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１、反滲透（ＲＯ）技術簡介

（１）反滲透的歷史

反滲透技術起源于美國，最初目的是為載人航天飛機提供人體廢水凈化后循環(huán)使用的凈化設備．這項技術在美國航天器中的應用得到了令人滿意的成功．在此以后，美國原子能研究中心和凈水工業(yè)界對該項凈水技術的其它應用投入大量人力和資金，進行了廣泛的研究．至90年代，反滲透技術在海水淡化、電廠鍋爐補水、電子工業(yè)生產用高純水、科學研究用高純水、醫(yī)療用高純水和飲用水等生產方面都得到了廣泛的應用。

（２）滲透與反滲透

在一個Ｕ型管的底部安裝一個半透膜，將Ｕ型管隔離為兩部分。假設這里所用的半透膜只允許水分子透過。如果在該Ｕ型管的兩端分別加入等體積的純水和鹽水，此時純水將透過半透膜向鹽水方向滲透，鹽水端的水位將升高，而純水端的水位將降低。這一現象稱為滲透現象。一定時間以后，兩端的水位將不再繼續(xù)變化。這時鹽水和純水兩端水位差△所代表的壓力稱滲透壓。

圖1  反滲透過程示意圖

如果在上述鹽水端增加壓力Ｐ，純水將從鹽水端透過半透膜滲透到純水端。如果僅在鹽水端加入被鹽類或其他物質污染的污染水并在該端施加大于滲透壓的壓力，就可以在另一端得到純水，從而實現從污染水中提取純水的過程。這個過程是反滲透過程。

反滲透純化過程是指水分子在壓力作用下透過反滲透膜而與雜質分離的過程。反滲透膜是反滲透技術的關鍵。

（３）反滲透膜的功能

Ⅰ．電排斥機能：反滲透膜表面的電性可以將溶于水中的正負帶電離子排斥開，而使不帶電的水分子在壓力作用下透過。因此，經反滲透法凈化的純水不含如鉛、砷、鎘、汞、鉻、鈣、鎂、鈉等各種金屬離子，不含如氟、氯、硝酸根、亞硝酸根、硫酸根等各種陰離子和其它所有帶電離子。俗稱水堿（鈣、鎂鹽等）以及使水產生苦、咸味的鹽分等均可以被除去。

Ⅱ．超微過濾機能：反滲透膜中有眾多的微孔，這些微孔的直徑為0.0005微米，與水分子的直徑相當，水分子可以通過。最小的細菌和病毒的直徑分別0.2和0.02微米，殺蟲劑666的直徑約為0.0015微米．因而，這些污染物和其它生物污染物以及眾多的有機污染物包括熱源物質等均因不能通過反滲透膜，而與純水分離。對于鍋爐補給水、醫(yī)用注射用水和超純水等，二氧化硅含量相當重要。反滲透可以提供超微過濾機能除去二氧化硅。

離子交換在清除細菌、病毒、熱源物質、二氧化硅等方面無法與反滲透相比。

另外，鹽類在水中是以水合離子形式存在的，而這些水合離子的體積一般比水分子大10－25倍，因此，除了以上提及的電排斥機能外，反滲透膜也可以通過其超過濾機能除去溶解的鹽類。

Ⅲ．自我清洗機能：一般濾水設備在除去污染物的同時，將這些污染物留在其中。在此后過濾的水都要經過這些污染物，從而對水產生再次污染。同時，細菌也會在濾水器中繁殖，對水產生生物再污染。與此不同，反滲透在凈水過程中將污染物全部留在被排除的廢水中，以實現自我清洗機能。

圖2簡單地說明了半透膜的凈水過程。

圖２　　反滲透凈水過程示意圖

（４）反滲透膜出水量與溫度的關系

反滲透設備出水量與原水水溫有相當密切的關系。一般地說溫度每升高一度，同樣的反滲透膜在壓力不變的情況下，出水量將增加３－４％。圖３表示了復合反滲透膜產水率與溫度的關系。

圖中25℃時產水率為1.0，12℃時為0.66。換句話說，同樣數量的反滲透膜，在12℃時出水量是20噸,在25℃時出水量將為約30噸。反之如果一組反滲透膜在25℃出水量為20噸，那么在12℃時將僅為約13.2噸。（如圖）

圖３　復合反滲透膜產率與溫度關系圖

（５）反滲透膜出水量與壓力的關系

反滲透設備出水量與加在反滲透膜上的有效壓力成正比關系。該有效壓力是高壓泵壓力與原水滲透壓的差值。總鹽度是1000ppm的原水滲透壓約0.6 kg/cm2。膜生產廠用于測試工業(yè)用普通水反滲透膜用反滲透純凈水加2000ppm氯化鈉。在此鹽度下，壓力每增加１kg/cm2，出水量約增加８％。相對關系見圖４。

圖４復合反滲透膜產率與壓力關系圖

（出廠測試壓力225psi，TDS=2000ppm）

通過增加壓力來提供反滲透膜出水量一般是有限度的。主要決定于泵、高壓管路承壓能力和壓力容器的承壓能力。另外在增加壓力來提供出水量的同時也減低了反滲透膜的壽命。對于一般水，壓力選擇在8.1－14kg/cm2（130－200psi），特殊情況時可高達17.5kg/cm2（250psi）。

（６）反滲透膜出水量與反滲透膜使用時間的關系

對于正常使用的反滲透膜隨著反滲透膜的使用時間，反滲透膜的出水量將逐漸減少。這一現象在反滲透被使用的前幾個月較為明顯。參見圖５。

值得指出的是，以上現象不包括由于反滲透膜結垢帶來的出水

量減低。

圖５　復合反滲透膜產率與膜使用時間關系圖

２、反滲透純水系統(tǒng)工藝流程圖

圖6反滲透純水設備工藝流程圖