反渗透技术简述

     反渗透技术可以有效的清除溶解於水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中重要的一环。要了解"反渗透"原理之前，要先解释"渗透（osmosis）的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作 "渗透压 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大於渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一侧流向低浓度的一侧，这种现象就叫作"反渗透"。反渗透的纯化效果可以达到离子的层面，对於单价离子（monovalent　ions）的排除率（rejection　rate）可达百分之九十八，而双价离子（divalent ions）可百分之九十九左右（可以防止分子量大於200道尔敦的物质通过）。

    反渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜（cellulosic），芳香族聚酝胺类（aromatic polyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的结构形状有螺旋型（spiral wound），空心纤维型（hollow fiber）及管状型（tubular）等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高，但在碱性的条件下（pH ≥8.0）或细菌存在的状况下，使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。

     如果反渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙，镁，铁等离子，造成反渗透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯与氯氨所破坏，因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。反渗透虽然价钱较高，因为一般反渗透膜的孔径约在l0A以下，它可以排除细菌，病毒及热原甚至各种溶解性离子等，所以在准备血液透析析释用水准备这一道步骤。

     一、反渗透系统的调试工作显得尤为重要，可以从以下几个方面来掌握：

　　 1. 运行条件；

　　 2. 运行前准备；

　　 3. 试车运行。

     二、分离流程

     反渗透膜分离工艺设计中常见的流程有如下几种：

     1、一段法这种方式是料液进入膜组件后，浓缩液和产水被连续引出，这种方式水的回收率不高，工业应用较少。另一种形式是一段循环式工艺，它是将浓水一部分返回料液槽，这样浓溶液的浓度不断提高，因此产水量大，但产水水质下降。

     2、多段法当用反渗透作为浓缩过程时，一次浓缩达不到要求时，可以采用这种多步式方式，这种方式浓缩液体体积可减少而浓度提高，产水量相应加大。

     3、两级一段法当海水除盐率要求把NaCl从35000 mg/L降至500mg/L时，则要求除盐率高达百分之九十八。如达不到时，可分为两步进行。即首先除去NaCl 百分之九十，再从出水中去除NaCl ，即可达到要求。如果膜的除盐率低，而水的渗透性又高时，采用两步法比较经济，同时在低压低浓度下运行时，可提高膜的使用寿命。

     4、多级反渗透流程在此流程中，将浓缩液作为二级的供料液，而二级浓缩液再作为下级的供料液，此时由于各级透过水都向体外直接排出，所以随着级数增加水的回收率上升，浓缩液体体积减少浓度上升。为了保证液体的流速，同时控制浓差分化，膜组件数目应逐渐减少。