州北斗星膜制品有限公司也
成为全球八家自主反渗透膜生产厂家之一。现在我国的反渗透技术发展迅速，已广泛应用于给水和污废水的处理中。
二、
反渗透技术应用现状
目前，国内反渗透膜工业在给水处理和污废水处理都有应用,其中给水处理应用领域最大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、化工等行业的应用也形成了一定规模。反渗透用后处理水主要用于城镇生活污水深度处理、工业制造业(电镀废水、制药废水、纺织工业废水、放射性废水、化工废水、食品加工废水等)以及浓缩酰胺废水等方面。用于去除污废水中的有机物、细菌、COD、重金属以及盐类物质。
2.1给水处理方面的应用 2.1.1 海水苦咸水的淡化
海水淡化是一种从海水中通过脱盐的方式提取淡水的技术，实现了水资源利用的开源增量技术。目前海水淡化技术有超过20种。从1974年起，美日等发达国家先后把海水淡化的发展重心转向反渗透法。国内海水淡化从上个世纪五十年代起步，到20世纪80年代开始重视膜技术的研发。因为反渗透在海水淡化中具有投资少、能耗低等优点，所以利用反渗透技术进行海水淡化淡化成为世界的主流技术之一。全国已建成海水淡化工程总体规模不断增长。据初步估计,国内运转的产水量大于100m3/d的反渗透淡化装置总数量不少于500台，这些反渗透淡化装置的淡化对象大多数属于地表水、自来水或苦咸水。截至 2013 年底，全国已建成海水淡化工程 103 个，工程总规模达到日产 90.08 万吨，最大海水淡化工程规模为日产 20 万吨；我国海水淡化主要采用反渗透和低温多效蒸馏海水淡化技术，其中反渗透海水淡化项目 90个，占全国总产水规模的 63.67%[2] 。
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