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反滲透水處理設備的應用研究
來源：http://www.xamz.com.cn/發(fā)布時間：2019年12月16日
自來水為城市居民的正常生產(chǎn)生活提供了必要的水資源，隨著社會的發(fā)展，人們對于自來水質量提出了更高的要求，希望其不僅僅能夠滿足水資源的使用，并且能夠保證自來水的足夠潔凈。由于城市地區(qū)的工業(yè)發(fā)展較為發(fā)達，所以很多地區(qū)對于工業(yè)生產(chǎn)造成的水源污染特別重視，希望自來水供應廠商能夠在反滲透工藝上不斷精進提高自來水的純凈度。反滲透工藝在自來水廠日常生產(chǎn)中，不但擔負著對水源進行凈化的作用，而且能夠提高水質，該文通過對目前自來水廠中常用的反滲透工藝進行介紹，幫助讀者更好地了解到自來水廠日常生產(chǎn)流程。
反滲透法目前在自來水廠的日常生產(chǎn)中得到了廣泛應用，其工作的原理是利用高于溶液滲透壓的壓力來保證其他物質無法通過半透膜，通過將其他雜質與溶液進行分離，以達到凈化水質的目的。目前反滲透膜能夠進行分離的對象包括溶解鹽、有機物、細菌、微生物。本身的方法與其他水質處理技術相比能夠在規(guī)模性生產(chǎn)上更具優(yōu)勢，并且在工作過程中不用增加其他污染源，凈化流程中對于能源的消耗率較低，能夠幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)成本，在設備維護方面也具有一定的優(yōu)勢。
1反滲透工藝原理
反滲透工藝的具體原理是由于在水源中存在微粒，細菌等物質造成溶液中的濃度分布不同，不同濃度之間會產(chǎn)生滲透壓，而滲透壓的存在則可以為物質的隔離和流通提供原始動力。反滲透技術，在水體一側施加壓力，來抵消在自然情況下濃度高的溶液對于濃度低溶液所造成的滲透壓。順濃度梯度及逆濃度梯度式反滲透工藝中需要重點考慮的對象，當高于自然滲透壓的操作壓力離濃溶液一側的水分子自然滲透的流動性產(chǎn)生逆轉，反之亦然，約98%分子量大于100的有機物都不可以通過反滲透膜，但水分子除外，水分子可以自由通過反滲透膜，在自來水廠的水源凈化環(huán)節(jié)，需要設置多個層次的過濾器，使水分子能夠一步步分離成一級離子形態(tài)，以一級離子的形式進行交換，實現(xiàn)對自來水中的水質達到凈化的目的。作為一種反向遷移運動，在使用中不僅可以對水質進行凈化，也可以應用在對液體進行提純濃縮的活動中，目前我國自來水廠在日常生產(chǎn)中所選用的過濾材料為卷式聚酰胺復合膜。但具體的水質凈化程度，在生產(chǎn)中還需要受到環(huán)境中壓力、溫度、含鹽量、酸堿度等不同因素的共同影響。要想達成較好的凈化效果，需要工作人員不斷積累工作經(jīng)驗，并根據(jù)實際需求，對各影響因素進行精確調配，確保進化過程能夠按照原計劃進行，保證最終的水源凈化效果符合設計預期。
2反滲透工藝的發(fā)展歷史
反滲透工藝所需的反滲透膜，最早于20世紀80年代被提出并應用，最初的反滲透膜包括反滲透膜，多孔支撐層，織物增強自疊加而成，該材料透水率極高，除鹽率能夠達到99%，以當時的技術指標和設定預期來看已經(jīng)完全達到了設計預期，所以在80年代時，這樣的反滲透膜曾經(jīng)廣泛應用于分離小分子有機化合物領域，同時在釀造工業(yè)，三廢處理行業(yè)也有使用的空間。但是在20世紀80年代，由于我國生產(chǎn)廠商的技術積累不夠，所有類似于反滲透膜材料，都是由國外的生產(chǎn)廠商所壟斷的，這導致我國在構建反滲透膜材料時缺乏議價權，造成反滲透膜購進成本提升，使得反滲透膜這一材料雖然能夠較好地達到凈水提取的效果，但是由于采購成本較高，無法在我國實現(xiàn)大面積的推廣。
2.120世紀反滲透膜的重大發(fā)展
我國在21世紀之前反滲透膜技術的發(fā)展并不順利，先是由于缺乏技術積累，導致我國無法自主生產(chǎn)反滲透膜，又由于自身的產(chǎn)業(yè)迭新速度較慢，無法達到國際先進標準，使我國反滲透膜的生產(chǎn)標準較低，在實際使用過程中無法達到先進標準要求。導致我國的反滲透技術一直落后于國際先進水平，處于競爭的弱勢地位。到了20世紀90年代中期，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，相應技術的積累到達一定程度，對于反滲透膜技術的資源投入，達到了前所未有的規(guī)模，我國的反滲透技術工藝發(fā)展才開始逐漸靠近國際先進水平，并且開始掌握了反滲透膜這一材料的生產(chǎn)技術，并逐漸走上了自主創(chuàng)新道路不斷提升我國反滲透工藝技術水平。
2.2新世紀我國反滲透工藝進入了獨立發(fā)展階段
這不斷的技術積累和相應資源的大量投入我國的反滲透工藝研究工作順利進行，在十幾年的發(fā)展過程中，陸續(xù)推出了很多階段性成果，大幅度提升了我國反滲透工藝的掌握程度和技術水平，隨著相關技術的不斷積淀，我國的反滲透技術進入了一個新的發(fā)展階段，反滲透膜實現(xiàn)了我國自主研發(fā)，自主創(chuàng)造的過程。中國也成為了世界第四個能夠自主掌握反滲透技術的國家，從此中國在反滲透工藝上有了自己的核心競爭力，從而擁有了議價權，并且也能夠根據(jù)積累來制定一些先進的技術規(guī)范。我國反滲透技術的自主發(fā)展開始有越來越順利的方向邁進，不再受制于國外企業(yè)的控制。
3反滲透工藝的應用注意事項
為了能夠使反滲透工藝的使用效果達到最佳在使用該工藝過程中需要工作人員對于以下注意事項進行嚴格遵守。
3.1對原水進行預處理
由于自來水廠生產(chǎn)水源一般是來自地區(qū)周圍的江河湖海，而受到工業(yè)發(fā)展的影響，這些區(qū)域的水源水質都會出現(xiàn)不同程度的污染，所以在進行反滲透工藝之前，首先需要工作人員對于不同水源地的水質進行檢測，判斷不同水源溶液中雜質的含量和種類，并根據(jù)不同雜質種類對其進行分類處理。在生產(chǎn)過程中，為了保證反滲透工藝能夠順利實施，避免在生產(chǎn)過程中由于雜物過多而造成系統(tǒng)堵塞，工作人員需要對原水進行預處理，所謂的預處理，就是在對原水進行徹底凈化之前，通過幾層不同物質的過濾器對原水中粒徑較大的雜質進行過濾，阻止其進入反滲透系統(tǒng)，確保在進入反滲透系統(tǒng)的水源中，不具備大分子懸浮物，直觀表現(xiàn)為水源的渾濁度得到有效的降低。當去除了水源中的大分子懸浮物后水質中的其他雜質雖然依舊存在但是不會由于堆積而造成系統(tǒng)堵塞。
3.2對原水進行殺菌處理
由于原水取自于自然在自然環(huán)境中，無論是生物的活動還是工業(yè)生產(chǎn)都會導致水源的污染，在原水中含有大量對人類身體健康會構成威脅的微生物或者細菌，而反滲透工藝雖然能夠過濾掉其中一部分微生物和細菌，但是為了保證水源凈化的整體效果，一般在進入反滲透系統(tǒng)之前，首先工作人員會對原水進行一次基本的殺菌，以提高整體的凈化消毒水平。目前所采用的殺菌處理一般是紫外線殺菌，它能夠有效地抑制水中存在的細菌生存，保證微生物在水源中不會成長和繁衍，提高原水水質。
3.3需進行水質檢測
前文已經(jīng)提到，在反滲透工藝實施過程中，其最終的效果受到多種因素影響，其中水中的含鹽量和酸堿度就是影響水質凈化效果的重要因素，所以在進行水質凈化前，工作人員應該對原水的水質進行檢測，針對原水中含有的雜志進行特征分類，以保證后續(xù)處理過程中能夠針對這些雜質特點進行過濾方式調整，降低這些影響因素，對于最終水質凈化工作的影響，提高整體進化程度，保證水體凈化效果。
近些年，隨著我國社會的高速發(fā)展，人們越來越追求生活品質，水源作為日常生活的必需品，直接影響到人的生活質量和身體健康。隨著工業(yè)的發(fā)展，對于自然資源的污染程度加劇，如何保證正常食用的水源質量成為了全社會關注的話題，自來水企業(yè)在生產(chǎn)過程中有異物提高水質，而目前我國自來水企業(yè)日常生產(chǎn)中最常使用的凈水手段就是利用反滲透系統(tǒng)進行水質凈化，減少水源中含有的對人體身體健康造成影響的雜質數(shù)量。
反滲透法目前在自來水廠的日常生產(chǎn)中得到了廣泛應用，其工作的原理是利用高于溶液滲透壓的壓力來保證其他物質無法通過半透膜，通過將其他雜質與溶液進行分離，以達到凈化水質的目的。目前反滲透膜能夠進行分離的對象包括溶解鹽、有機物、細菌、微生物。本身的方法與其他水質處理技術相比能夠在規(guī)模性生產(chǎn)上更具優(yōu)勢，并且在工作過程中不用增加其他污染源，凈化流程中對于能源的消耗率較低，能夠幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)成本，在設備維護方面也具有一定的優(yōu)勢。
1反滲透工藝原理
反滲透工藝的具體原理是由于在水源中存在微粒，細菌等物質造成溶液中的濃度分布不同，不同濃度之間會產(chǎn)生滲透壓，而滲透壓的存在則可以為物質的隔離和流通提供原始動力。反滲透技術，在水體一側施加壓力，來抵消在自然情況下濃度高的溶液對于濃度低溶液所造成的滲透壓。順濃度梯度及逆濃度梯度式反滲透工藝中需要重點考慮的對象，當高于自然滲透壓的操作壓力離濃溶液一側的水分子自然滲透的流動性產(chǎn)生逆轉，反之亦然，約98%分子量大于100的有機物都不可以通過反滲透膜，但水分子除外，水分子可以自由通過反滲透膜，在自來水廠的水源凈化環(huán)節(jié)，需要設置多個層次的過濾器，使水分子能夠一步步分離成一級離子形態(tài)，以一級離子的形式進行交換，實現(xiàn)對自來水中的水質達到凈化的目的。作為一種反向遷移運動，在使用中不僅可以對水質進行凈化，也可以應用在對液體進行提純濃縮的活動中，目前我國自來水廠在日常生產(chǎn)中所選用的過濾材料為卷式聚酰胺復合膜。但具體的水質凈化程度，在生產(chǎn)中還需要受到環(huán)境中壓力、溫度、含鹽量、酸堿度等不同因素的共同影響。要想達成較好的凈化效果，需要工作人員不斷積累工作經(jīng)驗，并根據(jù)實際需求，對各影響因素進行精確調配，確保進化過程能夠按照原計劃進行，保證最終的水源凈化效果符合設計預期。
2反滲透工藝的發(fā)展歷史
反滲透工藝所需的反滲透膜，最早于20世紀80年代被提出并應用，最初的反滲透膜包括反滲透膜，多孔支撐層，織物增強自疊加而成，該材料透水率極高，除鹽率能夠達到99%，以當時的技術指標和設定預期來看已經(jīng)完全達到了設計預期，所以在80年代時，這樣的反滲透膜曾經(jīng)廣泛應用于分離小分子有機化合物領域，同時在釀造工業(yè)，三廢處理行業(yè)也有使用的空間。但是在20世紀80年代，由于我國生產(chǎn)廠商的技術積累不夠，所有類似于反滲透膜材料，都是由國外的生產(chǎn)廠商所壟斷的，這導致我國在構建反滲透膜材料時缺乏議價權，造成反滲透膜購進成本提升，使得反滲透膜這一材料雖然能夠較好地達到凈水提取的效果，但是由于采購成本較高，無法在我國實現(xiàn)大面積的推廣。
2.120世紀反滲透膜的重大發(fā)展
我國在21世紀之前反滲透膜技術的發(fā)展并不順利，先是由于缺乏技術積累，導致我國無法自主生產(chǎn)反滲透膜，又由于自身的產(chǎn)業(yè)迭新速度較慢，無法達到國際先進標準，使我國反滲透膜的生產(chǎn)標準較低，在實際使用過程中無法達到先進標準要求。導致我國的反滲透技術一直落后于國際先進水平，處于競爭的弱勢地位。到了20世紀90年代中期，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，相應技術的積累到達一定程度，對于反滲透膜技術的資源投入，達到了前所未有的規(guī)模，我國的反滲透技術工藝發(fā)展才開始逐漸靠近國際先進水平，并且開始掌握了反滲透膜這一材料的生產(chǎn)技術，并逐漸走上了自主創(chuàng)新道路不斷提升我國反滲透工藝技術水平。
2.2新世紀我國反滲透工藝進入了獨立發(fā)展階段
這不斷的技術積累和相應資源的大量投入我國的反滲透工藝研究工作順利進行，在十幾年的發(fā)展過程中，陸續(xù)推出了很多階段性成果，大幅度提升了我國反滲透工藝的掌握程度和技術水平，隨著相關技術的不斷積淀，我國的反滲透技術進入了一個新的發(fā)展階段，反滲透膜實現(xiàn)了我國自主研發(fā)，自主創(chuàng)造的過程。中國也成為了世界第四個能夠自主掌握反滲透技術的國家，從此中國在反滲透工藝上有了自己的核心競爭力，從而擁有了議價權，并且也能夠根據(jù)積累來制定一些先進的技術規(guī)范。我國反滲透技術的自主發(fā)展開始有越來越順利的方向邁進，不再受制于國外企業(yè)的控制。
3反滲透工藝的應用注意事項
為了能夠使反滲透工藝的使用效果達到最佳在使用該工藝過程中需要工作人員對于以下注意事項進行嚴格遵守。
3.1對原水進行預處理
由于自來水廠生產(chǎn)水源一般是來自地區(qū)周圍的江河湖海，而受到工業(yè)發(fā)展的影響，這些區(qū)域的水源水質都會出現(xiàn)不同程度的污染，所以在進行反滲透工藝之前，首先需要工作人員對于不同水源地的水質進行檢測，判斷不同水源溶液中雜質的含量和種類，并根據(jù)不同雜質種類對其進行分類處理。在生產(chǎn)過程中，為了保證反滲透工藝能夠順利實施，避免在生產(chǎn)過程中由于雜物過多而造成系統(tǒng)堵塞，工作人員需要對原水進行預處理，所謂的預處理，就是在對原水進行徹底凈化之前，通過幾層不同物質的過濾器對原水中粒徑較大的雜質進行過濾，阻止其進入反滲透系統(tǒng)，確保在進入反滲透系統(tǒng)的水源中，不具備大分子懸浮物，直觀表現(xiàn)為水源的渾濁度得到有效的降低。當去除了水源中的大分子懸浮物后水質中的其他雜質雖然依舊存在但是不會由于堆積而造成系統(tǒng)堵塞。
3.2對原水進行殺菌處理
由于原水取自于自然在自然環(huán)境中，無論是生物的活動還是工業(yè)生產(chǎn)都會導致水源的污染，在原水中含有大量對人類身體健康會構成威脅的微生物或者細菌，而反滲透工藝雖然能夠過濾掉其中一部分微生物和細菌，但是為了保證水源凈化的整體效果，一般在進入反滲透系統(tǒng)之前，首先工作人員會對原水進行一次基本的殺菌，以提高整體的凈化消毒水平。目前所采用的殺菌處理一般是紫外線殺菌，它能夠有效地抑制水中存在的細菌生存，保證微生物在水源中不會成長和繁衍，提高原水水質。
3.3需進行水質檢測
前文已經(jīng)提到，在反滲透工藝實施過程中，其最終的效果受到多種因素影響，其中水中的含鹽量和酸堿度就是影響水質凈化效果的重要因素，所以在進行水質凈化前，工作人員應該對原水的水質進行檢測，針對原水中含有的雜志進行特征分類，以保證后續(xù)處理過程中能夠針對這些雜質特點進行過濾方式調整，降低這些影響因素，對于最終水質凈化工作的影響，提高整體進化程度，保證水體凈化效果。
近些年，隨著我國社會的高速發(fā)展，人們越來越追求生活品質，水源作為日常生活的必需品，直接影響到人的生活質量和身體健康。隨著工業(yè)的發(fā)展，對于自然資源的污染程度加劇，如何保證正常食用的水源質量成為了全社會關注的話題，自來水企業(yè)在生產(chǎn)過程中有異物提高水質，而目前我國自來水企業(yè)日常生產(chǎn)中最常使用的凈水手段就是利用反滲透系統(tǒng)進行水質凈化，減少水源中含有的對人體身體健康造成影響的雜質數(shù)量。
