反渗透水处理技术的研究及应用

文_朱泓宇 赵海光

1. 昆明佩奇环保科技有限公司 2.云南省环境科学研究院，云南省重金属污染控制工程技术研究中心

1 反渗透水处理技术应用的基本原理

近些年，反渗透水处理技术在城市水资源应用与处理等领域当中的应用愈加深入，反渗透技术是一种先进的分离隔断技术，是利用具有精密性的模制液体加入到水资源当中，将想要分离的物质进行有效的分隔。采用的精密模制液体加入水溶液中后，能够在两侧形成压力差，对水溶液产生力的作用，使被处理的溶液反复地经过反渗透膜，从而将溶液中的溶剂进行分离。在精密模两侧形成的压力差是处理期间的渗透压，渗透压值上升，则处理分离的效果也会同比例上升。反渗透水处理技术应用的关键设备是反渗透膜，这是一种紧密性良好的装置，但却极容易受到不良因素的影响，出现堵塞、污染或损坏等问题，这些问题会导致设备应用的质量和效果下降。该技术在水处理中应用时，需要对进水的水质进行管控，根据待处理水资源的水质情况酌情进行预先处理，使其水质达到相应标准后再放入反渗透装置中。

2 反渗透水处理技术的研究及应用

反渗透水处理技术由于其先进、高能效等优势，在城市生活用水、城市污水处理、工业废水处理等多领域中应用，并且在不同领域中应用均发挥着显著的作用，下面对反渗透水处理技术的具体应用情况进行分析研究。

2.1 反渗透水处理技术在城市生活用水中的应用

目前，我国城市生活用水主要来源于江河湖泊、地下水等，由于不同来源的水资源的组成成分存在差异，在将水资源提供给城市生活用水时，需要对水进行相应的处理，使水资源达到国家生活饮用水的标准后再提供给用户。反渗透水处理技术在城市生活用水中应用，主要负责将自然水资源进行净化处理，保证提供的水资源是健康、优质的。来源于江河湖泊的水资源，导电性为500us/cm，利用反渗透水处理技术将水资源当中的电导离子以及其中的杂质进行清除即可，使水资源的水质达到国家统一的饮水健康标准。来源于地下的水资源，其含盐量、电导离子较高，利用常规的反渗透水处理技术无法将水质处理达到国家统一饮水健康标准，需要采用更加先进的反渗透工艺进行彻底的处理。目前升级的反渗透水处理技术应用以海水淡化为质量标准，通过使用8.5英寸的中空纤维组件，透水水质在200～250ppm，水回收利用率高达45%，该工艺性能可靠稳定。我国青海湖的湖水苦咸水淡化工程采用的就是升级版的登攀-1号反渗透水处理装置，利用醋酸纤维素膜，对水中的钙离子、镁离子、四氧化硫离子有较高的脱除率，水回收率达到75%左右。

2.2 反渗透水处理技术在城市污水处理中的应用

城市污水处理是将污水资源中杂质与污染物进行清除，回收纯净的水资源，城市污水处理当中包括两项环节，水资源回收和污水净化。反渗透水处理技术在城市污水处理当中应用，能够发挥节约水资源，提高水资源利用率的作用，能够有效促进城市水资源的循环再利用发展。如今，利用高级的反渗透水处理技术，利用双介质流反渗透系统进一步的优化技术应用水平，能够更好地优化反渗透处理技术应用水平，污水处理的回收率在80%以上。

2.3 反渗透水处理技术在工业废水处理中的应用

现代城市工业化发展水平提升，规模扩大，在工业生产活动中会产生大量的工业废水，并且工业废水当中含有大量的金属、废油等具有污染性的物质，对城市工业废水的处理需要保持严谨性，要将工业废水当中的污染物质进行清除，避免工业废水排放造成环境污染问题。反渗透水处理技术在工业废水处理中应用的专用装置多样化，能够实现对工业废水当中的电镀、重金属物质的全面分离。常用的工业废水处理中反渗透处理装置组件为内管式或卷状式操作压强在218Mpa，对镍离子的分离率高达97.17%，水通量在0.15m3/(m2·d)时，镍元素的回收率接近100%。

2.4 反渗透水处理技术在垃圾填埋场水处理中的应用

垃圾填埋场的水资源组成成分具有较强的复杂性，水资源当中包含的杂质种类较多，还包含大量的有机物质、重金属物质、氨氮分子等，在水处理期间需要分离处理的物质较多，处理的工序也相对复杂，对水资源处理的方式还需要根据垃圾填埋的时间进行分析。目前我国在垃圾填埋场水处理中，反渗透水处理技术还没有全面科学地应用，水处理技术水平较低。而一些发达国家已经将反渗透处理技术与其它的水资源处理技术进行有机融合，能够实现对垃圾填埋场水质的高效处理，使垃圾填埋场的水质达到正常排放的质量标准。比如将反渗透处理技术与传统污水处理、渗滤液废水处理进行结合应用，以电导率为1400/(mS·m-1)，采用A 类滤液膜，浓缩倍数为4.8，当ρ（COD）/(mg·L-1)时，处理过后的水质就达到正常排放的标准。

2.5 反渗透水处理技术在食品和药品生产中的应用

反渗透水处理技术在食品和药品生产领域当中也有广泛的应用，并且应用的历程也比较长。反渗透水处理技术主要是应用于奶制品的浓缩、加工、乳清蛋白液回收等方面，其技术的应用能够促进产品生产加工资源利用的有效提升，并保证生产产品的质量。经过多年的应用发展，反渗透水处理技术还在啤酒酿造生产当中得到应用，提高了啤酒、果汁等浓缩率，并大大改良了啤酒与果汁的口感。现代有很多的食品生产企业都应用反渗透水处理技术实现了水果浓缩汁的分离提取，例如从山楂果肉中提取浓缩汁和果胶干粉，就可以利用“反渗透水处理技术+超级过滤技术”，实现从山楂果实中提取3.5%果胶干粉、20Brix浓缩汁。在药品生产中，反渗透水处理技术能够将乌洛托品废水中的氨和醛进行分解消除，其中的HA废水提纯能够提升7倍，提纯后通透量基本为0.85m3/(m2·d)，此时的提纯溶液可以回收再利用。

3 反渗透水处理技术未来发展的相关建议

反渗透水处理技术从发展至今，在各领域的水处理当中都发挥着积极的作用，为水资源污染改善、水资源回收再利用、水资源净化、水资源应用等方面的发展提供了助力。在未来发展中要持续加强对该技术的研发力度。首先，现代社会经济各领域的发展都在持续深化环保节能原则、生态保护原则，反渗透水处理技术采用的技术装置、技术方法在未来发展时需要向降低装置运行使用能源消耗、提升水处理技术水平的方向发展，要不断地提升水处理的质量，促进我国水资源的可持续发展。如今，超低压型的反渗透性装置就能够在保持处理质量的基础上降低装置运行压力值，实现运行能源消耗量的降低。

其次，目前反渗透水处理技术应用于多个领域，但是仍存在一些问题，如对水质的要求较高，对外界污染元素的抵抗能力较弱，现有的技术处理装置在应用过程中比较容易出现损坏等情况。因而在反渗透水处理技术未来发展期间，需要对水质适用性、污染源抵抗能力进行全面的强化，提升装置的应用性能，加强反渗透处理装置的耐磨损性，促使技术应用能够发挥更大的能效。目前，为了防止装置受到污染，要使用相应的药物进行清洗，但是这会使装置的使用寿命相应减少。此种情况下，可以通过应用抗污染性强的系统来提高装置的污染源免疫能力，解决这一问题。