淺析反滲透技術(shù)在環(huán)境工程當(dāng)中的應(yīng)用

黃曄 于新泉

摘要：隨著人們對(duì)反滲透技術(shù)理論知識(shí)的不斷深人，以及在實(shí)際操作中對(duì)反滲透技術(shù)的不斷改進(jìn)與發(fā)展，反滲透技術(shù)會(huì)發(fā)揮它在環(huán)境工程中的積極作用，從而更好地改善環(huán)境，更好地為人類謀福利。

關(guān)鍵詞：反滲透技術(shù)；環(huán)境工程；應(yīng)用

前言

反滲透技術(shù)當(dāng)前在環(huán)境工程得到了很好的應(yīng)用，且隨著人們未來(lái)對(duì)之在理論方面的不斷深入以及技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，使反滲透膜得到更進(jìn)一步的改善，從而使其在環(huán)境工程的使用也更加有效。

一、反滲透技術(shù)的概論

1.1反滲透技術(shù)的基本原理

滲透技術(shù)是把溶劑從相關(guān)的溶液中分離出來(lái)的膜的分離過(guò)程，壓力差是滲透技術(shù)的主要推動(dòng)力。反滲透技術(shù)又稱為逆滲透技術(shù)，主要是因?yàn)樗妥匀粷B透的方向是相反的。反滲透技術(shù)根據(jù)不同材料的滲透壓不同，分離出大于滲透壓的材料，在進(jìn)行提取、純化和濃縮。

1.2反滲透膜的分離機(jī)理

在反滲透技術(shù)中反滲透膜是最重要的部分，反滲透膜分為荷電膜和非荷電膜，以下是幾種主要的透過(guò)機(jī)理。

1.2.1氫鍵理論

Reid提出的氫鍵理論是把醋酸纖維看作是一個(gè)高度有序的矩陣結(jié)構(gòu)的聚合物。當(dāng)水進(jìn)入醋酸纖維膜的非結(jié)晶部分后，和經(jīng)基的氧原子發(fā)生氫鍵而形成結(jié)合水。當(dāng)外界給水分子施加壓力時(shí)，水分子會(huì)從上到下通過(guò)一系列的形成氫鍵和氫鍵的斷裂而不斷地從一個(gè)氫鍵的位置移動(dòng)到另一個(gè)位置，通過(guò)聚合物離開(kāi)膜的表皮層進(jìn)人膜的多孔層。

1.2.2優(yōu)先吸附一毛細(xì)管流動(dòng)

Sour提出的選擇吸附一毛細(xì)孔流機(jī)制是把反滲透膜當(dāng)做一種微細(xì)多孔的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其基本的理論依據(jù)是與其相關(guān)的吸附方程，他認(rèn)為膜的相關(guān)化學(xué)性質(zhì)會(huì)對(duì)溶液的溶質(zhì)產(chǎn)生一定的排斥作用。在實(shí)際的操作中，膜表面的濃度梯度會(huì)急劇

減少，溶液的膜表面會(huì)形成一層可以被吸附的純凈水層，純凈水層中的水分子還在反滲透的壓力下透過(guò)反滲透膜，離子的化合價(jià)越高，排斥效應(yīng)越強(qiáng)。

1.3反滲透技術(shù)的特點(diǎn)

反滲透技術(shù)不論是理論知識(shí)還是實(shí)際操作，都是使用物理方面的知識(shí)，具有

很多強(qiáng)大的功能：（1）相對(duì)于其他的一些物理處理手段，反滲透技術(shù)只是采用了壓力作為推動(dòng)力，其消耗應(yīng)該是最低的。（2）反滲透技術(shù)在一般的室內(nèi)溫度下既

可以進(jìn)行工作，對(duì)室溫沒(méi)有態(tài)度的要求。（3）不適用任何的化學(xué)藥劑，自身沒(méi)有

任何的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于環(huán)境幾乎的零污染。（4）相關(guān)的設(shè)備體積較小，占地面積不會(huì)太大，操作簡(jiǎn)單有效，工作人員無(wú)需經(jīng)常對(duì)設(shè)備維護(hù)。

二、環(huán)境工程中的反滲透應(yīng)用

因?yàn)樵诜礉B透膜分離法中，當(dāng)分離效率越高，操作起來(lái)就會(huì)越容易且還具有占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、耗能低等有點(diǎn)。另外，當(dāng)膜與膜組件的性能提高的時(shí)候，反滲透技術(shù)將會(huì)更加頻繁被應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域，例如石油化工、紡織工業(yè)、廢水處理、造紙廠以及紙漿等等。

2.1重金屬?gòu)U水處理

在環(huán)境工程中利用反滲透技術(shù)對(duì)重金屬的廢水處理是比較常見(jiàn)和比較重要的。在對(duì)重金屬的廢水處理過(guò)程中通常采用超低壓的反滲透膜分離或稀釋溶液中的銅離子和鉻離子等，在進(jìn)行了相關(guān)的反滲透處理之后，對(duì)離子的截留會(huì)隨著

進(jìn)料壓力的增加而不斷增加，當(dāng)壓力到達(dá)某一值時(shí)，反滲透技術(shù)對(duì)離子的截留率達(dá)到了百分之九十九以上。世界上的很多國(guó)家都把反滲透技術(shù)使用到了城市廢水處理當(dāng)中，一部分的廢水在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后會(huì)被用做廁所沖水，還有一部在經(jīng)過(guò)反滲透技術(shù)過(guò)后，可以拿來(lái)澆灌綠化植物，進(jìn)而從實(shí)際行動(dòng)上做到節(jié)約用水。

2.2城市垃圾的滲濾液處理

在我國(guó)城市的垃圾滲濾液中，水質(zhì)是比較復(fù)雜的，且因?yàn)樗孔兓容^大，所以水中的有害污染物濃度比較高，包括氨氮以及金屬的含量。實(shí)驗(yàn)證明，反滲透技術(shù)可以對(duì)水進(jìn)行有效地處理，使水質(zhì)的排放達(dá)到污染控制的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。隨

著反滲透技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中不斷地加強(qiáng)，在環(huán)境工程中發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。

2.3印染廢水的處理

在印染等工業(yè)排放的廢水中含有較多的染料、助劑、無(wú)機(jī)鹽以及纖維雜質(zhì)、酸堿等有害物質(zhì)，同時(shí)也含有一系列的重金屬元素離子，如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染和破壞，而如果使用反滲透技術(shù)對(duì)排放的污水進(jìn)行有效地處理，可以緩解廢水對(duì)環(huán)境的污染。

2.4斗膜集成工藝處理廢水

近年來(lái)，膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于廢水中，較常用的膜技術(shù)主要有微濾、超濾以及反滲透等。集成膜處理具有流程簡(jiǎn)單、運(yùn)費(fèi)低、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。利用微濾或超濾處理。季廢水可以有效地出去水中的懸浮物、膠體以及病毒等雜物，出水可達(dá)到雜用水標(biāo)準(zhǔn)。納濾、反滲透則可以處理三級(jí)廢水，有效地去除廢水中的有機(jī)物及有害物質(zhì)，出水可達(dá)自來(lái)水的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)微濾膜過(guò)濾和反滲透膜處理之后出水水質(zhì)可達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。

三、環(huán)境工程中反滲透技術(shù)的未來(lái)展望

3.1膜材料的研究與創(chuàng)新

隨著反滲透技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，無(wú)疑要對(duì)新的材料與工藝進(jìn)行進(jìn)一步的研究與開(kāi)發(fā)，從而使反滲透分離技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的增加、競(jìng)爭(zhēng)能力的提高以及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大都有著更進(jìn)一步的推動(dòng)作用。 為了進(jìn)一步的提高反滲透技術(shù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益就必須研制出性質(zhì)更好、更耐壓、更耐熱、更具抗氧化性等更容易清洗的膜。

3.2膜分離技術(shù)的創(chuàng)新

為使反滲透技術(shù)在未來(lái)走的更遠(yuǎn)更好，就需要開(kāi)發(fā)和研制新的反滲透過(guò)程中新的膜的分離方法，開(kāi)發(fā)出反滲透膜分離過(guò)程和其他膜分離方法聯(lián)合使用的工藝流程。例如將吸附同膜分離結(jié)合起來(lái)，蒸發(fā)同反滲透結(jié)合起來(lái)，離子交換樹(shù)脂同反滲透膜技術(shù)結(jié)合起來(lái)，冷卻同膜分離結(jié)合起來(lái)等等各種結(jié)合方式。

開(kāi)發(fā)新的膜分離過(guò)程以及膜反應(yīng)過(guò)程在對(duì)反滲透技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)可以將傳統(tǒng)的分離技術(shù)與新型的膜分離相結(jié)合，也可以將膜分離與反應(yīng)過(guò)程相結(jié)合的膜反應(yīng)討程提高反滲誘膜的伸用時(shí)間。

還可以對(duì)反滲透的預(yù)處理方法、氯化以及脫氯化加以改善，從而使反滲透膜的元件得到有效保護(hù)，進(jìn)而使其使用壽命又能夠有所增加。

3.3降低操作壓力

壓力是反滲透技術(shù)主要的推動(dòng)力，操作所需的壓力直接影響到投入生產(chǎn)能量的大小。目前，壓力成本是反滲透技術(shù)當(dāng)中最高的一項(xiàng)成本，比反滲透薄膜的成本還要高。因此，降低反滲透技術(shù)當(dāng)中的壓力是非常重要的，這將使反滲透技術(shù)未來(lái)發(fā)展中應(yīng)該首先解決的問(wèn)題。

3.4解決滲透膜污染問(wèn)題

反滲透薄膜在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)后，會(huì)在當(dāng)中累計(jì)相當(dāng)多的污垢和雜質(zhì)，這些雜會(huì)對(duì)反滲透薄膜產(chǎn)生污染。為此，應(yīng)該大力開(kāi)發(fā)反滲透薄膜清理技術(shù)，研究與反滲透薄膜相關(guān)的清潔劑，從而解決反滲透薄膜被污染的問(wèn)題。

3.5加工工藝的提升

時(shí)代在不斷的發(fā)展，人們對(duì)任何的事物的要求都會(huì)越來(lái)越高，反滲透技術(shù)的

加工工藝也不例外，雖然現(xiàn)在的加工工藝能夠滿足人們生產(chǎn)的需求，但是在未來(lái)又有新的挑戰(zhàn)在等著我們，因此，我們應(yīng)該做好一切的準(zhǔn)備，加快研究反滲透的加工工藝，當(dāng)新挑戰(zhàn)到來(lái)的時(shí)候，反滲透技術(shù)能夠穩(wěn)定應(yīng)對(duì)。筆者相信在未來(lái)，反滲透技術(shù)必定成為工業(yè)加工當(dāng)中的主流，將會(huì)有越來(lái)越多的領(lǐng)域需要反滲透技術(shù)的加入。

結(jié)語(yǔ)

反滲透技術(shù)的出現(xiàn)，讓我們的生活和生產(chǎn)有了很大的改變，環(huán)保節(jié)能是現(xiàn)在

人們最為關(guān)注的問(wèn)題，反滲透技術(shù)就很好的詮釋了這一特點(diǎn)，自身的特性加上獨(dú)特的工藝技術(shù)，更換了很多傳統(tǒng)工業(yè)加工方式，讓工業(yè)生產(chǎn)更加的環(huán)保節(jié)能。有助于推進(jìn)環(huán)境工程取得更進(jìn)一步的發(fā)展。

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