反渗透膜分离技术起源与发展

　　反渗透技术又称为反渗透膜分离技术，是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。反渗透膜分离技术其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。

　　由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。

　　反渗透膜分离技术中膜阻垢剂也是重要的一环，反渗透膜阻垢剂主要用于反渗透设备中的膜阻垢、分散，长期使用反渗透膜阻垢剂，能够有效阻止、延缓膜的污堵、结垢，延长膜的清洗周期和使用寿命。

　　反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”，缩写为“RO”。

　　首先要了解“渗透”的概念，渗透是一种物理现象。当两种不同浓度盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而其中的盐分并不渗透，这样，逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止。然而，要完成这一过程需要很长时间，这一过程也称为渗透。但如果在含盐量高的水侧，施加一个压力，其结果可以使上述渗透停止。如果压力再加大，可以使水向相反的方向渗透，而盐分剩下。

　　因此，反渗透除盐原理，就是在有盐分的水中（如原水），施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中杂质、盐分的目的。

　　反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，从而达到纯净水的目的。

    ①反渗透膜的性能明显提高。1978年成功地开发了海水淡化复合膜（采用脂肪族聚酰胺复合物为材料）至今，经过近20年的不断发展，海水淡化反渗透复合膜的性能已经有了较大的提高，反渗透复合膜系采用芳香族聚酰胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，盐的透过率大约为1978年的四分之一。如此的技术进步使得海水淡化制取饮用水从原来的二级流程简化为一级流程，且膜的价格稳中有降。

    ②功交换器的研制成功。据报导，一种新型能量回收装置已经成功地用于NewProvidece岛13600m3/d和Cayman岛的5000m3/d海水反渗透淡化系统上。这种能量回收装置称为功交换器，将排放的浓盐水压力传给补给海水，转换效率高达89%~96%.由于浓盐水的能量回收充分，据测算系统的吨水能量消耗仅为2.6kW·h.这种功交换器是1998年反渗透海水淡化技术的一个新里程碑，更为意义重大的是该数据是从商业规模的淡化装置上得来的。

    ③段间能量回收透平的成功应用。

    ④微滤技术用于海水预处理。鉴于传统地加入化学药剂和二级过滤的预处理技术不一定能很好地去除进料海水中的胶体类物质，提出了利用膜处理作为反渗透预处理工艺流程。该流程的核心是采用大孔径中空纤维超滤或微滤膜，超滤膜的截留分子量为（10~20）×104u，微滤膜的孔径为0.2μm。

　　经过一定的工业规模运行，膜技术的预处理工艺已经基本成熟，并具有如下两个新颖性能：

    1. 可自动、频繁脉冲式冲洗中空纤维管（某些型号采用反洗），其特点是通过短时间的停运来保持稳定的产水通量。

    2. 可在一很低的横流速度下工作，甚至可以在单向流动状态下工作（全流过滤）。

    反渗透膜分离技术起源与发展，1950年，美国科学家DR.S.Sourirajan有一回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是绝对无法饮用高盐份的海水的。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份的海水则吐出嘴外，此即往后反渗透法的基本理论架构；并在1953年由University of Florida应用于海水淡化去除盐份设备，在1960年经美国联邦政府专案支助美国U.C.L.A大学医学院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士着手研究反渗透膜，一年约投入四亿美元经费研究，以运用于太空人使用，使太空船不用运载大量的饮用水升空，直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多，使之质与量更加精进，从而解决了人类饮用水中的难题。

    1.装置运到现场后，应放置于室内，周围环境温度最低不得低于5℃，最高不得高于38℃。当温度高于35℃时，应加强通风措施。

    2.装置到达后，应在一个月内安装完毕，并应立即进行通水试车运行。

    3.装置在未进行通水试车之前，任何阀门均不得开启，以免保护溶液流出，致使元件损坏。

    4.装置就位后，应调整装置支承点，使组件处于基本水平的位置，且与基础接触可靠。

    5.装置与供水泵相接的管路及阀门在连接之前应进行脱脂处理，供水泵过流部份也应进行脱脂处理。

    6.装置的产水输出管最大输出高度应小于8米。

　　反渗透膜分离技术起源与发展，近30年来，反渗透、电渗析、超过滤和膜过滤已进入工业应用，主要应用于电子、化工、食品、制药及饮用纯水等领域。反渗透技术是近几年来才在我国发展起来的一项现代高新技术。反渗透就是对溶液施加一个大于渗透压的压力，使水透过特制的半透膜，从溶液中分离出来。因为这个过程和渗透现象相反，所以称为反渗透。

　　按各种物料的不同渗透压，就可以对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法，达到对溶液进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透装置，主要是分离溶液中的离子范围，它无需加热，更没有相变过程，因此比传统的方法能耗低。反渗透装置体积小，操作简单，适用范围比较广。用反渗透装置，处理工业用水，不耗用大量酸碱，无二次污染，它的运行费用也比较低。反渗透膜分离技术，简称RO技术。