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关于反渗透原理

发布时间：2011/1/18 阅读次数：974 字体大小: 【小】【中】【大】

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一、 反渗透技术原理

反渗透技术是美国六十年代后期为解决宇航员在太空的饮水问题而研制的高新技术，也是目前世界上最先进的膜分离技术。简单地说，反渗透装置是利用半透膜在压力差的作用下使含盐水脱盐纯化的设备，它能有效地去除水中的无机盐、细菌、病毒、色素、热源、重金属离子及农药、化肥、清洁剂、胶体物质等污染物。反渗透膜孔径非常小，一般在2-10埃左右,而水中的各种离子杂质的直径约为几十埃，病毒、细菌的直径为几百至几十万埃，因此这些物质都是无法透过反渗透膜的，被截止在膜的浓水端，随浓水排出，透过反渗透膜的即是无菌，无毒害且富氧的纯净水。在科学技术突飞猛进的当今时代，反渗透技术越来越广泛地应用于电子、电力、医药、化工、食品、饮料及饮用水等行业。

二、 反渗透制水设备工艺流程

（一）、工艺流程

原水→原水加压泵→石英砂过滤器→活性碳过滤器→全自动软水器(选用)→保安过滤器→反渗透系统→纯水箱

（二）、反渗透的预处理

1、预处理的重要性：源水中含有大量的悬浮物、胶体和可溶性高分子，它们聚集在膜表面会使膜受到污染；在膜分离过程中，由于水的不断透过，在膜表面的溶质浓度高于溶液中溶质的浓度，从而形成膜的浓差极化；源水中还含有很多微生物和细菌，它们也会浸蚀膜，细菌、微生物的尸体还会以固体形式析出，使膜性能变坏。此外，源水的温度、PH值、压力、余氯含量等参数的劣化都会引起膜的水解、氧化；由溶质引起的膜形态结构变化，还会导致膜的透水速度下降。为了在膜分离过程中减少阻碍，延长膜的使用寿命，必须对源水进行适当的预处理。

2、预处理方法：

石英砂过滤器：对于悬浮固体，一般在反渗透前，用砂滤或多介质过滤器就可充分去除；粒径小的悬浮颗粒和胶体最容易造成膜的污染，胶体的粒子很小又带有电荷，用过滤方法难以去除，通常加凝聚剂的方法使胶体粒子凝聚成胶团，再通过石英砂过滤这种胶团就很容易去除。

活性碳过滤器：其主要作用是部分地去除水中的有机物，吸附水中所含的余氯、异味、农药和砂滤未除净的胶体等物质。

软水器：为防止钙镁离子结垢，可加软水器对其预先去除，另外软水器也有除铁、锰的效果。

保安过滤器：正常情况下，在反渗透水处理设备中，都会选择用孔径为5um的PP滤心反渗透膜前面的最后一道屏障，它可以截流水中所有粒径在5um以上的各种杂质。

（三）、反渗透系统

根据水质及用户的要求，可采用一级一段、一级多段、多级多段的配置方式组成反渗透水处理系统。目前国内最常见的是一级多段连续式的锥形排列方式。

反渗透系统的回收率要取决于源水中TDS(总溶解性固体)的浓度，一般若源水中TDS为100mg/L，则水的回收率可到90%，若源水中TDS大于260mg/L，则对于同样数量的膜元件，水的回收率仅为50%；由于水中还有其它离子性杂质的存在，也会影响到水的回收率，所以建议水的回收率最高不要超过75%。

三、 操作说明

在反渗透设备开机之前，请先检查电源电压、相数、频率是否与本机相符，检查进出水管道、阀门的连接与开启是否正确，然后设定好自动控制器的冲洗时间及冲洗周期（一般为设定为1个小时冲洗10秒钟）。

一切正常后，便可启动原水加压泵，在水经过石英砂过滤器、活性碳过滤器、软水器、保安过滤器后到达高压泵入口，然后启动高压泵，根据反渗透膜的型号及其技术参数，调节调压阀，设定好反渗透膜的进出水压力（一般为7-15kg，压力不可过大）及其产水流量（纯浓水比例应在1:1~2以上）即可正常使用。新装设备应低压运行30分钟以上才可正常使用。

四、 反渗透预处理的保养与再生

石英砂过滤器：其内部滤材为精白石英砂，石英砂可长期使用，无需经常更换，但为了防止石英砂的板结与堵塞，过滤器需要定期进行冲洗，冲洗周期一般根据原水水质的不同确定为2-5天，原水水质太差的应确定为每天冲洗一次。

活性碳过滤器：其内部滤料为果壳类或椰壳类活性碳，其使用周期一般为9-12个月但平常也需要定期进行冲洗，其冲洗周期相同于石英砂过滤器。

软水器：软水器内部的滤料为阳离子交换树脂，其树脂的使用周期一般为两年左右，为防止离子交换树脂饱和而失效，平常需定期吸盐再生，其再生周期为累积使用20个小时左右。

保安过滤器：为了保证反渗透设备的正常使用和反渗透膜的使用寿命，保安过滤器内的PP滤心需定期进行更换，根据原水水质的情况，其更换周期一般为15-60天，原水水质特别差的应在10天左右更换一次。

为了防止原水水压不足而影响冲洗效果，故建议前置过滤在冲洗时不要同时进行。

五、反渗透的后处理及维护

使用反渗透时，若装置产水量下降10%，或盐透过量增加一倍，或压差降增加一倍时，则说明反渗透需要清洗(但要注意，温度下降时也会导致产水量下降，这是正常现象)。除了周期性的清洗外，在每次启动时，最好先低压运行一段时间，以除去反渗透器中的浓水，并将其排掉，不要进入下一级单元。

1、反渗膜的物理清洗方法

最简单的物理清洗方法是采用低压高流速的膜透过水冲洗30分钟。这可使膜的透水性能得到一定程度的恢复。但时间长了，透水率仍然下降。也可以用水和空气混合流体在低压下冲洗膜表面15分钟，用这种方法清洗初期受有机物污染的膜是有效的。

2、反渗透膜的化学清洗方法

反渗透膜的化学清洗方法是多种多样的，可根据膜的性质和污染物的种类选择。目前，反渗透膜的生产厂商都配置出专门的膜清洗液，以利于使用者更好地清洗与保护反渗透膜。

3、反渗透装置的保养

当反渗透装置停运4小时以上，应先低压运行几分钟，将反渗透的浓水置换。若长期不用，则需注入甲醛溶液以防止细菌污染。还要严格控制运行条件。其中反渗透的脱盐率、产水量和装置的压力降是监视反渗透性能的三个主要参数。

六、反渗透设备应用范围

* 饮用水：纯净水、矿泉水、山泉水、桶瓶装水等
* 食品加工用水：冷饮食品、罐头、禽、畜肉类加工、蔬菜精加工等
* 酒类饮料用水：白酒、啤酒、葡萄酒、碳酸饮料、茶饮料、乳制品等
* 电子工业超纯水：单晶硅半导体、集成电路块、液晶显示器等
* 医药行业用水：医药制剂、大输液、天然物质提取、中药饮品等
* 优质生活饮用水：小区、宾馆、机场、学校、医院、部队、企事业单位
* 工业生产用水：汽车、电镀超纯水、涂装、涂料、油漆、锅炉软化水等
* 海水苦咸水淡化：海岛、船舰、盐碱地区生活饮用水制取
* 纺织造纸用水：印染用水、喷水织机用水、造纸白水等
* 精细化工用水：化妆品、洗涤剂、生物工程、基因工程等
* 循环冷却水：中央空调、冶炼、水冷空调
* 游泳池净水：室内游泳馆、室外景观池等
* 花卉与养殖用水：花卉育苗、组培；鱼类养殖、观赏鱼等

反渗透是一种利用高分子膜进行物质分离的过程，可以从水中除去90％以上的溶解盐类及90％以上的胶体、微生物、有机物等，用反渗透脱盐比一般蒸馏或离子交换脱盐具有更高的效率和经济性。反渗透主要用于电子工业超纯水，电厂高压锅炉补给水的预脱盐，太空水等饮料、医用水的除菌、脱盐淡水。
本公司产品有美国DOW化学公司及日本日东电工（栋）复合膜卷式元件反渗透装置。
应用领域：
1 医药业无菌、无热源纯水制取
2 生物医药用水
3 饮用纯净水、天然水制取
4 电子工业超纯水
5 锅炉补给水
6 化妆品配料用水

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