反渗透应用及研究现状

中国资源综合利用●2004／12o反渗透应用及研究现状张建国，罗凯(江西理工大学环境与建筑工程学院，江西赣州341000)摘要：论述了反渗透的分离原理、膜污染，并详细阐述了反渗透膜的应用现状，最后指出了反渗透在分离领域中的应用前景。关键词：反渗透；膜污染；应用ApplicativeSituationontheReverseOsmosisZhangJ／o~guo．LKa／(JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China)Abstract：Theseparationmechanism，membranepollutionofthereverseosmosismembranearedescribedinthispaper．，andtheapplicationsituationofthereverseosmosisisdiscussedindetail．Finally，theapplicativeprospectofthetechnologyispresentedinthefieldofseparation．Keywords：reverseosmosis；membranepollution；application1953年，美国佛罗里达大学的Reid等人首次提出用反渗透技术淡化海水的构想。随后著名的加拿大国家研究院反渗透膜理论创始人索里拉金(Sourirajans)博士与他的同事劳勃(Loeb)合作，成功地研制出第一张非对称性、具有高脱盐率与高水通量的反渗透膜，从此为该技术的研究与应用打开了大门。2O世纪8O年代初，美国政府实验室开发出第一张复合聚酰胺膜，与纤维素膜相比，具有高而多的水通量和盐截留率，大大促进了反渗透技术的应用。反渗透技术在美国、日本应用较广，我国的研究始于1966年，近年来已开始广泛应用。反渗透技术最初只用于海水淡化，后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面，产生了很高的经济效益。1反渗透分离原理用一张半透膜将稀溶液(如纯水)与浓溶液(如盐水)隔开，稀溶液会向浓溶液渗透并保持相应的渗透压，此现象称为渗透。如果在浓溶液处施加大于渗透压的压力，则浓溶液会向稀溶液一侧渗透，此现象称为反渗透。一般反渗透膜微孔尺寸在1OA左右，操作压力为1．0-10．0MPa，切割分子量小于5o0，能截留盐或小分子量有机物，可使水中离子的含量降低96％～99％。反渗透的去除性能一般有如下规律：(1)高价离子去除率大于低价离子A1>Fe>Mg2+>Ca>Li(2)去除有机物的特性受分子构造与膜亲和性影响分子量：高分子量>低分子量亲和性：醛类>酸类>胺类侧链结构：第三级>异位>第二级>第一级(3)对分子量>300的电解质、非电解质都可有效的除去，其中分子量在100～300之间的去除率为90％以上。2膜污染近年来，反渗透以其操作简单、可靠性高、不产生二次污染等特点而得到了广泛的应用。然而反渗透经长期运行，在膜上浓水侧会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，造成膜污染，引起系统脱盐率下降，出水量降低，压差增大等问题。因此，当反渗透性能下降到一定程度时，就应对膜进行及时有效地清洗，避免造成严重膜污染而难以恢复。系统是否需要清洗可根据收稿日期：2004一l1—27作者简介：张建国(1979一)，男，河北保定人．江西理工大学环境与建筑工程学院2002级在读硕士研究生。-6-维普资讯http://www.cqvip.com中国资源综合利用●2oo4／12●产水量、脱盐率、压差变化来判断，如果设备产水量比原始值或上一次清洗后降低10％～20％，或脱盐率下降10％以上，或装置压差增加15％以上时，反渗透系统就需要清洗。膜污染的污染物不同，选用的清洗剂也应不同。徐州华润电力有限公司彭城电厂反渗透装置，自1996年投运以来先后进行了四次清洗，目前运行平稳，各项指标正常。对于火力发电厂反渗透膜上出现的铁氧化物及部分Ca、Mg水垢类污染物，郝丹宇发现，用稀HCI清洗，达不到最佳效果，采用EDTA—NaOH清洗最有效。中山电厂A厂对反渗透装置用1．8％柠檬酸，PH值调至2-4，酸洗除无机沉淀物，用1．2％EDTA磷酸盐，pH值调至10-12，碱洗除有机物、微生物。经清洗，出水水质有较明显提高，膜进水压力大大降低，延长了运行周期及使用寿命，比较发现，采用动静交替清洗效果较好，采用混合清洗省时、省力、省钱、而效果相当。中条山有色金属公司侯马冶炼厂水处理系统的两台反渗透设备因膜污染严重，停机进行酸碱清洗，可去除垢物、细菌、有机物和微生物粘膜，但效果不太理想。深圳市制药厂对反渗透装置使用柠檬酸和NaOH交替清洗，效果不理想，通过在NaOH中添加l％EDTA后重新清洗取得