二级反渗透法制备纯化水概述

●高 飞

二级反渗透法制备纯化水概述

●高 飞

本文将从反渗透法制备纯化水的原理着手展开论述，并深入分析其工程流程以及相关注意事项，以供参考。

二级反渗透法；纯化水；制备

1 概述

反渗透膜能去除无机盐、较大有机物、细菌、热源、病毒、较大悬浊物等，因反渗透膜性能良好，应用广泛。现阶段，根据我国相关规定，可采用反渗透法、蒸馏法、离子交换法三种方法来制备纯化水。反渗透法是60年代发展起来的制备注射用水的新技术，相较于蒸馏法而言，该方法具有节约能源、节省冷却水以及设备简单的优点，且相较于其他方法而言，其净化效果较为显著。当前，以运用二级反渗透法制备纯化水是应用较广的一种纯化水制备方法。

2 反渗透法制备纯化水的原理

（1）反渗透的基本原理，即采用一个半透膜将U型管在内部隔成两部分，一部分放入盐溶液，一部分放入纯水，就能够发现纯水透过半透膜往盐溶液处扩散，即我们所说的渗透过程。两侧液柱产生的高度差，也就是表明在盐容易存在着渗透压。而如果在开始时即在盐溶液上施加一个大于此盐溶液渗透压的压力，则盐溶液中的水将向纯水一侧渗透，结果水就从盐溶液中分离出来，我们把这一过程叫作反(逆)渗透L3(reverseosmo6is)·

（2）反渗透过程中，半透膜阻止离子及其它分子通过而仅允许水分子通过的机理，因膜的类型(常用的有醋酸纤维膜和聚酰胺膜)不同而不同，至今尚无一致公认的解释。反渗透法使水纯化的机理与蒸馏法不同。反渗透能除去一价离子90%～95%，二价离子98%～99%，同时还能除去微生物和病毒。但其除去氯离子的能力，达不到药典的要求。只有二级反渗透装置才能较彻底地除去氯离子。有机物的排除率和分子量有关，分子量大于300的几乎全部除尽，故可除去热原。反渗透法排除有机物微粒、胶体物质和微生物的机理，一般认为是机械的过筛作用。

3 工艺流程说明

3.1 工艺流程

原水一多介质过滤器一活性炭过滤器一软化器一调PH装置一精密过滤器一软水箱一一级反渗透一加药装置一中间水箱一二级反渗透一精制贮水槽一纯水输送泵一用水点。

3.2 工艺说明

（1）多介质过滤。在过滤器中装入无烟煤或石英砂，并在其中进行水中絮凝沉淀、悬浮杂质、固体颗粒以及它粘性胶体物质清除工作，出水浊度需不超过3mg/L，并且自动进行清洗工作。（2）炭滤。水中普遍存在氯气等能损害反渗透膜的气体， 制纯化水要求必须除尽氯气，活。活性炭是广谱吸附剂，在活性炭过滤器中进行，可将水中重金属离子、色素、有机物、余氯以及异味吸附去除，降低水的余氯值及农药污染物等其它的污染物，提高水质，延长反渗透膜使用寿命。（3）软化器(钠离子交换器)。将具有大交换容量的强酸型阳离子交换树脂装置在软化器中，用以除去水中镁、钙离子，杜绝该类离子在反渗透膜上由于发生浓缩导致产生结垢，进而对反渗透膜起到一种保护作用。在使用一段时间后，可通过氯化钠溶液重新生成树脂。（4）调PH装置。为氢氧化钠加药器。由于水经过软化后，难以将HCO3去除，从而呈现出弱酸性。所以，可以适当添加NaOH进行中和，让水能够在进入反渗透装置后呈现中性。（5）精滤。为孔径10tan与5舯1的深层过滤器。能够有效将软化其中破碎或脱落的树脂颗粒去除，避免其进到反渗透装置中。（6）软化水箱。通常用于盛装反渗透进水，容纳二级反渗透的浓水回水，以确保能够正常供应反渗透的水量。其中软化水箱上的紫外线杀菌灯能够起到杀菌作用，在极大程度上避免由于水污染而出现细菌超标的现象发生。（7）一级反渗透装置。组成成分主要包括控制装置、膜组件以及多级增压泵。该装置主要用于利用淡水以及浓缩排放溶解固形物。在高压状态下，反渗透装置能够有效分离金属离子以及纯水，离子被膜截留，水分子能够穿透过去，从而使得离子产生浓缩。一般情况下截留率往往高达98%。并且还能同时截留热原、细菌等物质。（8）加药装置。主要用于对二级反渗透水的PH值进行调节，使其与二级反渗透膜需求相符。（9）中间水箱。主要用来对一级反渗透出水进行存储，为二级反渗透供水。（10）二级反渗透装置。二级反渗透装置组件通常是由控制装置以及多级增压泵及膜组件构成，二级反渗透装置为精脱盐制造高纯水过程。通常将其水温控制在15℃，设计回收率达60～80%。（11）精制贮水槽及纯水输送泵纯水主要存储在精制贮水槽中，通常精制贮水槽可以选用316或304规格的钢材作为材质。此外，纯水运输通常是通过纯水输送泵来进行的。

4 使用注意事项

（1）石英砂机械过滤器.首先，首次运行，将进水和出水阀开启，调好自动控制器，进行冲洗，出水后，关闭阀门，浸泡滤料2小时，接着不断进行冲洗直到流出清水为止。其次，将进水与出水阀开启，反冲洗每周进行一次。

（2）活性炭过滤器。首先，首次运行，将进水和出水阀开启，进行反冲洗，于出水后，关闭阀门，使滤料(活性炭)浸泡约4小时，接着不断进行冲洗直到流出清水为止。其次，将进水与出水阀开启，每周反冲洗一次。

（3）软化器。首先，首次运行，将进水和出水阀开启，进行反冲洗，在出水后将阀门关闭，浸泡强酸型离子交换树脂4小时，并将出水阀开启，接着不断进行冲洗直到流出清水为止。在此，将出水阀打开，放尽余水，关闭阀门，将盐水泵启动，并往其中添加盐水，进行树脂再生，添加盐水量至刚刚浸满树脂为宜。再生后，将出水阀开启，将盐水放尽，按再生频率每周一次进行。

（4）加碱调PH系统。加碱量应依据产水电导率调节加碱系统加药泵和产水PH值来调解PH系统，确保掺水PH值适中。

（5）压力本系统。依照设计压力运行，操作者必须调节浓水排放阀以保证运行压力达到规定值。若运行中产水流量或总流量下降，则需对系统进行冲洗或清洗。

5 结束语

总的来说，通常情况下二级反渗透设备的系统除盐率可达到98%～99%。对于各类生产对纯化水的要求基本能够满足，而部分行业对除盐率要求较高，则可使用更高级的反渗透设备或者配合EDI装置来制得更高要求的纯化水。二级反渗透法制备纯化水占地面积小、回收率高、脱盐率高、运行稳定、操作简便，对各类含盐量的原水均能适应，是目前纯化水制备使用率较高的方法之一。

（作者单位：陕西国际商贸学院）

[1] 李元福, 徐铭. 二级反渗透法制备纯化水的质量考察[J]. 安徽医药, 2004, 8(4):306-307.

[2] 黄海明, 王国华, 莫菊英. 制药用纯水制备中二级反渗透系统的设计和应用[J]. 水处理技术, 2005, 31(7):76-77.