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近來，物理化學(xué)處理技術(shù)、光照射技術(shù)及膜過濾技術(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)。膜分離是通過膜對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)位差為推動力對雙組分或多組分混合物的氣體或液體進(jìn)行分離、分級、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、高效、無污染等優(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，過程中大多無相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡單、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)。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。30年來，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。
1 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），膜的類型為非對稱膜或復(fù)合膜。反滲透的選擇透過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]。
1.1 反滲透原理
滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進(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Γ纯墒節(jié)B透停止，此時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程相反的，此時就稱為反滲透。 這就說明，當(dāng)對鹽水一側(cè)施加的壓力超過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲取淡水。因此，反滲透過程必須具備兩個條件：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。
1.2 反滲透膜類型
一般來說，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)作用小；
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，性能衰降慢；
⑤制膜容易，價格便宜，原料充足。
影響膜性能因素：
①回收率/轉(zhuǎn)變率；
②壓力；
③壓密；
④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基本性質(zhì)：高透水性、對大多數(shù)水溶性組分的滲透性相當(dāng)?shù)汀⒕哂辛己玫某赡ば阅堋?/SPAN>
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稱膜高約50%－100%。
1.3 反滲透膜的主要性能參數(shù)與運(yùn)行工況條件
1) 透水率。是指單位時間透過單位膜面積的水量。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。即供水對滲透液的轉(zhuǎn)換率,直接影響除鹽系統(tǒng)的成本。
3) 膜通量。是表明通過膜表面的一個特定區(qū)域的水流速度。
為了確保反滲透裝置安全可靠運(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。對于醋酸纖維膜運(yùn)行時,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 之間最佳。膜的水解不僅會引起產(chǎn)水量的減少，而且會造成膜對鹽去除能力的持續(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℃,此時的滲濾速率很慢。當(dāng)溫度從11℃升至25℃時，產(chǎn)水量提高50 %。但當(dāng)溫度高于30℃時,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)行與保管的最高溫度為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，與膜無關(guān)。提高運(yùn)行壓力后，膜被壓密實(shí)，鹽透過率會減少，水的透過率會增加，提高水的回收率。但當(dāng)壓力超過一定限度時會造成膜的老化，膜的變形加劇，透水能力下降。
膜的水通量和脫鹽率是反滲透過程中關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)，這兩個參數(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量。在鹽透過量不變的情況下，水通量增大時產(chǎn)品水含鹽量下降，脫鹽率提高了。
（2）溫度
溫度對反滲透的運(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力減少，因此實(shí)際運(yùn)行壓力降低。同時溶質(zhì)透過速率也隨溫度的升高而增加，鹽透過量增加，直接表現(xiàn)為產(chǎn)品水電導(dǎo)率升高。溫度對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，對于膜的通道由于污堵而使湍流程度增強(qiáng)的裝置，粘度對壓降的影響更為明顯。
（3）回收率
回收率對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%，也會使總壓差產(chǎn)生0. 02MPa左右的變化。回收率對產(chǎn)品水電導(dǎo)率的影響取決于鹽透過量和產(chǎn)品水量，一般說來，系統(tǒng)回收率增大，會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
對同一系統(tǒng)來說，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允許的pH值范圍，即使在允許范圍內(nèi)，pH值對產(chǎn)品水的電導(dǎo)率也有一定的影響，這是因為反滲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進(jìn)而影響到離子的遷移，另一方面pH值對進(jìn)水中雜質(zhì)的形態(tài)有直接影響，如對可離解的有機(jī)物，其截留率隨pH值的降低而下降。
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)潛隱的問題，須收集系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)并定期分析。若發(fā)生了問題，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)計者切磋商量合宜的消除問題的措施。對不能控制的結(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，有時會使膜材料發(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)，若能及早的識別出膜需清洗，則這些技術(shù)是非常有效的。清洗劑可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，低壓下通過膜裝置進(jìn)行循環(huán)，直至污染物被去除。
2 反滲透膜分離法在電鍍企業(yè)中的應(yīng)用
反滲透技術(shù)于80年代初在我國得到應(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)在我國工業(yè)水處理方面應(yīng)用得比較多，但在電鍍企業(yè)污水處理方面，目前大部分還停留在實(shí)驗室小試階段。利用組合膜工藝來進(jìn)行電鍍企業(yè)污水回用處理是一門新興的學(xué)科。近來，反滲透膜分離法水處理技術(shù)已在電鍍企業(yè)中得到應(yīng)用：蘇州市金藝電鍍中心就是其中一員。反滲透在電鍍廢水回用中的應(yīng)用，一方面可以回收利用貴金屬。
電鍍原料，大大降低生產(chǎn)成本；另一方面可以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或者微排放，具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。使電鍍企業(yè)在減少廢水排放量的同時又節(jié)約了自來水等新鮮水的用量，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境與節(jié)約水資源的先進(jìn)水平。
以蘇州市金藝電鍍中心為例，日需500噸左右的自來水等新鮮用水，廢水排放300噸左右，通過反滲透裝置，廢水可以回用70%左右，即每日可以節(jié)約新鮮用水2/5以上，同時減少了2/3多的污水排放量，按照自來水成本2.7元/噸，廢水處理成本7.5元/噸，廢水回收利用成本2.4元/噸計算，日均節(jié)約成本2000元左右，即用水成本可以節(jié)約45%左右。
同時，生產(chǎn)用水的水質(zhì)是電鍍企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵要素，采用低含鹽水（RO水即反滲透水）進(jìn)行鍍件的電鍍與清洗，可以大幅提高產(chǎn)品品質(zhì)。以蘇州市金藝電鍍中心為例，使用反滲透裝置之前，以電鍍鋁合金輪轂為例，產(chǎn)品合格率為93%左右，使用后合格率上升至95%左右，以塑膠電鍍?yōu)槔褂们昂细衤蕿?/SPAN>82%左右，使用后合格率為86%左右，折算產(chǎn)值每月可帶來10萬元以上的經(jīng)濟(jì)效益。減少廢水的排放量，可以節(jié)省廢水處理費(fèi)用，節(jié)約自來水等新鮮水的用量，可以節(jié)約用水費(fèi)用，提高用水水質(zhì)，可以減少產(chǎn)品的次品率，三者結(jié)合起來可以綜合提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
反滲透膜分離水處理技術(shù)應(yīng)用在電鍍企業(yè)生產(chǎn)中，既節(jié)約了用水，又保護(hù)環(huán)境；既節(jié)約了大量的資金，又降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，給我公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
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)粩鄶U(kuò)大，這門新興的反滲透科學(xué)將會在今后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中大顯身手，發(fā)揮更大的作用。
