南寧市兆冠環(huán)保科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)反滲透膜專用絮凝劑，廠家直銷至：廣西，南寧，來(lái)賓，柳州，桂林，賀州，梧州，玉林，貴港，北海，欽州，防城港，崇左，百色，河池等地區(qū)！

反滲透、反滲透膜、RO、RO反滲透系統(tǒng)、反滲透水處理設(shè)備、EDI、超濾（純水系列工程）、反滲透阻垢劑、反滲透劑、反滲透清洗劑、反滲透絮凝劑、反滲透膜專用阻垢劑、反滲透膜專用劑、反滲透膜專用絮凝劑、反滲透膜專用清洗劑、反滲透膜專用還原劑、反滲透膜專用保養(yǎng)劑

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ZG-PRP-019反滲透膜專用絮凝劑

一、性能

ZG-PRP-019反滲透絮凝劑與反滲透膜阻垢劑相容，同時(shí)增強(qiáng)膜的抗裂性并證明不會(huì)在薄膜上沉積，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力、電子、飲料等行業(yè)的水處理系統(tǒng)中。超高分子量，降低運(yùn)行的成本。

二、理化指標(biāo)

項(xiàng) 目 理 化 指 標(biāo)

外 觀 清澈色液體

比 重 1.1+0.05

PH 值 4-8

貯存溫度 0℃

三、投加劑量

典型的投加濃度為1－10ppm，我們根據(jù)您的水質(zhì)狀況及工藝系統(tǒng)的設(shè)置推薦合適的投加量，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行有效的調(diào)整。

四、包裝及儲(chǔ)存

標(biāo)準(zhǔn)液：25kg塑料桶裝，室溫避光儲(chǔ)存12個(gè)月。

注：同時(shí)供應(yīng)國(guó)產(chǎn)反滲透專用絮凝劑 ZG-PRP-017

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反滲透膜絮凝劑PH-196

SUNLIGHT PH-196是一種效果的絮凝劑，在多介質(zhì)過(guò)濾器之前加入，有助于提高多介質(zhì)過(guò)濾器對(duì)膠體微粒和溶解聚合物的去除效果。PH-196是SUNLIGHT公司用于反滲透預(yù)處理系統(tǒng)的絮凝劑，可與SUNLIGHT阻垢劑、SUNLIGHT劑、SUNLIGHT清洗劑配合使用，使膜系統(tǒng)更好的運(yùn)行。

產(chǎn)品特點(diǎn):

1、對(duì)膠體、微粒、溶解有機(jī)物和有機(jī)、無(wú)機(jī)物質(zhì)有很好的絮凝作用

2、提高過(guò)濾器的抗微粒穿透性能及反洗效果

3、加藥劑量通過(guò)水樣檢測(cè)結(jié)果實(shí)驗(yàn)確定

4、符合美國(guó)國(guó)家飲用水ANSI/NSF60標(biāo)準(zhǔn)

理化性質(zhì):

外觀 比重 pH 主要成分 保存溫度

淡黃色液體 1.04 5～7 高分子有機(jī)聚合物 0℃

加藥劑量：

典型的加藥劑量范圍為0.5-5ppm，過(guò)低或過(guò)高的加藥劑量都會(huì)影響絮凝效果。應(yīng)在具有絮凝效果的前提下，盡量減少加藥劑量。過(guò)量的絮凝劑可以用活性炭吸附去除?？扇?升水樣，實(shí)驗(yàn)分析后以確定最適宜劑量。

注意事項(xiàng)：

多數(shù)阻垢劑都含有有機(jī)聚合物和陰離子，可能會(huì)與絮凝劑ProFloc-C凝聚，造成膜的污堵，PH-196不能與SUNLIGHT系列以外的其它阻垢劑同時(shí)使用。

藥品包裝：25kg桶裝

保質(zhì)期：密封保存于通風(fēng)、干燥處；質(zhì)保期為兩年

健康和：從急性研究的結(jié)果來(lái)看，它被歸為。但是和所有的工業(yè)化學(xué)品一樣，使用時(shí)還是需要小心注意。

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廣西壯族自治區(qū)南寧市兆冠環(huán)?？萍加邢薰緦I(yè)致力于水處理環(huán)保領(lǐng)域，是一家技術(shù)實(shí)力雄厚的生產(chǎn)型企業(yè)。公司擁有一支高素質(zhì)水處理專業(yè)技術(shù)人員組成的生產(chǎn)、工程技術(shù)和銷售團(tuán)隊(duì)。在清水、循環(huán)水處理、中水回用、化學(xué)水處理、污水處理等多個(gè)項(xiàng)目有著先進(jìn)的技術(shù)和質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品。我公司同時(shí)是進(jìn)口美國(guó)陽(yáng)光反滲透藥劑西南地區(qū)總代理和美國(guó)海德能膜廣西地區(qū)推廣中心，可協(xié)助用戶對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，從而運(yùn)用效、經(jīng)濟(jì)的解決方案。本公司的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電子、 醫(yī)藥、造紙、制糖、化工、飲水、電鍍、紡織印染等行業(yè)。公司以“誠(chéng)信為本、求實(shí)創(chuàng)新，品質(zhì)兼優(yōu)、服務(wù)至上”為企業(yè)宗旨，以“誠(chéng)信求實(shí)、開拓創(chuàng)新、追求雙贏”為經(jīng)營(yíng)理念，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、優(yōu)惠的價(jià)格、完善的服務(wù)，帶給廣大客戶的利益！

公司現(xiàn)有產(chǎn)品：

清水產(chǎn)品------------穩(wěn)定性二氧化氯溶液，濃度為2%、4%、8%，二氧化氯投加器和發(fā)生器、二氧化氯泡騰片（片）、游泳池片、寵物專用片、畜牧養(yǎng)殖專用片

反滲透專用產(chǎn)品----------反滲透專用阻垢劑、劑、絮凝劑、清洗劑、還原劑、保養(yǎng)劑

美國(guó)陽(yáng)光反滲透藥劑------反滲透阻垢劑（PH-010、PH-135、PH-150、PH-191、PH-200、PH-300、PH-435）、反滲透劑（PH-020、PH-011）、絮凝劑PH-196、清洗劑PH-121

循環(huán)水處理產(chǎn)品----------緩蝕阻垢劑 、氧化型滅藻劑、非氧化型滅藻劑、磷酸三鈉、氨水、預(yù)膜劑、鈍化劑、粘泥剝離劑

鍋爐水處理產(chǎn)品----------鍋爐水專用緩蝕阻垢劑、鍋爐除垢防垢劑、鍋爐除焦除渣清灰劑、堿回收爐清灰劑、除垢劑、清洗劑、保護(hù)液、干燥劑、除氧劑

污水處理產(chǎn)品------------聚丙烯酰胺（陰陽(yáng)離子、非離子、兩性離子、污水處理專用、選礦專用、洗煤專用、制香專用）、聚合氯化鋁（PAC）、消泡劑

造紙專用化學(xué)品----------造紙紙漿專用阻垢劑、造紙黑液蒸發(fā)器專用阻垢劑、造紙專用防腐劑

清洗劑系列產(chǎn)品----------酸洗緩蝕劑、清洗分散劑、清洗緩蝕劑、鈍化預(yù)膜劑、沖灰管道清洗劑、凝汽器(換熱器)清洗劑、油垢油焦清洗劑、高溫清洗劑

石灰系列產(chǎn)品------------石灰石（粉、塊）、生石灰、熟石灰（氫氧化鈣、消石灰）

公司其它產(chǎn)品------------氨基磺酸、亞硫酸氫鈉、氯酸鈉、硅磷晶、聚天冬氨酸、超濾藥劑

水處理設(shè)備及備品備件----RO反滲透系統(tǒng)、反滲透水處理設(shè)備、EDI、超濾（純水系列工程）、保安濾芯、反滲透陶氏膜、海德能膜、反滲透GE膜、納濾膜、超濾膜、米頓羅隔膜電磁加藥計(jì)量泵、石英砂、活性炭、離子交換樹脂、水質(zhì)檢驗(yàn)儀器等。

公司現(xiàn)有水處理技術(shù)服務(wù)：反滲透系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和服務(wù)、反滲透膜在線和離線清洗服務(wù)、膜組件化學(xué)清洗服務(wù)、反滲透膜清洗測(cè)試系統(tǒng)及清洗測(cè)試；水質(zhì)檢測(cè)、分析；工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)服務(wù)、飲用水處理技術(shù)服務(wù)、工業(yè)清水處理技術(shù)服務(wù)、化學(xué)水處理技術(shù)服務(wù)、污水處理技術(shù)服務(wù)。

品質(zhì) 誠(chéng)信為本 價(jià)格實(shí)惠 服務(wù)周到

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反滲透膜分離技術(shù)的發(fā)展及其在城市污水處理中的應(yīng)用

摘要：本文首先簡(jiǎn)要地回顧了國(guó)內(nèi)外反滲透膜技術(shù)的發(fā)展概況，然后詳細(xì)論述了反滲透膜分離技術(shù)。通過(guò)介紹反滲透的基本原理、污染物去除機(jī)理、反滲透裝置型式、主要性能參數(shù)與運(yùn)行工況條件和基本流程，以美國(guó)和日本采用反滲透處理生活污水為例，探討了反滲透膜分離技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用情況，就其發(fā)展方向作出了初步地歸納和展望。

關(guān)鍵詞：城市污水處理 膜分離技術(shù) 反滲透膜 實(shí)際應(yīng)用 前景展望

近來(lái)，物理化學(xué)處理技術(shù)、光照射技術(shù)及膜過(guò)濾技術(shù)已形成三大水處理技術(shù)。在這些技術(shù)中引人注目的是膜分離法污水處理技術(shù)[1]。膜分離是通過(guò)膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對(duì)雙組分或多組分混合物的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。而反滲透膜分離技術(shù)作為當(dāng)今世界水處理先進(jìn)的技術(shù)，具有清潔、、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已在海水淡化、城市給水處理、純水和超純水制備、城市污水處理及利用、工業(yè)廢水處理、放射性廢水處理等方面得到廣泛的應(yīng)用。

膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統(tǒng)分離操作(如蒸發(fā)、萃取、沉淀、混凝和離子交換樹脂等)相比較，過(guò)程中大多無(wú)相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡(jiǎn)單、投資小等特點(diǎn)。膜分離技術(shù)應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，形成了新的污水處理方法，它包含微濾(MF)、超濾(UF)、滲析(D)、電滲析(ED)、納濾(NF)、和反滲透(RO)等，本文僅對(duì)反滲透(RO)膜法對(duì)城市污水處理技術(shù)進(jìn)行探討。

1 反滲透膜發(fā)展概況

膜廣泛的存在于自然界中，特別是生物體內(nèi)。人類對(duì)于膜現(xiàn)象的研究源于1748年，但是人類對(duì)它的認(rèn)識(shí)和研究則較晚。1748年，Abbe Nollet觀察到水可以通過(guò)覆蓋在裝有酒精溶液瓶口的豬膀肌進(jìn)入瓶中時(shí)，發(fā)現(xiàn)了滲透現(xiàn)象。然而認(rèn)識(shí)到膜的功能并用于為人類服務(wù)，卻經(jīng)歷了200多年的漫長(zhǎng)過(guò)程。人們對(duì)膜進(jìn)行科學(xué)研究則是近幾十年來(lái)的事。其發(fā)展的歷史大致為；30年代微孔過(guò)濾；40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化[2]。

在國(guó)外，其發(fā)展概況為：1953年美國(guó)的Reid 提出從海水和苦鹽水中獲得廉價(jià)的淡水的反滲透研究方案，1960年美國(guó)的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不對(duì)稱膜，從此RO作為經(jīng)濟(jì)的淡化技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用和裝置的研究階段。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)用于處理鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等漂洗水以及混合電鍍污水。1965年英國(guó)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(guó)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(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1972－1975年J J .Porter 等人用動(dòng)態(tài)膜進(jìn)行染色污水處理和再利用實(shí)驗(yàn)。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(guó)的J . C. V Smith 首先報(bào)道了處理城市污水的方法。30年來(lái)，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(guò)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(wèn)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]。

在我國(guó)，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(duì)電滲析法淡化海水展開了試驗(yàn)研究；1965年開始對(duì)反滲透膜進(jìn)行探索，1966年上?；S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(huì)戰(zhàn)對(duì)我國(guó)膜科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起了積極的推動(dòng)作用。1970年代相繼對(duì)電滲析、反滲透、超濾和微濾膜及組件進(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(guó)氣體分離膜的研究取得長(zhǎng)足進(jìn)步，1985年中國(guó)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(guó)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(lái)，復(fù)合膜的制備取得了較大進(jìn)展[2]。

2 反滲透膜分離技術(shù)基本理論

反滲透膜分離法的基本特點(diǎn)是其推動(dòng)力為壓力差（1－10MPa），傳質(zhì)機(jī)理一般認(rèn)為是溶劑的擴(kuò)散傳遞，透過(guò)膜的物質(zhì)是水溶劑，截留物為溶質(zhì)、鹽（懸浮物、大分子、離子），膜的類型為非對(duì)稱膜或復(fù)合膜。反滲透的選擇透過(guò)性與組分在膜的溶解、吸附和擴(kuò)散有關(guān)，因此除與膜孔大小結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與膜的化學(xué)、物理性質(zhì)有密切關(guān)系，即與組分和膜之間的相互作用密切相關(guān)[4]。

2.1 反滲透原理

滲透現(xiàn)象早在1748年已由Abbe Nollet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(shí)驗(yàn)室技術(shù)。

滲透是指一種溶劑（即水）通過(guò)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?，即可使?jié)B透停止，此時(shí)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(guò)程相反的，此時(shí)就稱為反滲透。

這就說(shuō)明，當(dāng)對(duì)鹽水一側(cè)施加的壓力超過(guò)水的滲透壓時(shí)，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲取淡水。因此，反滲透過(guò)程必須具備兩個(gè)條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性（一般指透水性）的選擇性半透膜，二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。

2.2 反滲透膜的透過(guò)機(jī)理

關(guān)于反滲透膜的透過(guò)機(jī)理，自20世紀(jì)50年代末以來(lái)，許多學(xué)者先后提出了各種不對(duì)稱反滲透膜的透過(guò)機(jī)理和模型，現(xiàn)介紹如下：

2.2.1 氫鍵理論[3]

這個(gè)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(guò)膜的氫鍵的結(jié)合而發(fā)生聯(lián)系，從而通過(guò)這些聯(lián)系發(fā)生線形排列型的擴(kuò)散來(lái)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(diǎn)——羰基上氧原子形成氫鍵，而原來(lái)的水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來(lái)并隨之轉(zhuǎn)移到下一個(gè)活化點(diǎn)，并形成新的氫鍵，如是通過(guò)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。

2.2.2 優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流理論[4]

索里拉金等人提出了優(yōu)先吸附－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(duì)氯化鈉排斥。在壓力作用下，優(yōu)先吸附的水通過(guò)膜，就形成了脫鹽的過(guò)程。這種模型同時(shí)給出了混合物分離和滲透性的一種臨界孔徑的概念。臨界孔徑顯然是選擇性吸著界面水層的兩倍?；谶@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(shí)用反滲透膜，奠定了實(shí)用反滲透膜的發(fā)展基礎(chǔ)。

2.2.3 溶液擴(kuò)散理論[3]

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(wú)缺陷的“完整的膜”，溶劑和溶質(zhì)透過(guò)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(dòng)力下，從膜的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散，直至透過(guò)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(dòng)力（常用濃度差或壓力差來(lái)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(dòng)速度就越快，因而透過(guò)膜的水分子數(shù)量就比通過(guò)擴(kuò)散而透過(guò)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(shuō)明膜透過(guò)現(xiàn)象，當(dāng)然氫鍵理論、優(yōu)先吸附－毛細(xì)孔流理論也能夠?qū)Ψ礉B透膜的透過(guò)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-空穴有序理論以及自由體積理論等。也有人根據(jù)反滲透現(xiàn)象是一種膜透過(guò)現(xiàn)象，因此把它當(dāng)作非可逆熱力學(xué)現(xiàn)象來(lái)對(duì)待。總之，反滲透膜透過(guò)機(jī)理還在發(fā)展和完善中。

2.3有機(jī)物去除機(jī)理

對(duì)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(lái)經(jīng)過(guò)大量的研究，發(fā)現(xiàn)膜與有機(jī)溶質(zhì)的電荷斥力對(duì)脫除率的影響有時(shí)不容忽視。近年來(lái)的研究證明，膜對(duì)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)及其對(duì)分離度的影響(不考慮膜孔徑的機(jī)械篩除作用)介紹如下[5]。

2.3.1 極性參數(shù)[5]

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(gè)均可以給出極性效應(yīng)以定量的量度。

(1)Ms(酸性)或Ms(堿性)

Ms(酸性)是溶質(zhì)(ROH)在CC14和醚溶液中測(cè)得的紅外光譜中OH譜帶值的相對(duì)位移，Ms(堿性)是溶質(zhì)(CH3OD)在苯中測(cè)得的紅外光譜中OD譜帶值的相對(duì)位移Ms(酸性)或Ms(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(duì)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(shì)，因此Ms(酸性)的增加值等于Ms(堿性)的減小值。

一般來(lái)說(shuō)，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(huì)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。或者說(shuō)，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)Ms(堿性)值超過(guò)隨某一化合物的種類而異的值時(shí)，隨著Ms(堿性)的增加，溶質(zhì)分離度的增加甚微。

(2)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(duì)于質(zhì)子給予體來(lái)說(shuō)，其酸性增加；對(duì)于質(zhì)子接受體來(lái)說(shuō)，其堿性增加。

對(duì)于酸性有機(jī)物來(lái)說(shuō)，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(duì)于酸性分子來(lái)說(shuō)，酸性的大小和pKa共同影響著溶質(zhì)分離度。與酸性有機(jī)物有所不同，對(duì)于堿性有機(jī)溶質(zhì)來(lái)說(shuō)，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)σ是表示芳香族間位或?qū)ξ蝗〈臉O性常數(shù)，Taft數(shù)σ*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)。σ和σ*兩者定量表示取代基對(duì)有機(jī)分子的極性效應(yīng)的影響；σ和σ*具有加和性；取代基的σ和σ*值愈低，它的電子收回能力(或質(zhì)子給予能力)愈小。因此對(duì)一給定的官能團(tuán)，σ和σ*值的降低相當(dāng)于分子的酸性降低或堿性增加。

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論是酸還是堿，有機(jī)溶質(zhì)的分離度隨著σ和σ*值的減小而增加。

2.3.2 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)，ΣEs為所有官能團(tuán)的Es之和。ΣEs減小，表明有機(jī)溶質(zhì)的位阻障礙增大，因而去除率增加。ΣEs正常用來(lái)表示對(duì)醚的分離度的影響。ΣEs降低，溶質(zhì)的分離度趨于增加。

2.3.3 非極性參數(shù)（Small數(shù)或修正Small數(shù)）[6]

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)（ΣS*）是表示非極性有機(jī)分子疏水程度相對(duì)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(duì)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(lái)表示對(duì)碳?xì)浠衔锓蛛x度的影響。碳?xì)浠衔锏牡娜芙舛仍礁撸拚齋mall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)。松蒲等人通過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一張膜來(lái)說(shuō)，ΣS*值增加，溶質(zhì)的分離度趨于增加。

2.4無(wú)機(jī)物去除機(jī)理

關(guān)于反滲透膜去除無(wú)機(jī)物的原理有多種理淪，現(xiàn)將幾種主要的介紹如下[6]。

2.4.1 Scatchafd理論

該理論認(rèn)為溶質(zhì)的分離與膜及溶液的介電常數(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(jì)算距離的基準(zhǔn)。離子濃度是距離的函數(shù)，因?yàn)?1I，所以在液相中，距離I－界面越遠(yuǎn)，離子濃度越高；在膜中，距離I－II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(shuō)膜的介電常數(shù)越小溶液的介電常數(shù)越大，則離子在膜表面處及膜內(nèi)的渡度越小。膜內(nèi)離子濃度越低，膜對(duì)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。

2.4.2 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)：

式中，4為離子電荷；是與Debye -Huckel模型中的離子半徑( 1/Kρ)和膜孔徑有關(guān)的常數(shù)，為離子半徑?？字蠦處離子濃度(C孔)服從Boltzmann分布； C孔=Cexp（－E/（Kρ））式中，kc為Boltzmann常數(shù)；T為溶液的溫度。

對(duì)比可得：

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、離子的濃度以及溶液的溫度有關(guān)。

2.4.3 Bean理論

Bean在Gluckauf理論的基礎(chǔ)上，利用Parsegian的研究成果計(jì)算得到去除率R為；

式中，μ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及膜孔徑有關(guān)。

2.4.4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(duì)膜透過(guò)性能的影響，提出了的G概念。G是離子從主體溶液進(jìn)入Ⅰ－Ⅱ相界面所需要的自由焙差。即

G=Gr－GB

式中，G為Ⅰ－Ⅱ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GB為主體溶液中離子與溶劑相互作用自由焙差，由反滲透實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推算。

G >0，表明離子從主體溶液遷移至膜表面為反自發(fā)過(guò)程，即膜排斥該離子；反之G 松浦等人根據(jù)醋酸纖維素膜對(duì)各電解質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和離子的水化自由焙，求出了離子的G。發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律；

(1) 陽(yáng)離子的G為負(fù)值，陰離子的G為正值。這表明膜吸引陽(yáng)離子而排斥陰離子，可以推測(cè)醋酸纖維素膜呈負(fù)電性。

(2) 1價(jià)陽(yáng)離子的G比2價(jià)陽(yáng)離子的G更負(fù)，這預(yù)示著1價(jià)陽(yáng)離子的分離效果比2價(jià)陽(yáng)離子的差。

(3) 對(duì)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。

3 反滲透膜及膜裝置類型

3.1 反滲透膜類型

一般來(lái)說(shuō)，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(shí)作用?。?

③化學(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(zhǎng)，性能衰降慢；

⑤制膜容易，價(jià)格便宜，原料充足。

影響膜性能因素[7]：

①回收率/轉(zhuǎn)變率；

③壓力；

④壓密；

⑤濃差極化。

據(jù)此，目前較常用的膜類型有：

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(gè)基本性質(zhì)：高透水性、對(duì)大多數(shù)水溶性組分的滲透性相當(dāng)?shù)?、具有良好的成膜性能?

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-酰肼以及一些含氮芳香聚合物）

③復(fù)合膜

這是近些年來(lái)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(duì)稱膜高約50%－。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；

c.聚哌嗪酰胺復(fù)合膜；

d.氧化鋯-聚丙烯酸復(fù)合膜。

3.2反滲透裝置型式

3.2.1 板框式反滲透裝置

這種形式的裝置由Aerojet通用公司發(fā)展起來(lái)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(guò)多孔板匯集起來(lái)。這種裝置存在以下缺點(diǎn)：①安裝和維護(hù)費(fèi)用高，②進(jìn)料分布不均勻，③流槽窄，④多級(jí)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(diǎn)，但由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，體積比管式裝置小，在小規(guī)模的生產(chǎn)場(chǎng)所還是有一定的優(yōu)勢(shì)的。

3.2.2 管式反滲透裝置

這種裝置在實(shí)際應(yīng)用中是很有意義的。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(yùn)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，常?？梢灶A(yù)防溶液的濃縮弄臟或堵塞膜。其主要優(yōu)缺點(diǎn)可以歸納如下：

優(yōu)點(diǎn)：①能夠處理含懸浮固體的溶液，②合適的流動(dòng)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(diǎn)：①設(shè)備端部用膜較多，裝置制造和安裝費(fèi)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(lái)。④要使用支撐材料

3.2.3 螺旋式反滲透裝置

美國(guó)通用原子公司（Gulf General Atomic Co）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(gè)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(gè)螺旋式反滲透組件。將卷好的螺旋式組件，放入壓力容器中，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(shí)應(yīng)注意：①中心管主要褶皺處的泄露②膜及支撐材料在粘結(jié)線上發(fā)生皺紋③膠線太厚可能會(huì)產(chǎn)生張力或壓力不均勻④支撐材料的移動(dòng)會(huì)使膜的支撐不合理，導(dǎo)致平衡線移動(dòng)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(guó)制作螺旋式組件已實(shí)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(diǎn)是：

優(yōu)點(diǎn)：①單位體積中膜的表面積比率大②壓力導(dǎo)管的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，具有擾性，安裝和更換容易，結(jié)構(gòu)可以緊密放在一起。

缺點(diǎn)：①料液含懸浮固體時(shí)不適宜②料液流動(dòng)路線短③壓力消耗高④再循環(huán)濃縮困難。

3.2.4 中空纖維式反滲透裝置

美國(guó)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50μm、內(nèi)徑25μm；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(wàn)根。高壓溶液從容器旁打進(jìn)去，經(jīng)過(guò)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(lái)，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(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：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(wú)法更換的。

由此我們可以給優(yōu)質(zhì)反滲透裝置作出以下要求：

① 對(duì)膜能提供合適的支撐

② 處理溶液在整個(gè)膜面上必須均勻分布

③ 在最小能耗情況下，對(duì)處理溶液提供良好的流動(dòng)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(yùn)行壓力下，有效的工作時(shí)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(fèi)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見表3-1

表3-1 四種反滲透裝置的主要特性比較

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*d

板框式

管式

螺旋式

中空纖維式

493

330

660

9200

5.6

5.6

5.6

2.8

0.2

1.02

1.02｀

0.073

500

336

673

673

注：原料液為500mg/L NaCl，脫鹽率為92%－96%

4 反滲透膜的主要性能參數(shù)與運(yùn)行工況條件

4.1 反滲透的主要性能參數(shù)[8]

1) 透水率。是指單位時(shí)間透過(guò)單位膜面積的水量。主要取決于膜的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等因素,但一定的反滲透膜其透水率則取決于運(yùn)行條件；a. 透水率隨溫度的升高而增加,隨工作壓力的增加成比例的上升;b. 透水率隨進(jìn)水濃度的增加而下降;c. 透水率隨回收率的增加而下降。

2) 回收率。即供水對(duì)滲透液的轉(zhuǎn)換率,直接影響除鹽系統(tǒng)的成本。對(duì)于苦鹽水的回收率大約為90 %;高苦鹽水降為60 %－65 %;工業(yè)海水系統(tǒng)回收率是35 %－45 %。

3) 膜通量。是表明通過(guò)膜表面的一個(gè)特定區(qū)域的水流速度。

對(duì)于地表水是8 GFD－14 GFD(13 L/ m3•h－23 L/ m3•h) ;經(jīng)過(guò)反滲透出水是14 GFD－18 GFD(23 L/ m3•h－30 L/ m3•h) ;對(duì)于海水為7 GFD－8 GFD。

4.2 反滲透裝置的運(yùn)行工況條件[8]

為了確保反滲透裝置可靠運(yùn)行,選擇一定適宜的工況條件是非常必要的。反滲透裝置的主要工況條件為進(jìn)水pH值、進(jìn)水溫度與運(yùn)行壓力。

1) 進(jìn)水pH 值。對(duì)于醋酸纖維膜運(yùn)行時(shí),水以偏酸性為宜，pH值一般控制在4～7之間，在此范圍外加速膜的水解與老化。目前認(rèn)為pH值在5－6 之間。膜的水解不僅會(huì)引起產(chǎn)水量的減少，而且會(huì)造成膜對(duì)鹽去除能力的持續(xù)性降低，直至膜損壞為止。

2) 進(jìn)水溫度對(duì)產(chǎn)水量有一定的影響,溫度增加1 ℃，膜的透水能力增加約2.7 %。反滲透膜的進(jìn)水溫度底限為5℃－8℃,此時(shí)的滲濾速率很慢。當(dāng)溫度從11℃升至25℃時(shí)，產(chǎn)水量提高50 %。但當(dāng)溫度高于30℃時(shí),大多數(shù)膜變得不穩(wěn)定，加速水解的速度。一般醋酸纖維膜運(yùn)行與保管的溫度為35℃，宜控制在25℃－35℃之間。

3) 運(yùn)行壓力。滲透壓與原水中的含鹽量成正比，與膜無(wú)關(guān)。提高運(yùn)行壓力后，膜被壓密實(shí)，鹽透過(guò)率會(huì)減少，水的透過(guò)率會(huì)增加，提高水的回收率。但當(dāng)壓力超過(guò)一定限度時(shí)會(huì)造成膜的老化，膜的變形加劇，透水能力下降。

4.3 影響反滲透運(yùn)行參數(shù)的主要因素[9]

膜的水通量和脫鹽率是反滲透過(guò)程中關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)，這兩個(gè)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）壓力

給水壓力升高使膜的水通量增大，壓力升高并不影響鹽透過(guò)量。在鹽透過(guò)量不變的情況下，水通量增大時(shí)產(chǎn)品水含鹽量下降，脫鹽率提高了。

（2）溫度

溫度對(duì)反滲透的運(yùn)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(dòng)力減少，因此實(shí)際運(yùn)行壓力降低。同時(shí)溶質(zhì)透過(guò)速率也隨溫度的

升高而增加，鹽透過(guò)量增加，直接表現(xiàn)為產(chǎn)品水電導(dǎo)率升高。

溫度對(duì)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(duì)于膜的通道由于污堵而使湍流程度增強(qiáng)的裝置，粘度對(duì)壓降的影響更為明顯。

（3）回收率

回收率對(duì)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(shí)際運(yùn)行表明，回收率即使變化很小，如1%，也會(huì)使總壓差產(chǎn)生0. 02MPa左右的變化?；厥章蕦?duì)產(chǎn)品水電導(dǎo)率的影響取決于鹽透過(guò)量和產(chǎn)品水量，一般說(shuō)來(lái)，系統(tǒng)回收率增大，會(huì)增加濃水中的含鹽量，并相應(yīng)增加產(chǎn)品水的電導(dǎo)率。

（4）進(jìn)水含鹽量

對(duì)同一系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，給水含鹽量不同，其運(yùn)行壓力和產(chǎn)品水電導(dǎo)率也有差別，給水含鹽量每增加l00ppm，進(jìn)水壓力需增加約0.007MPa，同時(shí)由于濃度的增加，產(chǎn)品水電導(dǎo)率也相應(yīng)的增加。

（5）pH值

各種膜組件都有一個(gè)允許的pH值范圍，即使在允許范圍內(nèi)，pH值對(duì)產(chǎn)品水的電導(dǎo)率也有一定的影響，這是因?yàn)榉礉B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(chǎng)進(jìn)而影響到離子的遷移，另一方面pH值對(duì)進(jìn)水中雜質(zhì)的形態(tài)有直接影響，如對(duì)可離解的有機(jī)物，其截留率隨pH值的降低而下降。

5 反滲透的流程

反滲透的流程是由反滲透的設(shè)計(jì)依據(jù)確定的。

5.1 反滲透的流程的設(shè)計(jì)依據(jù)

RO過(guò)程應(yīng)視為一個(gè)總的系統(tǒng)，它包含各組成部分及依據(jù)。這些依據(jù)可作為設(shè)計(jì)RO系統(tǒng)時(shí)的入門指南。每一部分與每一交接處都將有合宜的操縱開關(guān)及連接，以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期使用性能即可靠性。每一部分及每一系統(tǒng)均有可考慮滿足各個(gè)用戶需要的經(jīng)濟(jì)/性能的折中辦法。我們沿與流程相反的方向來(lái)討論：

①最終用途：首先的考慮是產(chǎn)品水的具體用途，它決定了為滿足用戶需要的水質(zhì)和水量。對(duì)飲用水，通常要求滿足公共衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)超純電子工業(yè)用水，水電阻率需達(dá)18MΩcm。然而產(chǎn)品的性能并不嚴(yán)格的要超過(guò)所需值，因?yàn)楦哂谒璧漠a(chǎn)水量或產(chǎn)水水質(zhì)將增加產(chǎn)品水的費(fèi)用，產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響。

②后處理：在RO透過(guò)液使用前，通常需要對(duì)其作些后處理。至少，需要脫氣以去除為控制結(jié)垢對(duì)進(jìn)料水酸化而產(chǎn)生的CO2和進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，以防止下游系統(tǒng)發(fā)生腐蝕。后處理的要求取決于應(yīng)用，需按具體情況加以確定。對(duì)許多工業(yè)應(yīng)用，后處理包括采用樹脂除鹽和紫外線。對(duì)城市應(yīng)用要附加pH調(diào)節(jié)、脫氣及用氯。

③膜：膜為系統(tǒng)的心臟，其性能可受與膜本身及其構(gòu)型無(wú)關(guān)的一些因素的影響，例如預(yù)處理及系統(tǒng)的操作與維護(hù)，然而，需根據(jù)進(jìn)料水的水質(zhì)及最終用途仔細(xì)考慮選擇膜材料及膜構(gòu)型。

④操作與維護(hù)：操作與維護(hù)是成功的系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。為了盡早的發(fā)現(xiàn)潛隱的問(wèn)題，須收集系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)并定期分析。若發(fā)生了問(wèn)題，應(yīng)該采用合宜的尋找故障的技術(shù)，并與膜制造商和/或系統(tǒng)設(shè)計(jì)者切磋商量合宜的消除問(wèn)題的措施。對(duì)不能控制的結(jié)垢、污染或堵塞，則需經(jīng)常清洗膜以保持膜的性能。在膜裝置中，這些物質(zhì)不可逆的積累將導(dǎo)致流體分布不均和產(chǎn)生濃差極化，這將造成膜通量與鹽截留率的減退，有時(shí)會(huì)使膜材料發(fā)生降解。這些導(dǎo)致了昂貴的膜單元的更換。已開發(fā)出的用于恢復(fù)因結(jié)垢或污染造成的不良的膜性能的技術(shù)，若能及早的識(shí)別出膜需清洗，則這些技術(shù)是非常有效的。清晰劑可用以從膜裝置中將微粒、膠體、生物和有機(jī)物移出。通常的做法是將清洗液按正向流動(dòng)，低壓下通過(guò)膜裝置進(jìn)行循環(huán)，直至污染物被去除。很少推薦進(jìn)行反洗。

⑤高壓泵：高壓泵提供膜生產(chǎn)所需產(chǎn)水流量及水質(zhì)的壓力。常用泵的類型是單級(jí)、高速離心泵；柱塞泵；多級(jí)離心泵。通常單級(jí)離心泵效率，柱塞泵效率。對(duì)于小系統(tǒng)采用高速離心泵，對(duì)于大系統(tǒng)采用多級(jí)離心泵為佳。

⑥預(yù)處理：預(yù)處理即垢的控制，方法有pH值的調(diào)節(jié)、緩蝕劑軟化、微生物控制、氯化/脫氯，對(duì)懸浮固體、膠體、金屬氧化物、有機(jī)物等的去除。

5.2 預(yù)處理過(guò)程

總的來(lái)講反滲透系統(tǒng)是由預(yù)處理過(guò)程和膜分離過(guò)程組成的。

預(yù)處理過(guò)程是指被處理的料液在進(jìn)入膜分離過(guò)程前需采用的預(yù)先處理措施。預(yù)處理一般有物理處理、化學(xué)處理和光化學(xué)處理三種。在預(yù)處理過(guò)程中可使用各種單元操作，也可以將幾種方法組合使用，預(yù)處理過(guò)程的好壞是反滲透膜的分離過(guò)程成敗的關(guān)鍵，因此必須嚴(yán)格認(rèn)真的做好預(yù)處理工作。

目前流行的方法主要有以下幾種：

（1）物理法

物理方法包括①沉淀法或氣浮分離法，②砂過(guò)濾、預(yù)涂層（助濾劑）過(guò)濾、濾筒過(guò)濾、精過(guò)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(guò)程中所用組件的類型構(gòu)造作出判斷。實(shí)際運(yùn)行中的故障，一方面是由于膜表面上的分離所帶來(lái)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。

5.3 反滲透膜分離常見的流程

反滲透膜分離工藝設(shè)計(jì)中常見的流程有如下幾種：

①一級(jí)一段法

這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級(jí)一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。

②一級(jí)多段法

當(dāng)用反滲透作為濃縮過(guò)程時(shí)，一次濃縮達(dá)不到要求時(shí)，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。

③兩級(jí)一段法

當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時(shí)，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級(jí)達(dá)不到時(shí)，可分為兩步進(jìn)行。即步先除去NaCl 90%，而第二步再?gòu)牟匠鏊腥コ齆aCl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時(shí)，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在低壓低濃度下運(yùn)行時(shí)，可提高膜的使用壽命。

④多級(jí)反滲透流程

在此流程中，將級(jí)濃縮液作為第二級(jí)的供料液，而第二級(jí)濃縮液再作為下一級(jí)的供料液，此時(shí)由于各級(jí)透過(guò)水都向體外直接排出，所以隨著級(jí)數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時(shí)控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。

當(dāng)然，在選擇流程時(shí)，對(duì)裝置的整體壽命、設(shè)備費(fèi)、維護(hù)管理、技術(shù)可靠性也必須考慮。例如，需將高壓一級(jí)流程改為兩級(jí)時(shí)，那么就有可能在低壓下運(yùn)行，因而對(duì)膜、裝置、密封、水泵等方面均有益處。

6 反滲透技術(shù)在城市污水的應(yīng)用

反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來(lái)的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無(wú)相變、組件化、流程簡(jiǎn)單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優(yōu)點(diǎn)，因此在水處理中得到了大量的運(yùn)用。目前反滲透技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海水苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

6.1 在美國(guó)反滲透法生活污水處理[1]

在美國(guó)，反滲透法曾作為生活污水是一種深度處理方法而進(jìn)行研究。過(guò)去深度處理一般是將污水的二級(jí)處理的排水(活性污泥生化處理后的出水)再進(jìn)行混凝、過(guò)濾、活性炭吸附處理等，但對(duì)除鹽過(guò)程卻一直未予考慮。目前由于全球性水源緊張，各國(guó)都在大力推行節(jié)約用水，在大型工業(yè)城市，將城市污水處理后再回用于工業(yè)是今后的發(fā)展方向?；?qū)⒊鞘形鬯疃忍幚砗笞鳛榇笮徒ㄖ?、家庭洗刷的用水、灌溉及綠化用水，即“中水”來(lái)源。以往的除鹽方法主要有離子交換樹法和電滲析法，但這些方法不能去除水中的有機(jī)物及不

溶性雜質(zhì)，把反滲透法作為彌補(bǔ)這一不足的一種方法，并進(jìn)行研究，其中加里福尼亞的波莫納(Pomona) 的試驗(yàn)是與聯(lián)邦污水管理局(FWPCA)進(jìn)行協(xié)作，主要是確定反滲透的脫鹽效果、對(duì)有機(jī)物及富營(yíng)養(yǎng)化成分的去除程度，還對(duì)運(yùn)行中防止污染的方法及經(jīng)濟(jì)性作出評(píng)價(jià)，波莫納的試驗(yàn)流程如圖1所示。試驗(yàn)分兩組進(jìn)行，組用85個(gè)膜組件，第二組用68個(gè)膜組件，組水的回收率初期為80% ，后期降為78%，第二組水的回收率初期為80%，后期降為64%。

6.2 在日本反滲透法生活污水處理[1]

在日本東京，建筑面積在3萬(wàn)m2以上的高層建筑，其循環(huán)用水量在100 m3/ d 的場(chǎng)所，如不建設(shè)中水道就拿不到建筑許可證。大樓排水可分為；比較干凈的排水，如洗手、洗臉、空調(diào)排水、洗衣排水;比較臟的排污水，如廚房水等。對(duì)這類生活污水的處理要求處理設(shè)備效率高，對(duì)負(fù)荷的變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)容易，水的回收率大，設(shè)備體積小，不發(fā)出惡臭。而反滲透能夠滿足這些要求。在北九州地區(qū)及大阪地區(qū)，用反滲透(中壓及低壓) 進(jìn)行200 m3/d的下水再生利用試驗(yàn)，再生水水質(zhì)見表2。采取的流程如下；

北九州地區(qū)；經(jīng)二級(jí)處理的下水—細(xì)濾網(wǎng)—斜板沉淀池—精過(guò)濾—反滲透(中空纖維2. 0－2.5MPa) —再生水(200 m3/d) 。

大阪地區(qū)；經(jīng)二級(jí)處理的下水—斜板沉淀污—無(wú)煙煤過(guò)濾—反滲透(螺旋式組件2.0－3.0MPa) 。

表2 原水和再生水水質(zhì)

組別

項(xiàng)目 料液/mg/L 透過(guò)水/mg/L 濃縮液/mg/L 去除率/%

1

COD

10. 8

1. 7

43. 8

93.8

NH3– N

9. 2

1. 7

49. 0

94.2

NO3- N

2. 4

0. 8

7. 5

84.0

PO4– P

10. 1

0. 2

57.7

99.4

TDS

623

73

3 402

96.4

13

COD

12. 2

1. 9

37.2

92.3

NH3– N

5. 3

1. 5

26. 1

90. 1

NO3－N

12. 2

6. 0

34. 9

74. 6

PO4－P

9. 0

1. 4

43. 2

94. 6

TDS

543

145

2 738

91. 2

2

COD

11. 4

0. 7

37. 4

97. 1

NH3 – N

17. 1

2. 9

59. 9

92. 5

NO3－N

2. 1

0. 8

8. 9

85. 5

PO4 – P

9. 7

0.07

39. 8

99. 7

TDS

552

51 2

576

96. 7

6.3 在我國(guó)反滲透法生活污水處理

反滲透技術(shù)于80年代初在我國(guó)得到應(yīng)用，首先用于電子工業(yè)超純水及飲料業(yè)用水的制備，而后用于電廠用水處理，90年代起在飲用水處理方面獲得普及。反滲透技術(shù)在我國(guó)工業(yè)水處理方面應(yīng)用得比較多，但在城市污水處理方面，目前大部分還停留在實(shí)驗(yàn)室小試階段，哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾做過(guò)這方面的中試研究[2]，利用組合膜工藝來(lái)進(jìn)行城市含鹽污水回用處理試驗(yàn)研究。

7 反滲透膜的發(fā)展趨勢(shì)

最初反滲透是以脫鹽為目的開發(fā)的，對(duì)膜的要求也只是為分離無(wú)機(jī)鹽和水，隨著反滲透用途的擴(kuò)大，目前已達(dá)到根據(jù)用途對(duì)膜的構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)的階段。目前將傳統(tǒng)的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜的動(dòng)向非?；钴S，其發(fā)展趨勢(shì)概括如下：

在脫鹽領(lǐng)域中，對(duì)于海水淡化由高壓（5－7 MPa）向超高壓（8－8.5 MPa）；對(duì)于咸水淡化將向脫鹽（地下水、江河水）、廢水處理（工業(yè)廢水、城市污水）和超純水（電子工業(yè)用水、醫(yī)療用水）等三方面發(fā)展；對(duì)處理壓強(qiáng)將由中壓（3－4 MPa）向低壓（1－2 MPa）甚至超低壓（1 MPa以下）；同時(shí)在有用物質(zhì)濃縮回收領(lǐng)域會(huì)有更大的發(fā)展[10]。

目前，在海水淡化方面，利用復(fù)合膜成功的達(dá)到了高脫鹽率。在咸水淡化方面，目前將傳統(tǒng)的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜，并保持脫鹽率不變（或提高），可以說(shuō)是時(shí)代的潮流。

反滲透工程應(yīng)用的另一個(gè)發(fā)展方向是反滲透膜組器與超濾、微濾、納濾、EDI等組器的有機(jī)地組合應(yīng)用，充分發(fā)揮各種膜分離技術(shù)的特性，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)工程，達(dá)到濃縮、分離、提純的目的。

鑒于RO技術(shù)的最近進(jìn)展，在不久的將來(lái)，該領(lǐng)域中可望有如下的發(fā)展[11]：

(1) 將開發(fā)去除小的氯化物有機(jī)分子的聚合物膜。

(2) 將開發(fā)分離烴混合物的無(wú)機(jī)RO膜。

(3) 以動(dòng)力膜為基礎(chǔ)，將開發(fā)出無(wú)機(jī)和有機(jī)混合材料膜。

(4) 采用更先進(jìn)的物理方法獲悉膜的結(jié)構(gòu)及膜中的液體的結(jié)構(gòu)。

(5) 以控制聚合物體球粒的尺寸及球粒中聚合物的密度來(lái)控制膜的孔尺寸。

(6) 聚合物球粒的概念也將被用于復(fù)合膜的設(shè)計(jì)。

(7) 在膜孔尺寸和聚合物-溶液相互作用基礎(chǔ)上，將發(fā)展更的傳遞理論。

(8) 由控制膜孔尺寸和膜溶質(zhì)相互作用，將開發(fā)能將混合溶質(zhì)分級(jí)的膜。

(9) 膜污染將被膜的設(shè)計(jì)及膜組件的設(shè)計(jì)所控制。

(10) RO和其它分離過(guò)程的混合分離系統(tǒng)將日益增長(zhǎng)的滲入化學(xué)工業(yè)和有關(guān)工業(yè)，越來(lái)越多的將化學(xué)和生物反應(yīng)與膜分離技術(shù)相結(jié)合。

總之，反滲透法除在水處理方面有著廣泛的用途外，在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及氣體分離等許多學(xué)科和領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用，特別是隨著膜技術(shù)的發(fā)展。其潛在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷擴(kuò)大，這門新興的反滲透科學(xué)將會(huì)在今后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中大顯身手，發(fā)揮更大的作用。