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隨著工農業發展要求、社會發展要求、環境保護意識和標準的提高，膜分離為一項新的高科技環保技術已經越來越受到有關部門的重視。膜分離過程為一門新型的分離、濃縮、提純技術，是以外界能量為動力，憑借各組分在膜中傳質的選擇性差異，對多組分流體物質進行分離、分級、提純和富集的方式，它是一大類技術的總稱，常規的和液體處理有關的膜技術主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)以及電滲析(ED)等。這些膜分離技術均是利用特殊制造的多孔材料，選擇性地分離水和水中的雜質，以達到人們特定的目的。本文重.點對反滲透(RO)技術及其應用進行研究分析。膜分離的基本原理分離膜具有選擇透過性，所以它可以使有的混合物質通過，有的截留。它與傳統過濾的不同在于，分離膜可以在分子范圍內進行分離，并且這過程是一種物理過程。但是，不同的膜分離過程，他們使物質截留、通過的原理有的類似，有的則完全不一樣。總的來說，分離膜之所以能使混在一起的物質分開，不外乎兩種手段，即根據混合物物理性質的不同或者根據混合物的化學性質不同。膜分離的過程及特點把膜制成適合使用的構型，與驅動設備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵)、閥門、儀表和管道等聯成設備，在一定的工藝條件下，就可以來分離水溶液或混合氣體。透過膜的組分被稱為透過流分，這種分離技術就被稱為膜分離技術。物質選擇透過膜的推動力可分為兩類：一是借助外界能量，物質發生由低位向高位的流動；二是化學位差為推動力，物質發生由高位向低位的流動。為一種新型高科技技術，膜分離具有高.效、能耗低；分離溫度在常溫附近、設備控制簡單；維護方便，運行穩定；規模和處理能力范圍很大、設備體積小、占地少等特點，因而也使其越來越受到關注，在市場中的占比也逐年在提高，應用范圍也越來越廣。常規膜分離膜分離是以天然或人工合成的高分子薄膜，以外界的能量或化學位差為推動力，對雙組份或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方式。目前常規的膜分離主要包括：微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等。反滲透膜在廢水處理方面的應用反滲透是目前zui細微的過濾技術。反滲透膜可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質量大于100的有機物，而水分子可通過薄膜成為純水。其對水中二價離子的脫除率zui高可達99.5%，對一價離子的脫除率也在95%以上。

一、反滲透純凈水設備介紹反滲透設備應用膜分離技術，能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細菌及有機物質等，是高純水制備、苦咸水脫鹽和廢水處理工藝中的zui佳設備。1、設備系統構成反滲透純凈水處理系統一般包括預處理系統、反滲透裝置、后處理系統、清洗系統和電氣控制系統等。 　預處理系統一般包括原水泵、加藥裝置、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器等。其主要作用是降低原水的污染指數和余氯等其他雜質，達到反滲透的進水要求。 　反滲透裝置主要包括多級高壓泵、反滲透膜元件、膜殼（壓力容器）、支架等組成。其主要作用是去除水中的雜質，使出水滿足使用要求。后處理系統是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括陰床、陽床、混床、殺菌、超濾等其中的一種或者多種設備。清洗系統主要有清洗水箱、清洗水泵、精密過濾器組成。當反滲透系統受到污染出水指標不能滿足要求時，需要對反滲透進行清洗使之恢復功效。電氣控制系統是用來控制整個反滲透系統正常運行的。包括儀表盤、控制盤、各種電器保護、電氣控制柜等。2、設計特點（1）通過增大對水的壓力達到對水的深層過濾。反滲透純凈水設備除了包括一般的過濾器之外，還具有精細過濾器、顆粒活性炭過濾器和壓縮活性炭過濾器。精細過濾器具有比一般過濾器更精細的過濾功能，能更好地過濾水中的雜質。正如我們所知道的，活性炭具有良好地對異味、雜質的吸附過濾功能，反滲透式純凈水設備運用雙重活性炭過濾器實現了對原水的深層過濾加工，提高了設備的過濾效率。同時，通過增加水的壓力來增強過濾能力也是一種創新。（2）反滲透純凈水設備的核心是反滲透膜的應用。反滲透膜是一種孔徑極小的過濾膜，利用這種膜可以實現對原水的超精細過濾，同時可以把水分成較高濃度和低濃度。較高濃度的水可以被循環再利用，低濃度水就是純凈水，可以供人使用。3、主要工藝流程（1）原水罐儲存原水，用于沉淀水中的大泥沙顆粒及其它可沉淀物質。同時緩沖原水管中水壓不穩定對水處理系統造成的沖擊。（如水壓過低或過高引起的壓力傳感的反應）。（2）原水泵恒定系統供水壓力，穩定供水量。（3）多介質過濾器采用多次過濾層的過濾器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質、懸浮物等顆粒在20μm以上的物質，可選用手動閥門控制或者全自動控制器進行反沖洗、正沖洗等一系列操作。保證設備的產水質量，延長設備的使用壽命。（4）活性炭過濾器系統采用果殼活性炭過濾器，活性炭不但可吸附電解質離子，還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量（COD）由15mg/L(O2)降至2～7mg/L(O2)，此外，由于吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加，因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農藥污染物和除去水中的三鹵化物（THM）以及其它的污染物。同時，設備具有自我維護系統，運行費用很低。（5）離子軟化系統R/O裝置為了溶解固體形物的濃縮排放和淡水的利用，為防止濃水端特別是RO裝置zui后一根膜組件濃水側出現的濃度大于其平衡溶解度常數而結晶析出,損壞膜原件的應有特性，在進入反滲透膜組件之前,應使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽，SiO2,硫酸鹽的晶體析出。（6）精密過濾器采用精密過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除，使RO系統等后續設備運行更安全、更可靠。濾芯為5μm熔噴濾芯、目的防止上級過濾單元，漏掉的大于5μm的雜質除去。防止進入反滲透裝置損壞膜的表面，從而損壞膜的脫鹽性能。（7）反滲透系統反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑（一般是水）通過反滲透膜（或稱半透膜）而分離出來，因為這個過程和自然滲透的方向相反，因此稱為反滲透。反滲透法能適應各類含鹽量的原水，尤其是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得很好的技術經濟效益。反滲透法的脫鹽率提高，回收率高，運行穩定，占地面積小，操作簡便，反滲透設備在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。二、反滲透純凈水設備維護保養技巧1、嚴格控制進水水質，保證裝置在符合進水指標要求的水質條件下進行。進水水質不符合要求，極容易造成反滲透膜的污堵，使得耗材很快失效，嚴重影響出水水質。2、反滲透的總進水量由RO進水調節閥來控制，如果反滲透進水量沒有變化，不要調整RO進水調節閥，嚴禁全開或全閉。RO排水調節閥用來調整系統回收率，如回收率沒有變化，也不要亂動濃排調節閥，絕.對禁止全開或全閉。3、裝置不能長時間停運，每天至少運行2小時，如準備停機72小時以上，應用化學清洗裝置向組件內充裝1%嚴硫酸氫納和18%甘油實施保護。4、反滲透裝置每次停機后啟動都應讓裝置在進水壓力小0.4Mpa條件下沖洗10分鐘。5、操作壓力控制，應在滿足產水量與水質的前提下，取盡量低的壓力值，這樣有利于降低膜的水通量衰減，減少膜的更換率。6、操作工應在每小時對運行參數進行記錄，檢測純水設備的使用情況和出水水質。主要記錄內容如下：（1）進水：PH值，電導率，壓力，SDI，水溫。（2）產水：電導率，流量，PH值；（3）濃水：流量，壓力以及各段進水壓力。7、當反滲透裝置發生高低壓報警時，先檢查保安過濾器至高壓泵之間的手動閥開度是否太小，然后檢查RO進水調節閥及濃排閥是否正常，再按高低壓報警復位按鈕，重新啟動純凈水生產設備。8、進水溫度控制，應根據實際用水量，取臨界壓力（進水壓力低于該值脫鹽率產生明顯下降的壓力值）不能滿足產水與水質要求的zui低溫度作為該時間段內的進水溫度，這樣可以降低膜水量的衰減。

一、濾芯類型液體過濾用濾芯種類繁多，主要可分為表面過濾型濾芯與深層過濾型濾芯兩大類。1. 表面過濾型濾芯表面過濾型濾芯通過濾芯表面捕捉污染物，一旦表面被堵塞，濾芯即無法繼續使用，因此使用壽命較短。盡管有人認為，可通過液體與壓縮空氣混合進行反沖洗來重復使用濾芯，但此方法難以徹底清潔濾芯。反沖洗時，沖洗液優先通過阻力較小的區域，導致局部通道暢通后，所有沖洗液均從這些通道流過，其他區域反而堵塞更嚴重，孔隙變小。若要徹底清潔濾芯，方法是采用超聲波清洗，以純凈水為清洗液，但成本較高；也可采用化學溶解法，如污染物為酸溶性，則可用稀酸清洗，但需注意可能引起濾芯孔徑腐蝕與擴大，清洗后需用純凈水沖洗干凈并檢驗合格后方可繼續使用。電鍍液過濾中常用的濾芯，如早期的燒結型聚氯乙烯過濾棒，以及當前的聚丙烯熔噴濾芯、聚丙烯PP濾紙、純木漿濾紙等，均屬于表面過濾型濾芯。2. 深層過濾型濾芯濾芯清洗繁瑣，提高濾芯納污量、延長使用壽命可減少清洗頻率，深層過濾型濾芯正是基于此設計。深層過濾型濾芯在過濾過程中，污染物在濾芯內部按顆粒大小分層截留，因此濾渣負荷能力高，使用壽命長，能長期維持標稱過濾精度。其制作材料多樣，適用于各種液體和氣體過濾。電鍍液過濾中常用的是全聚丙烯制成的線繞濾芯，俗稱棉芯，具有壓差小、流量大、過濾精度高、使用壽命長等優點，能在過濾過程中長期保持精度。 二、線繞濾芯結構特點線繞濾芯制作時，將帶絨毛的特制粗紗交叉卷繞在多孔骨架上，直至達到所需直徑。粗紗在骨架上交叉卷繞，形成含有上千個菱形孔的過濾層。濾芯上靠近骨架處過濾層的菱形孔小，越往外，菱形孔越大，zui外層菱形孔zui大，菱形孔內外貫通形成通道。為增加液體在濾芯內的流程，菱形孔通道呈彎曲散射狀，各層菱形孔依然相通，彎曲延長了通道，相當于增加了濾芯過濾層的厚度，提高了過濾效果，實現了深層過濾。紗線以一定參數纏繞，濾芯內部形成由表到里、由大變小的菱形彎曲過濾通道。濾芯zui內層菱形孔的大小是決定濾芯精度的關鍵，菱形孔越小，濾芯精度越高；菱形孔越大，濾芯精度越低。正規濾芯生產企業均有特定的濾芯精度與菱形孔數量對照表，不同通道數代表不同濾芯精度。例如，8通道精度為100μm，15通道精度為20μm，19通道精度為10μm。 三、線繞濾芯過濾特點線繞濾芯的另一特性是能通過較大流量。每種過濾精度的線繞濾芯均有固定通道數目D，過濾精度確定后，通道數L根據濾芯長度增減。通道總數計算公式為：通道總數 = D×L×2。以長為250mm的濾芯為例，若過濾精度為20μm，直徑上通道數目為15個，長度縱向通道數目為51個，則該濾芯共有通道數為15×51×2 = 1530個，即1530個獨立通道。若過濾流速為0.5m3/h（以清水為例），即8.3L/min，液體被分散流入1530個獨立通道過濾，每個通道內流量實際下降為5.4ml/min。若過濾精度為3μm，通道數目為27個，長度縱向通道數目為91個，則該濾芯共有通道數為27×91×2 = 4914個。對于3μm精度的濾芯，盡管過濾介質（纖維絨毛）更密實，但過濾通道增至4914個，通道內流量僅為1.7ml/min，此時流量可稱為“虹吸流量”。由此可見，線繞濾芯過濾時能以大流量通過濾芯，卻以分散流量的結構方式，使濾芯在較小壓差下仍能保持良好的過濾性能。這種結構形式的濾芯還有利于濾除液體中的膠狀或凝膠性物質。線繞濾芯能以較大的濾孔過濾掉比孔徑細小得多的顆粒，因此常被稱作精密過濾元件。 四、線繞濾芯的選用由于競爭激烈，多數濾芯廠家爭相壓縮成本，主要方法及不良影響如下：簡化繞線方式：雖提高生產效率，但造成濾芯過濾通道大量堵塞，形成盲孔（簡化繞線方式會使表層菱形孔被下層紗線攔截，形成盲孔），使線繞濾芯退化成表面過濾型濾芯。改變內、外徑標準，減少濾芯厚度：雖節省紗線原料，但導致過濾層變薄，過濾通道縮短，過濾效果變差，穩定性降低。使用劣等原料：雖降低成本，但造成濾芯腐蝕。因此，在選擇濾芯供應廠商時，應考察其是否有完備的濾芯質量管理機制，是否有能力確保濾芯質量。選用線繞濾芯時應注意以下問題：觀察濾芯濾孔是否貫通：濾孔大量堵塞而成盲孔的濾芯已失去繞線濾芯的效果。檢查濾芯內、外徑：看過濾層次是否已被縮減。觀察濾芯的紗線、骨架是否有腐蝕情況：腐蝕會弱化過濾效果，造成電鍍溶液污染。五、線繞濾芯的應用領域線繞濾芯具有流量大、低壓差、適用于低粘度介質、抗腐蝕性強等特點，因此廣泛應用于大流量純水系統的前置過濾、電廠鋼廠的水污水及循環水處理、食品行業（如食用油、蔬菜油、糖漿、巧克力等漿液的過濾處理）、化學工業制劑處理（如電鍍液藥液、油漆、油料、涂料、機械用油、切削油、重油、燃油、高粘度樹脂、油脂的過濾）、制藥過濾等領域。線繞濾芯的結構以防止纖維方式纏繞在骨架上，具有較高的過濾壓力承受能力，同時不損失壓力，使用壽命長。聚丙烯纖維無毒無害，加工工藝為熱熔非膠粘，非常適用于食品飲料工業。礦泉水、糖漿、酒類、食用油、飲料用水、可樂飲料等產品的生產，以及純水、有機溶劑、印制線路板、電鍍等行業和醫藥衛生領域，均對線繞濾芯有很高的依賴性。線繞濾芯能有效除去液體中懸浮物、微粒等，流量大，壓力損失小，濾渣負荷高，使用壽命長，能承受較高的過濾壓力。根據被過濾液體的性質，濾芯有多種材質可供選擇，確保濾芯與濾液有良好的相容性。 六、線繞濾芯的過濾原理線繞濾芯過濾除依靠濾芯粗紗交叉重疊而成的孔徑柵格攔截作用外，還包括通道壁上纖維的掛鉤作用和顆粒在通道內的沉積作用。1. 濾芯通道壁上纖維的掛鉤作用液體從濾芯外層流經窄長而彎曲的通道進入內層，通道壁上布滿卷曲的纖維絨毛，能將液體中的顆粒鉤住并滯留在通道內。2. 顆粒在濾芯通道內的沉積作用濾芯通道窄長而彎曲，液體以一定流速通過時會反復撞擊通道壁，液體中的顆粒逐漸沉積在通道內，如同河水流經河道彎曲處時污泥沉積下來一樣。3. 過濾原理待過濾液體由濾器進口壓入，經濾芯自外向里透過濾層而被過濾成清澄液體，然后經出口排出。雜質被截留在濾芯的深層及表面，達到過濾目的。液體先由進口管進入過濾器殼體的下部，然后從外向內流過濾芯，較粗的顆粒立即沉淀下來，由排污閥放出，較小的顆粒被濾芯攔截。zui后潔凈的液體經濾芯托盤匯集后，由出口管流出。待過濾液體流入線繞濾芯，然后分流于濾芯內部，經過過濾、破乳、水分子長大、聚結的過程，過濾后液體從出口流出，雜質截留在濾芯內，聚結的水珠沉降于沉淀槽中，通過放污閥排出。4. 線繞濾芯保養防止顆粒物質進入濾芯內部：使用除塵濾芯（如PP濾芯、線繞濾芯）時，要防止顆粒物質進入濾芯內部，堵塞或卡住系統內部。定期維護和保養：使用一段時間后，要對濾芯進行維護和保養。定期清洗：濾芯經過長時間使用后，系統中會沉積大量雜質或其他污染物，需進行清洗以發揮濾芯的zui大作用。保持濾紙濕潤：要保證濾紙始終處于濕潤狀態，不能出現干燥情況，以延長使用時間并保證過濾精度。纖維式過濾法保養：通過纖維式過濾法，粉塵容易進入除塵濾芯中的儲塵器中，再經過反吹剝落濾筒上的粘性物質，不會影響濾筒過濾效果，也能更好保護環境，zui大程度上延長其使用時間。