摘要：隨著社會的不斷進步和人民生活水平的提高，飲水安全越來越被重視。而膜分離作為一項高新技術在水處理中應用十分普遍，尤其在海水和苦鹹水淡化、飲用水凈化、地下水補救、廢水深度處理及回用、傳統工藝改造和實現清潔生產等，推廣與應用潛力很大。
1.反滲透膜分離技術簡介
反滲透膜分離技術是常見膜分離技術中應用比較廣泛的一種,其基本原理是：對透過物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜稱之為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和相同的體積的濃溶液(例如鹽水)分別置於半透膜的兩側時稀溶液的溶劑將自發的向濃溶液的一側流動，這一現象稱為滲透。當滲透過程達到平衡時，濃溶液側的液面將會比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個壓差，稱為滲透壓。滲透壓的大小取決於溶液的固有性質，即與溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。若在濃溶液的一側施加一個大於滲透壓的壓力，溶劑的流動方向將與原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側流動，這一現象稱為反滲透。反滲透裝置就是利用這一原理用高壓泵將待處理水經過增壓以後，藉助半透膜的選擇截留作用來去除水中的無機離子的，由於反滲透膜在高壓情況下只允許水分子通過，而不允許鉀、鈉、鈣、鋅等離子及病毒、細菌通過，所以它能獲得高質量的純水。反滲透膜分離技術應用十分廣泛，主要應用於海水淡化、純水和超純水製備、城市給水處理、城市污水處理及應用、工業廢水處理等方面。
2.反滲透膜分離技術應用
引灤工程宜興埠管理處地處天津市北辰區東部永定新河北岸，土地高度鹽鹼，地下水質污染嚴重，氟化物與細菌指標均超標。
1983年成立管理處時在院內打深井一眼，但多年來職工一直飲用高氟水，給身體健康帶來不利影響。為解決職工飲水安全問題，於2002年經認真調研，選擇安裝了天津天磁凈水公司的反滲透純水設備(CJS-200A型)。該反滲透純水設備是以反滲透膜為核心的水處理設備，反滲透膜之前的部分可稱為前處理，反滲透膜之後稱為後處理。
2.1前處理
前處理是對我處地下原水進行初級凈化，為反滲透膜提供水源。其主要作用是保護反滲透膜。前處理必須具備的兩級濾芯：沉澱濾芯、活性碳濾芯。沉澱濾芯又稱PP(聚丙烯)熔噴棉，其過濾精度為微米級，主要作用是去除原水中的鐵鏽、泥沙、懸浮物等大顆粒雜質。經沉澱濾芯凈化的原水可達到基本無色、無肉眼可見物，可防止反滲透膜被堵塞。前置活性碳芯不僅能去除原水中的異味，還可對水的濁度、色度、有機物、鐵、酚、F、As、Hg、Al、CHCl3、CCL4、余氯等具有明顯降低作用。通過去除自來水中余氯，可防止氧化性極強的氯對反滲透膜的損壞。
2.2后處理
該純水設備的后處理採用了活性碳濾芯。後置活性碳濾芯的作用是將反滲透膜製造的純水進行深度處理，去除水中揮發性有機物、氣味、改善純凈水的口感。尤其是使用壓力式儲水桶的純水設備，後置活性碳能有效去除儲水桶產生的橡膠味。
2.3增壓泵和控制系統
由於反滲透膜需要0.4～0.8MPa的原水壓力，所以純水系統必須加裝特殊的增壓泵。增壓泵一般採用24V直流電源，由水位開關或壓力開關進行控制。
該反滲透純水設備採用國際上較為先進的反滲透除鹽技術來製備去離子水，是一種純物理過程的製備技術。反滲透純水機組核心元件反滲透(RO)膜採用原產進口著名品牌卷式複合膜，高壓泵亦採用著名品牌的進口產品。系統配置了前級處理系統，如活性炭吸附過濾器和精密保安過濾器，在電控和自控方面，裝備了壓力自動保護系統和水質自動在線監測儀錶系統，並且有前級進水增壓，后級水箱液位聯動介面。該純凈水設備凈水效果好，水質清純甘甜，產水生飲，熱飲均可，並且具有臭氧消毒功能，使所制純凈水保存期加長，並富含大量深解氧；設備機架採用不鏽鋼材料精工製作，乾淨衛生、永不生鏽，易於保養。反滲透純水機組具有能長期不間斷工作，自動運行無需專人看管，操作簡單，且水質長期穩定，無污染物排放，製取純水成本低廉等優點。
該反滲透純水設備實際運行效果良好，檢測結果水質均達到國家飲用水相應標準。
在正常運行一段時間后，反滲透膜元件會受到給水中存在的懸浮物質或難溶物質的污染，這些污染物中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機或生物沉積物。
污染物的去除可通過化學清洗和物理沖洗來實現，有時亦可通過改變運行條件來實現。清洗反滲透膜元件時採用RT-818系列RO膜系統清洗劑。清洗無機污染物使用RT-818A，清洗硫酸鈣及有機物污染使用RT-818B，清洗嚴重有機物污染使用RT-818C。所有清洗可以在最高溫度為攝氏40℃以下清洗60min，配製清洗液時按比例加入藥品及清洗用水，採用不含遊離氯的反滲透產品水來配製溶液並混合均勻。清洗反滲透膜元件時採用以下步驟：用泵將乾淨、無遊離氯的反滲透產品水從清洗箱打入壓力容器中並排放幾分鐘,然後用乾淨的產品水在清洗箱中配製清洗液，並將清洗液在壓力容器中循環1h或預先設定的時間。清洗完成以後，排凈清洗箱並進行沖洗，然後向清洗箱中充滿乾淨的產品水以備下一步沖洗。再用泵將乾淨、無遊離氯的產品水從清洗箱打入壓力容器中並排放幾分鐘,沖洗反滲透系統后，在產品水排放閥打開狀態下運行反滲透系統，直到產品水清潔、無泡沫或無清洗劑(通常15～30min)。用專門的清洗裝置來完成該工作，清洗效果良好。
3.反滲透膜技術改進與建議
在生產運行中發現反滲透膜表面結垢大部分是鈣離子沉積物，所以前處理根據實際需要增加了樹脂濾芯以降低原水的硬度，防止反滲透膜表面結垢。後來在前級入水口處又加設了水軟化器以進一步降低原水的硬度。
由於日實際用水量並不均勻分佈,有時遠低於設備的實際處理能力,制出的純凈水需要大量保存,為此在後處理階段又加裝了紫外線滅菌燈，可防止純凈水被二次污染。
任何水處理技術都有它的適用範圍，因此在實際應用中通常將不同的技術進行組合使用，這樣可以發揮各自的特點，取得更大的技術和經濟效果。
4.結語
反滲透膜分離技術作為安全飲水設備技術先進實用，運行維護十分方便，造價較低，有著廣闊的推廣應用前景。
