二級反滲透法制備純化水概述

●高 飛

二級反滲透法制備純化水概述

●高 飛

本文將從反滲透法制備純化水的原理著手展開論述，并深入分析其工程流程以及相關(guān)注意事項(xiàng)，以供參考。

二級反滲透法；純化水；制備

1 概述

反滲透膜能去除無機(jī)鹽、較大有機(jī)物、細(xì)菌、熱源、病毒、較大懸濁物等，因反滲透膜性能良好，應(yīng)用廣泛。現(xiàn)階段，根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，可采用反滲透法、蒸餾法、離子交換法三種方法來制備純化水。反滲透法是60年代發(fā)展起來的制備注射用水的新技術(shù)，相較于蒸餾法而言，該方法具有節(jié)約能源、節(jié)省冷卻水以及設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn)，且相較于其他方法而言，其凈化效果較為顯著。當(dāng)前，以運(yùn)用二級反滲透法制備純化水是應(yīng)用較廣的一種純化水制備方法。

2 反滲透法制備純化水的原理

（1）反滲透的基本原理，即采用一個(gè)半透膜將U型管在內(nèi)部隔成兩部分，一部分放入鹽溶液，一部分放入純水，就能夠發(fā)現(xiàn)純水透過半透膜往鹽溶液處擴(kuò)散，即我們所說的滲透過程。兩側(cè)液柱產(chǎn)生的高度差，也就是表明在鹽容易存在著滲透壓。而如果在開始時(shí)即在鹽溶液上施加一個(gè)大于此鹽溶液滲透壓的壓力，則鹽溶液中的水將向純水一側(cè)滲透，結(jié)果水就從鹽溶液中分離出來，我們把這一過程叫作反(逆)滲透L3(reverseosmo6is)·

（2）反滲透過程中，半透膜阻止離子及其它分子通過而僅允許水分子通過的機(jī)理，因膜的類型(常用的有醋酸纖維膜和聚酰胺膜)不同而不同，至今尚無一致公認(rèn)的解釋。反滲透法使水純化的機(jī)理與蒸餾法不同。反滲透能除去一價(jià)離子90%～95%，二價(jià)離子98%～99%，同時(shí)還能除去微生物和病毒。但其除去氯離子的能力，達(dá)不到藥典的要求。只有二級反滲透裝置才能較徹底地除去氯離子。有機(jī)物的排除率和分子量有關(guān)，分子量大于300的幾乎全部除盡，故可除去熱原。反滲透法排除有機(jī)物微粒、膠體物質(zhì)和微生物的機(jī)理，一般認(rèn)為是機(jī)械的過篩作用。

3 工藝流程說明

3.1 工藝流程

原水一多介質(zhì)過濾器一活性炭過濾器一軟化器一調(diào)PH裝置一精密過濾器一軟水箱一一級反滲透一加藥裝置一中間水箱一二級反滲透一精制貯水槽一純水輸送泵一用水點(diǎn)。

3.2 工藝說明

（1）多介質(zhì)過濾。在過濾器中裝入無煙煤或石英砂，并在其中進(jìn)行水中絮凝沉淀、懸浮雜質(zhì)、固體顆粒以及它粘性膠體物質(zhì)清除工作，出水濁度需不超過3mg/L，并且自動進(jìn)行清洗工作。（2）炭濾。水中普遍存在氯氣等能損害反滲透膜的氣體， 制純化水要求必須除盡氯氣，活?；钚蕴渴菑V譜吸附劑，在活性炭過濾器中進(jìn)行，可將水中重金屬離子、色素、有機(jī)物、余氯以及異味吸附去除，降低水的余氯值及農(nóng)藥污染物等其它的污染物，提高水質(zhì)，延長反滲透膜使用壽命。（3）軟化器(鈉離子交換器)。將具有大交換容量的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂裝置在軟化器中，用以除去水中鎂、鈣離子，杜絕該類離子在反滲透膜上由于發(fā)生濃縮導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)垢，進(jìn)而對反滲透膜起到一種保護(hù)作用。在使用一段時(shí)間后，可通過氯化鈉溶液重新生成樹脂。（4）調(diào)PH裝置。為氫氧化鈉加藥器。由于水經(jīng)過軟化后，難以將HCO3去除，從而呈現(xiàn)出弱酸性。所以，可以適當(dāng)添加NaOH進(jìn)行中和，讓水能夠在進(jìn)入反滲透裝置后呈現(xiàn)中性。（5）精濾。為孔徑10tan與5舯1的深層過濾器。能夠有效將軟化其中破碎或脫落的樹脂顆粒去除，避免其進(jìn)到反滲透裝置中。（6）軟化水箱。通常用于盛裝反滲透進(jìn)水，容納二級反滲透的濃水回水，以確保能夠正常供應(yīng)反滲透的水量。其中軟化水箱上的紫外線殺菌燈能夠起到殺菌作用，在極大程度上避免由于水污染而出現(xiàn)細(xì)菌超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。（7）一級反滲透裝置。組成成分主要包括控制裝置、膜組件以及多級增壓泵。該裝置主要用于利用淡水以及濃縮排放溶解固形物。在高壓狀態(tài)下，反滲透裝置能夠有效分離金屬離子以及純水，離子被膜截留，水分子能夠穿透過去，從而使得離子產(chǎn)生濃縮。一般情況下截留率往往高達(dá)98%。并且還能同時(shí)截留熱原、細(xì)菌等物質(zhì)。（8）加藥裝置。主要用于對二級反滲透水的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與二級反滲透膜需求相符。（9）中間水箱。主要用來對一級反滲透出水進(jìn)行存儲，為二級反滲透供水。（10）二級反滲透裝置。二級反滲透裝置組件通常是由控制裝置以及多級增壓泵及膜組件構(gòu)成，二級反滲透裝置為精脫鹽制造高純水過程。通常將其水溫控制在15℃，設(shè)計(jì)回收率達(dá)60～80%。（11）精制貯水槽及純水輸送泵純水主要存儲在精制貯水槽中，通常精制貯水槽可以選用316或304規(guī)格的鋼材作為材質(zhì)。此外，純水運(yùn)輸通常是通過純水輸送泵來進(jìn)行的。

4 使用注意事項(xiàng)

（1）石英砂機(jī)械過濾器.首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，調(diào)好自動控制器，進(jìn)行沖洗，出水后，關(guān)閉閥門，浸泡濾料2小時(shí)，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。其次，將進(jìn)水與出水閥開啟，反沖洗每周進(jìn)行一次。

（2）活性炭過濾器。首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，進(jìn)行反沖洗，于出水后，關(guān)閉閥門，使濾料(活性炭)浸泡約4小時(shí)，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。其次，將進(jìn)水與出水閥開啟，每周反沖洗一次。

（3）軟化器。首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，進(jìn)行反沖洗，在出水后將閥門關(guān)閉，浸泡強(qiáng)酸型離子交換樹脂4小時(shí)，并將出水閥開啟，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。在此，將出水閥打開，放盡余水，關(guān)閉閥門，將鹽水泵啟動，并往其中添加鹽水，進(jìn)行樹脂再生，添加鹽水量至剛剛浸滿樹脂為宜。再生后，將出水閥開啟，將鹽水放盡，按再生頻率每周一次進(jìn)行。

（4）加堿調(diào)PH系統(tǒng)。加堿量應(yīng)依據(jù)產(chǎn)水電導(dǎo)率調(diào)節(jié)加堿系統(tǒng)加藥泵和產(chǎn)水PH值來調(diào)解PH系統(tǒng)，確保摻水PH值適中。

（5）壓力本系統(tǒng)。依照設(shè)計(jì)壓力運(yùn)行，操作者必須調(diào)節(jié)濃水排放閥以保證運(yùn)行壓力達(dá)到規(guī)定值。若運(yùn)行中產(chǎn)水流量或總流量下降，則需對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗或清洗。

5 結(jié)束語

總的來說，通常情況下二級反滲透設(shè)備的系統(tǒng)除鹽率可達(dá)到98%～99%。對于各類生產(chǎn)對純化水的要求基本能夠滿足，而部分行業(yè)對除鹽率要求較高，則可使用更高級的反滲透設(shè)備或者配合EDI裝置來制得更高要求的純化水。二級反滲透法制備純化水占地面積小、回收率高、脫鹽率高、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡便，對各類含鹽量的原水均能適應(yīng)，是目前純化水制備使用率較高的方法之一。

（作者單位：陜西國際商貿(mào)學(xué)院）

[1] 李元福, 徐銘. 二級反滲透法制備純化水的質(zhì)量考察[J]. 安徽醫(yī)藥, 2004, 8(4):306-307.

[2] 黃海明, 王國華, 莫菊英. 制藥用純水制備中二級反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J]. 水處理技術(shù), 2005, 31(7):76-77.