反渗透

工艺简介

反渗透技术是当今和节能有效的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性，可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质。具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

反渗透膜的应用现状

在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用成功、发展快、普及广的一种，估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20%，根据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜一万六千支，4英寸膜二万六千支。

国内反渗透膜工业应用的领域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、环保、冶金、纺织等行业的膜应用也都形成了一定规模。今后有潜力的应用领域有发电厂冷却循环水的排污水处理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等。

反渗透膜进展及发展趋势

（一）超低压膜

由于节省电能消耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点，自1996年以来超低压膜的应用比重日益增大，这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用为突出，以目前国内反渗透膜供应商美国海德能公司为例，近两年售出的4英寸膜的80%为超低压膜，大型装置中应用超低压膜也呈大幅上升趋势，目前国内使用超低压膜的装置的产水量为650吨/小时。

（二） 低污染膜

膜污染是反渗透应用中的危害，它不仅缩短膜使用寿命、增加运行费用，还直接影响膜系统的高效、连续运行。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。海德能公司的LFC1膜由于具有膜表面呈电中性且亲水性好等特点，成为低污染家族中的佼佼者，也是在国内大型反渗透装置中得到应用的低污染膜。目前已在国内几家大型电厂、汽车厂、电子材料厂、茶叶浓缩厂中成功运行。此外，DOW公司的抗污染膜采用镜面技术，也具有良好的抗污染性能。

（三） 带正电荷的反渗透膜

现在广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酰胺，其膜表面均带有负电荷，现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜，这种膜现主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中，在日本，日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10～15兆欧电阻率的高纯水，在韩国的现代电子公司的三个生产厂的合计终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8～9兆欧。在国内上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外在国内一些制药厂的5～20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1～4兆欧。2000年国内制药行业将投产20套这样的反渗透系统。

（四） 耐高温、食品级、卫生级反渗透膜

普通的水处理用反渗透膜的使用温度均为0～45℃，但在需要耐90℃高温杀菌的特殊场合，可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外，各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内得到应用。

 反渗透设备应用领域

=电子工业用水 集成电路、硅晶片、显示管、电极箔等电子元件冲洗水

=制药行业用水 大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等

=化工行业工艺用水 化工循环水、化工产品制造、化肥等

=电力行业锅炉补给水 火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统

=食品工业用水 应用纯净水、饮料、啤酒、白酒、保健品等

=海水、苦咸水淡化 海岛、舰船、海上钻井平台、苦咸水地区

=饮用纯净水 房产物业、社区、企事业单位等

    =其它工艺用水 汽车、家电产品涂装、镀膜玻璃、化妆品、精细化学品、印染等

反渗透原理图

在下图1a的箱子中，水通过渗透作用流向盐溶液一侧，直到达到新的平衡建立。在盐溶液一边施加一个额外的压力与渗透压相等，原有的平衡会受到影响（下图1b）。外加压力将会使盐溶液一边的化学势增加，使溶剂流向纯水一边。这种现象便是反渗透。反渗透过程的驱动力是外加压力，反渗透分离所需能量与溶液的难度直接相关。因此，从盐溶液中生产同样体积的水，盐的浓度越高，所需能耗也越高。