反渗透水处理技术及其应用趋势研究

        摘要：我国是一个水资源严重短缺的国家，水灾害、水污染严重影响国家的经济和环境发展。水污染治理刻不容缓，将反渗透技术处理应用在水污染处理技术中不仅能大大提升水处理效果还能使废水有效回收利用。在水处理工作上做好反渗透技术应用尤为重要。反渗透水处理技术操作简单、易于掌握、成本低廉得到人们的广泛关注。本文围绕浅析反渗透水处理技术的基本原理、反渗透水处理具体应用技术和反渗透水处理技术未来应用趋势，三个维度展开深入解析。
        关键词：反渗透水处理技术；研究；应用
        引言
        针对不同的水源、水质以及出水要求，目前水处理工艺应用较多的方案为反渗透技术、EDI电除盐技术和传统的离子交换技术。由于化学水处理的发展趋于设备及生产集中化、环保化、多元化以及经济化，反渗透技术以其先进性和节能性已经广泛应用于水处理系统中。反渗透技术存在以下优点：①自动化程度高，操作人员少，劳动强度低；②工艺设备连接紧密，占地面积小；③生产过程中不需要再生处理，系统简单，操作简便，节约酸碱及化学试剂，同时减少酸碱废液的排放量，环境污染小；④出水水质好，连续产水，产水量稳定。

        1反渗透水处理技术应用的基本原理
        近些年，反渗透水处理技术在城市水资源应用与处理等领域当中的应用愈加深入，反渗透技术是一种先进的分离隔断技术，是利用具有精密性的模制液体加入到水资源当中，将想要分离的物质进行有效的分隔。采用的精密模制液体加入水溶液中后，能够在两侧形成压力差，对水溶液产生力的作用，使被处理的溶液反复地经过反渗透膜，从而将溶液中的溶剂进行分离。在精密模两侧形成的压力差是处理期间的渗透压，渗透压值上升，则处理分离的效果也会同比例上升。反渗透水处理技术应用的关键设备是反渗透膜，这是一种紧密性良好的装置，但却极容易受到不良因素的影响，出现堵塞、污染或损坏等问题，这些问题会导致设备应用的质量和效果下降。
        2反渗透水处理技术的研究及应用
        2.1反渗透水处理在工业废水中的应用
        环境污染伴随着工业发展而来，工业废水中含有大量的金属物质，工业废水处理中主要是去除化学需氧量、悬浮物、硫化物、石油类、氰化物、六价铬、铅、镉等物质。工业废水区别于其他的废水，根据排放废水的水质结构制定不同的治理和回收方法。工业废水回收是一项有效的防治水污染措施，既可以充分利用循环利用水资源，又可以有效减少和避免水环境污染。针对现阶段我国工业废水反渗透水技术处理及应用实行分别收集的制度。反渗透水技术处理工艺在工业废水处理中利用，符合工业经济合理的总体设计原则，力求节能降耗、工程投资低、运行成本低、操作管理方便的废水处理要求。其中，用于工业上，如处理铬、镐、镍，含氰，含酸，含碱，含有大量重金属离子和处理电镀废水的反渗透水处理装置已经达到120台套。在反渗透水处理装置中的组件采用卷状式及内管式结构，当装置过滤运行时，压强在218MPa，可以充分的、有效的对重金属离子回收。
        2.2反渗透水处理技术在食品和药品生产中的应用
        反渗透水处理技术在食品和药品生产领域当中也有广泛的应用，并且应用的历程也比较长。反渗透水处理技术主要是应用于奶制品的浓缩、加工、乳清蛋白液回收等方面，其技术的应用能够促进产品生产加工资源利用的有效提升，并保证生产产品的质量。经过多年的应用发展，反渗透水处理技术还在啤酒酿造生产当中得到应用，提高了啤酒、果汁等浓缩率，并大大改良了啤酒与果汁的口感。

现代有很多的食品生产企业都应用反渗透水处理技术实现了水果浓缩汁的分离提取，例如从山楂果肉中提取浓缩汁和果胶干粉，就可以利用“反渗透水处理技术+超级过滤技术”，实现从山楂果实中提取3.5%果胶干粉、20Brix浓缩汁。在药品生产中，反渗透水处理技术能够将乌洛托品废水中的氨和醛进行分解消除，其中的HA废水提纯能够提升7倍，提纯后通透量基本为0.85m3/（m2•d），此时的提纯溶液可以回收再利用。
        2.3反渗透水处理技术在城市生活用水中的应用
        目前，我国城市生活用水主要来源于江河湖泊、地下水等，由于不同来源的水资源的组成成分存在差异，在将水资源提供给城市生活用水时，需要对水进行相应的处理，使水资源达到国家生活饮用水的标准后再提供给用户。反渗透水处理技术在城市生活用水中应用，主要负责将自然水资源进行净化处理，保证提供的水资源是健康、优质的。来源于江河湖泊的水资源，导电性为500us/cm，利用反渗透水处理技术将水资源当中的电导离子以及其中的杂质进行清除即可，使水资源的水质达到国家统一的饮水健康标准。来源于地下的水资源，其含盐量、电导离子较高，利用常规的反渗透水处理技术无法将水质处理达到国家统一饮水健康标准，需要采用更加先进的反渗透工艺进行彻底的处理。目前升级的反渗透水处理技术应用以海水淡化为质量标准，通过使用8.5英寸的中空纤维组件，透水水质在200～250ppm，水回收利用率高达45%，该工艺性能可靠稳定。我国青海湖的湖水苦咸水淡化工程采用的就是升级版的登攀-1号反渗透水处理装置，利用醋酸纤维素膜，对水中的钙离子、镁离子、四氧化硫离子有较高的脱除率，水回收率达到75%左右。
        2.4反渗透水处理在火电厂中的应用
        火电厂在水污染处理中，主要包括：沉淀、过滤、超滤、反渗透和电渗析几个方面。为了达到火电厂废水零排放的目标，废水治理系统可分为废水处理系统和废水回收系统两个部分。废水处理系统由反渗透、弱酸及外排方式，其中，反渗透技术应用于处理微滤过程，将回水直接返还到管网中，有效提升水资源循环利用率减少水资源的浪费。废水回收系统将火电厂内各处废水集中回收后，利用电厂的除尘和除渣作用直接回收利用。通过反渗透技术在火电厂的污水处理中的应用，能够高效的加快火电厂污染防治工作的发展。
        2.5反渗透水处理技术在垃圾填埋场水处理中的应用
        垃圾填埋场的水资源组成成分具有较强的复杂性，水资源当中包含的杂质种类较多，还包含大量的有机物质、重金属物质、氨氮分子等，在水处理期间需要分离处理的物质较多，处理的工序也相对复杂，对水资源处理的方式还需要根据垃圾填埋的时间进行分析。目前我国在垃圾填埋场水处理中，反渗透水处理技术还没有全面科学地应用，水处理技术水平较低。而一些发达国家已经将反渗透处理技术与其它的水资源处理技术进行有机融合，能够实现对垃圾填埋场水质的高效处理，使垃圾填埋场的水质达到正常排放的质量标准。比如将反渗透处理技术与传统污水处理、渗滤液废水处理进行结合应用，以电导率为1400/（mS•m-1），采用A类滤液膜，浓缩倍数为4.8，当ρ（COD）/（mg•L-1）时，处理过后的水质就达到正常排放的标准。
        结语
        随着科学技术的发展、时代文明的进步，带来人口数量的迅猛增长、水环境受到污染等一系列生态系统环境问题。水污染问题已经不单是地域性，逐步走向全球性。随着时代发展，反渗透水处理技术被广泛应用到废水处理中，依托当代科学技术的变革创新和反渗透水处理技术的日趋成熟，充分发挥渗透膜在分离技术中的作用。更好的服务于水处理工作同时，提高污染水的回收利用价值。