反渗透技术介绍
2023-03-27 来自: 反渗透技术介绍 浏览次数:268
随着工农业发展要求、社会发展要求、环境保护意识和标准的提高，膜分离作为一项新的高科技环保技术已经越来越受到有关部门的重视。膜分离过程作为一门新型的分离、浓缩、提纯技术，是以外界能量为动力，凭借各组分在膜中传质的选择性差异，对多组分流体物质进行分离、分级、提纯和富集的方法，它是一大类技术的总称，常规的和液体处理有关的膜技术主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）以及电渗析（EDI）等。这些膜分离技术均是利用特殊制造的多孔材料，选择性地分离水和水中的杂质，以达到人们特定的目的。本文对反渗透（RO）技术及其应用进行研究分析。
1、膜分离的基本原理
分离膜具有选择透过性，所以它可以使有的混合物质通过，有的截留。它与传统过滤的不同在于，分离膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。但是，不同的膜分离过程，他们使物质截留、通过的原理有的类似，有的则完全不一样。总的来说，分离膜之所以能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段，即根据混合物物理性质的不同或者根据混合物的化学性质不同。
2、膜分离的过程及特点
把膜制成适合使用的构型，与驱动设备（压力泵、或电场、或加热器、或真空泵）、阀门、仪表和管道等联成设备，在一定的工艺条件下操作，就可以来分离水溶液或混合气体。
透过膜的组分被称为透过流分，这种分离技术就被称为膜分离技术。
物质选择透过膜的推动力可分为两类：
一是借助外界能量，物质发生由低位向高位的流动；
二是化学位差为推动力，物质发生由高位向低位的流动。
作为一种新型高科技技术，膜分离特点如下：
能耗低；
工作温度在常温附近、设备操作简单；
维护方便，运行稳定；
规模和处理能力范围很大；
设备体积小；
占地少。
因膜分离技术性能优越，使其越来越受到关注，在市场中的占比也逐年在提高，应用范围也越来越广。
3、常规膜分离方法
膜分离方法是以人工合成或自然的高分子薄膜，以外界的能量或化学位差为推动力，对双组份或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。目前常规的膜分离方法主要包括：微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等。另外还有控制释放、生物膜法、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法、膜电解等。
与传统的处理技术相比，由于反渗透膜分离技术具有操作方便，设备简单，节能，分离效率高等优点，它在现代社会经济发展和人民日常生活中扮演着越来越重要的角色。该技术已广泛应用于化工、电子、轻纺、医药、印染、发电、造纸、农业、食品、冶金、海水淡化、污水处理等各行业。
二、关于反渗透膜的几大误解
误解一：膜法水处理设备是高难度操作系统事实上，膜法水处理系统操作高度自动化，启停、加药和在线冲洗等操作都由PLC系统控制执行，完全可以做到无人值守，仅需人工定时巡检配药、周期性维护清洗，基本不需要额外增加操作员工。反渗透膜的常规清洗维护，培训一天即可掌握，难度远低于对员工综合技能要求较高的生化系统。
误解二：投资大，反渗透膜属消耗品，一次性投资和折旧更换成本很高，买得起但用不起。
事实上，随着国内反渗透膜制造企业的发展，反渗透膜的价格在不断下降。采用MBR反渗透膜系统，可节省土建和占地成本，减少污泥量和污泥处置费用，综合性价比高，是很好的选择。对于UF及RO系统，实现污水资源化再生利用后，其产生的经济效益远超设备本身的投资。
误解三：反渗透膜娇贵易损坏—些工程公司由于经验不足，设计施工的反渗透膜系统出现反渗透膜断丝、膜片报废等问题，使用者误以为反渗透膜产品难以维护。
其实，主要问题出自工艺设计和反渗透膜自身两个方面。通过合理的前处理设计和保护设计，RO反渗透膜的更换周期在3年以上。
误解四：反渗透技术是一项单元处理技术，它有出水浊度低、脱色、除盐和软化强等特色。就工业废水处理来说，膜技术通常需要与传统的物化、生化处理工艺相结合，才能更好地发挥膜法深度处理的优势。而且膜法水处理通常有浓水排放问题，其自身也有配套其他技术的需要。
三、反渗透设备出水量为何会突然减少
可能有很多用户都有遇到过反渗透设备出水量突然少了的情况，想要快速判断是什么原因造成的话，首先需要确认反渗透膜的使用时间，一般反渗透膜使用的寿命会在一年半和两年左右，因为反渗透膜使用的寿命是根据原水质量还有预处理系统工作做得到位不到位都有关系，所以反渗透设备出水量突然减少不完全是因为哪一个部件除了问题，所以要想确认到底是什么原因，需要从以下几方面入手。
1、膜组件数量的减少：
解决方法：按照设计的膜组件数量运行。
2、低压力运转：
解决方法：按照设计的基准压力运行。
3、发生膜组件的压密：
解决方法：当在大大超过基准压力的条件下运转就会发生膜组件的压密，更换膜组件。
4、运转温度的降低：
解决方法：按照设计温度25ºC运行。
5、在较高的回收率条件下运转：
解决方法：当在百分之七十五以上回收率条件下运转时，浓水的水量就减少，这样膜组件内水的浓缩倍率就上升，结果造成给水水质严重下降。由于这种给水的渗透压上升，导致透过水量的减少。严重时，将在膜面上析出盐垢。按设计回收率产水。
6、金属氧化物和污浊物附着在膜面上：
解决方法：每天进行低压冲洗。
7、在运转中反渗透装置压差上升：
解决方法：改进预处理装置的运行管理，改善进反渗透水质用药品清洗膜组件。
以上几种方法是判断反渗透设备出水量突然减少的几种方法，希望对大家以后在处理反渗透设备出水量突然减少原因是有所帮助。
四、反渗透系统停机维护
1、保存时需要考虑的事项如下
（1）关机之后，使用处理过的反渗透供给水、软化水或者产品水冲洗系统；
（2）为了维持系统的性能，膜元件一直保持湿润状态；
（3）为了防止细菌在压力容器中的滋生，要进行消毒处理；
（4）如果膜元件被污染，就可能出现系统故障，所以在保存之前要进行化学清洗，这样可以从膜元件上去除污垢，将细菌的生长进行限制；
（5）在压力容器中保存时允许的温度和pH值范围如下：温度范围：0~35℃，pH值范围：3-7；
（6）保存液采用酸性的亚硫酸氢钠（SBS）溶液。配制保存液的水中保证不能含有残留的游离氯或者其它氧化剂。
2、短期保存（小于48小时）
如果反渗透系统停机时间长于一天但短于两天时，采取以下措施对系统进行保存：
（1）以RO进水冲洗系统，同时排去系统内的空气；
（2）当压力容器内灌满水时，关闭进水和浓水阀门。
每十二小时重复上述步骤。
3、长期保存（大于48小时）
反渗透设备停机时间若大于48小时，可以采取以下程序进行系统的保存：
（1）在所有的保存之前，系统需要清洗，清除所有沉积在膜表面的污染物和污垢（这项操作只用于膜元件受到污染或者预计受到污染的情况下采用）。在长期系统停机之前，使用建议的标准清洗程序和消毒程序。在成功完成清洗和消毒之后，要尽可能快的进行保存，距离上一次的清洗/消毒时间间隔为12小时。
（2）保存通过使用清洗系统的500-1000ppm亚硫酸氢钠溶液的循环来完成。通过这种方式，膜元件将在保存溶液中湿润。采用这种方式在整个系统中循环溶液，在二次循环完成以后（大约1个小时）就可以使剩余空气量降低到底限。确保在保存期间系统中不含有空气进行密封，并且气密性好。
（3）关闭供给端和盐水端所有的阀。亚硫酸氢钠溶液与外界空气（氧气）的任何接触都将导致亚硫酸氢钠被氧化成硫酸盐，而且pH值会持续下降。在所有的亚硫酸氢盐被消耗掉以后，剩余的氧气将不会被吸收，那么生物的状态就会变得不稳定。
（4）被保存的反渗透系统的pH值需要定期调节（至少一个月一次） ，以保证溶液的pH值不会低于3。如果发现保存溶液的pH值低于3，那么更换保存溶液。保存溶液每个月更换一次。
（5）在停机期间，存储温度不要超过35℃，但不要低于0℃，以防结冻。
（6）也可采用质量百分比浓度为千分之三的甲醛溶液代替亚硫酸氢钠作为保存溶液。甲醛是比亚硫酸氢钠更强的微生物杀伤剂，并且组成中不含有氧。
