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反渗透膜系统能耗
目前，相对于其他传统的化工分离技术，反渗透膜技术在能耗方面仍然具有很大的优势，Madaeni等研究发现，在食品加工业中，与传统的蒸发工艺相比，通过反渗透膜浓缩果汁中糖分的能耗被大幅度的降低；除此之外，反渗透膜分离过程也避免了因为加热蒸发所导致的糖分损失。
脱盐作为反渗透膜技术的传统应用领域，如何降低能耗一直备受关注。Zhu等研究了在低水回收率的条件下发展高通量的反渗透膜，他们发现这可以有效地降低反渗透苦咸水脱盐的制水成本。
但与此同时，低水回收率又会导致预处理和盐水管理费用的增加。另一方面，海水淡化过程中，能耗成本远大于膜成本，所以提高膜通量的经济效益十分有限。因此，他们提出未来降低反渗透制水成本的首要驱动力不再是提高膜通量，而应该从提高膜的抗污染能力，降低原料预处理和盐水管理费用，改进控制计划，优化过程，以及利用可再生供能源降低生产成本等方面进行考虑。
虽然提高反渗透系统能量利用效率是减轻反渗透大规模利用带来的能源压力的一个有效途径，但是从根本上解决这一问题则需要另辟蹊径，将可再生能源引入反渗透系统。目前，已经有人提出以太阳能、风能和水能等可再生能源作为反渗透系统的供能源，并且已经对实施这种构想的基本原则、装置设计、设备安装、数学模型计算以及经济可行性等方面做了分析。

反渗透分离技术应用于各个行业，如饮用水处理、医疗卫生行业、工业废水、市政污水处理和海水淡化等等。和我们行业息息相关的就是透析水处理系统所用的反渗透。下面笔者就从四个方面浅谈一下透析反渗透膜的性能。
01 反渗透膜历史
1-1反渗膜的发现背景：
1950年美国科学家DR.S.Sourirajan无意发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水，隔了几秒后，吐出一小口的海水，而产生疑问，因为陆地上由肺呼吸的动物无法饮用高盐分海水。经过解剖发现海鸥体内有一层薄膜，该薄膜非常精密，海水经由海鸥吸入体内后加压，再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水，而含有杂质及高浓缩盐分的海水则吐出，此即RO反渗透膜法的基本理论构架。
1-2 膜分离技术的发展史
图1 膜分离技术发展史
02 反渗透膜原理
2-1 反渗膜产水原理
反渗透膜工作原理，如图2：
图2 半透膜原理
相关名词：
a、半透膜：理论上只允许溶剂透过而不允许溶质透过的膜
b、渗透：渗透是指稀溶液中的溶剂（水分子）在渗透压的作用下透过半透膜进入浓溶液侧的溶剂（水分子）流动现象。
c、反渗透：若在盐水一侧施加一个大于渗透压的压力时，纯水的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从盐水侧向纯水一侧流动，这一过程称为反渗透
2-2  反渗透膜结构
反渗膜片结构：支撑基料（无纺布）、 多孔聚砜层、分离层（芳香族聚酰胺材料）。膜元件（图3）：将反渗透膜片、集水格网、产水格网、产水中心管等用胶剂等组装在一起，实现进水与产水分开的反渗透过程的小单元称为膜元件。
图3 反渗透膜的基本结构
产水原理：集水在压力驱动下通过集水格道到达膜分离层的表面，产水渗透或穿过膜表面进入产水通道，收集到中心管内得到反渗水

印染废水回用的反渗透膜处理技术
摘要：众所周知，印染废水处理过程中，应用为广泛的是反渗透膜处理技术。通过该技术处理的印染废水能够进行回收再利用。基于此，笔者对印染废水反渗透膜处理回用技术进行了分析探究，并从技术原理出发，仔细分析了技术的应用流程，后从染色效果、漂白效果和后处理皂洗效果三个方面，进行了技术应用效果的试验。结果显示：回用水的水质符合印染生产用水的标准要求，且总体优于车间用水。
1、印染废水反渗透膜处理回用技术的分析
1.1 技术原理
反渗透膜是主要根据压差作用将料液进行选择性分离的一种薄膜，反渗透膜的材料是纳米级分离材料，反渗透膜可以截流所有离子。在经过反渗透膜的处理之后，离子与大部分**物都不可以透过膜形成浓缩液，而透过膜的水分子可以变为透析液，进行回收再利用。
1.2 技术的应用
因为印染用水对水质的要求比较高，所以需要采用反渗透膜进行废水处理，实现废水回用。广州某纺织公司采用印染废水反渗透膜处理回用技术进行废水处理，主要的处理方案如下：首先对印染废水进行达标处理，通过反渗透膜对部分达标的印染废水进行除盐处理，确保印染用水满足印染工序的标准要求。具体而言，该纺织公司的技术应用流程如下：首先，印染废水达标处理。该纺织公司应用的污水处理系统运转正常，出水CODCr要小于40mg/L，色度要小于25被，满足国家一级排放标准。具体的印染废水达标处理流程如下：印染废水首先经过格栅→沉砂池→调节池→水解酸化池→接触氧化池→沉淀池→气浮池。然后，印染废水的反渗透膜处理，在经过达标处理之后，需要对印染废水进行反渗透膜处理，在**膜系统正常运行的基础上，该纺织公司综合考虑了运行费用与投资费用，通过多次试验得出水回收率，将其定位50%。，经过达标处理后一个流程的气浮出水会进入到集水池，通过提升泵的提升进入到澄清池内，工作人员需要在澄清池内添加一定剂量的聚合氧化铝药剂，等到聚合氧化铝药剂与气浮出水充分混合之后，印染废水中的胶状物质被去除；*二，印染废水会进入到无阀滤池中进行过滤，主要除去废水中的颗粒状悬浮物，无阀滤池中的过滤出水会进入到膜进水调节池；*三，膜进水调节池中的过滤出水会通过输料泵的输送进入到保安过滤器，将印染废水中的细小颗粒物去除掉；*四，高压泵会将系统的压力提高到10-15kg，将保安过滤器的过滤出水输送到膜系统进行反渗透膜过滤，印染废水的大多数污染物和离子都被反渗透膜截流，并随着浓缩液一同排除，透析液能够回用进行生产；后，技术处理各步骤的水质测试。笔者在该纺织公司连续一周将各步骤的过滤出水进行抽样测试，测试的结果取平均值，便于分析与探究。抽样测试的结果显示：步骤和第二步骤的过滤可以将印染废水中的悬浮物去除掉，在一定程度上降低了水的浊度，但是印染废水仍旧具有较高的导电率，不能直接作为产品的生产用水；第四步骤的反渗透膜处理可以有效降低印染废水的导电率，使回用水的电导率小于车间用水的电导率。通过反渗透处理得到的回用水平均硬度是0.77mg/L，要远小于该纺织公司的车间用水；回用水的COD值、铁离子含量、SS值以及色度与浊度都没有被检测出来；回用水的pH比较低，但是可以通过pH调节系统的调节使其满足车间用水的标准要求。总的来说，通过反渗透处理回用技术处理的印染废水，水质要比该纺织公司的车间用水好。

反渗透膜的评价指标及影响因素
一、评价指标 
    一般说来，反渗透膜应具备以下性能： 
    ①单位面积上透水量大，脱盐率高； 
    ②机械强度好，多孔支撑层的压实作用小； 
    ③化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀； 
    ④结构均匀，使用寿命长，性能衰降慢； 
    ⑤制膜容易，价格便宜，原料充足。 
   因此对反渗透膜的评价指标可以从以下几个方面分析：
1、脱盐率和透盐率 
   脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。 
　 透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。 
　 脱盐率＝(1－产水含盐量/进水含盐量)×100％ 
　 透盐率＝100％－脱盐率 
   反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于 反渗透 膜元件表面**薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱除率主要由物质的结构和分子量决定， 海德能反渗透膜元件 对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以**过99％，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低，但也**过了98％；对分子量大于100的**物脱除率也可达到 98％。
2、产水量（水通量） 
产水量（水通量）――指反渗透系统的产能，即单位时间内透过膜水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。 
渗透流率――渗透流率也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快，加剧膜污染。
3、回收率 
回收率－－指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定，是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望化以便提高经济效益，但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。 
回收率＝（产水流量/进水流量）×100％
二、反渗透的影响因素 
反渗透 膜的水通量和脱盐率是反渗透过程中关键的运行参数，这两个参数将受到压力、温度、回收率、给水含盐量、给水PH值因素的影响。 
1、进水压力 
　 进水压力本身并不会影响盐透过量，但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高，使得产水量加大，同时盐透过量几乎不变，增加的产水量稀释了透过膜的盐分，降低了透盐率，提高脱盐率。当进水压力**过一定值时，由于过高的回收率，加大了浓差较化，又会导致盐透过量增加，抵消了增加的产水量，使得脱盐率不再增加。  
2.、进水温度 
温度对反渗透的运行压力、脱盐率、压降影响为明显。温度上升，渗透性能增加，在一定水通量下要求的净推动力减少，因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加，盐透过量增加，直接表现为产品水电导率升高。 
温度对反渗透各段的压降也有一定的影响，温度升高，水的粘度降低，压降减少，对于 反渗透 膜的通道由于污堵而使湍流程度增强的装置，粘度对压降的影响更为明显。 
反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，水通量也线性的增加，进水水温每升高1℃，产水通量就增加2.5％～3.0％；其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。 
3、进水pH值 
各种膜组件都有一个允许的pH值范围，进水pH值对产水量几乎没有影响；但是即使在允许范围内， PH值 对脱盐率 也 有较大影响，一方面pH值对产品水的电导率也有一定的影响，这是因为反渗透膜本身大都带有一些活性基团，pH值可以影响膜表面的电场进而影响到离子的迁移，pH值对进水中杂质的形态有直接影响，如对可离解的**物，其截留率随pH值的降低而下降；另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影响较大，pH值低时以气态CO 2 形式存在，容易透过反渗透膜，所以pH低时脱盐率也较低，随pH升高，气态CO 2 转化为HCO 3 － 和CO 3 2－ 离子，脱盐率也逐渐上升，pH在7.5～8.5 之 间 时 ，脱盐率达到。
4、进水盐浓度 
渗透压是水中所含盐分或**物浓度的函数，含盐量越高渗透压也增加，进水压力不变的情况下，净压力将减小，产水量降低。透盐率正比于 反渗透 膜正反两侧盐浓度差，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，从而导致脱盐率下降。对同一系统来说，给水含盐量不同，其运行压力和产品水电导率也有差别，给水含盐量每增加l00ppm，进水压力需 增加 约 0 .007MPa，同时由于浓度的增加，产品水电导率也相应的增加。 
5、悬浮物  
水中的悬浮物就是指在水滤过的同时，在过滤材料表面残留下的物质，以粒子成分为主体。悬浮物含量高会导致反渗透和纳滤系统很快发生严重堵塞，影响系统的产水量和产水水质。
6、回收率 
回收率对各段压降有很大的影响，在进水总流量保持一定的条件下，回收率增加，由于流经反渗透高压侧的浓水流量减少，总压降降低，回收率减少，总压降增大，实际运行表明，回收率即使变化很小，如1%，也会使总压差产生0.02MPa左右的变化。回收率对产品水电导率的影响取决于盐透过量和产品水量，一般说来，系统回收率增大，会增加浓水中的含盐量，并相应增加产品水的电导率。
膜元件的安装与拆卸
安装结束前必需消除安装间隙，即使是合格的膜壳和膜元件也会有尺寸偏差，当系统运行时由于存在安装间隙，膜元件会在膜壳内来回滑动，撞击膜壳端板，从而导致故障。
膜元件在安装时需要采用正确的安装方法，否则系统进入运行后会出现：系统污染迅速、电导率偏高、膜元件外壳破裂，膜元件端板破裂、系统产水量低、系统运行压力高、膜元件中心管破裂等一系列故障现象。
在安装时需要考虑以下内容：
    采用正确的安装方向：从膜壳的进水端往浓水端推进，反向安装膜元件会导致浓水密封环损坏；膜元件没有黑色密封圈的浓水端首先进入膜壳，膜元件有黑色密封圈的进水端后进入膜壳，如果反向可能导致系统运行时切向流速不够，浓差较化和污染速度增加；
使用正确的润滑剂，推荐使用甘油(丙三醇)。严格禁止使用洗洁精、凡士林以及其它油类润滑剂，洗洁精属于阳离子表面活性剂会导致电负性的膜元件水量下降，其它油性润滑剂会导致膜元件中心管脆化损坏；
安装结束前必需消除安装间隙，即使是合格的膜壳和膜元件也会有尺寸偏差，当系统运行时由于存在安装间隙，膜元件会在膜壳内来回滑动，撞击膜壳端板，从而导致故障。当进水侧膜壳端盖被锁定前，必需在膜壳与膜元件之间连接的适配器上安装垫片消除安装间隙。
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