反渗透膜在活用水净化中的应用.doc

反渗透膜在生活用水净化中的应用 摘要： 反渗透膜过滤技术是一种高效、 低能和易操作的液体分离技术， 同传统的水处理方法相比具有处理效果好，可实现海水淡化、废水的循环利用和对有用物质回收等优点. 本文基于中空纤维反渗透膜技术的发展，研究其在生活用水净化中的应用现状，介绍了反渗透膜在纯水制备、废水处理、水净化等方面的应用，讨论了反渗透膜的研究方向和发展前景. 关键字：反渗透膜；纯水生产；废水处理：水净化 反渗透膜是以膜两侧静压差为推动力而实现对液体混合物分离的选择性分离膜，其操作压力一般为1.5~10.5MPa，反渗透膜只能通过溶剂（通常是水）而截留离子或小分子物质. 20 世纪 60 年代，lobe和 sourirajan采用相转化法制备出第一张不对称醋酸纤维素膜之后，反渗透膜技术才有了突破性的进展[1]. 反渗透膜的第二次突破是以界面聚合法制备高通量薄层复合膜的出现[2-4]. 中空纤维分离膜具有自支撑结构，组件制备工艺简单，放大效应小，在单位体积内可提供更大的膜面积[5]，堆积密度比管式膜大，预处理和维护比卷式膜更为简单[6]. 但国内外对中空纤维反渗透膜的研究仍处在实验研究阶段，目前还没有商品化的中空纤维反渗透膜膜组件，市场上的反渗透膜大多是以界面聚合法制备的全芳香聚酰胺管式或卷式膜.日东电工集团/美国海德能公司已联合推出增强型的污染卷式反渗透复合膜-PROC10 和低压高脱盐卷式反渗透复合膜-CPA 已在纯水制备、废水处理等方面得到广泛应用. 本文对反渗透膜在、纯水生产、废水处理及水净化等领域的应用进行综述。 水是人们赖以生存和进行生产活动必不可少的物质条件。由于淡水资源日益缺乏, 世界上反渗透水处理装置的能力已达到每天数百万吨。现在采用反渗透膜淡化海水制取饮用水已成为最经济的手段[7], 每吨水耗电在 5 kW·h 以下,最大的装置处理能力达 2.0×105 m3/d,同样它也是苦咸水淡化最经济的方法, 每吨水耗电在0.5~3 kW·h, 最大的装置处理能力达 1.3×105 m3/d。2000 年, 在国家科技部重点科技攻关项目“日产千吨级反渗透海水淡化系统及工程技术开发”的支持下,1000 t/d 级的反渗透海水淡化示范工程先后在山东长岛、浙江嵊泗建成 [8]。 1 纯水生产 纯水在人们的日常生活和工业生产中的重要作用日益突出，饮用纯水的品质已成为影响人们的生活水平及健康状况的重要因素；另外，对烧碱及制药工业来说，水质的好坏也直接影响到产品质量. 1.1 饮用水生产 20 世纪 80 年代欧美国家已将反渗透膜广泛应用于生活用水的净化处理，20 世纪 90 年代后期我国也开始大规模使用反渗透膜技术. 巴西南部的某超纯水 生产厂，利用膜总面积为 28 000 m2反渗透系统生产超纯水，产水电导率为 0.3 μS/cm，反渗透膜的水通量为 650 m3/h[9]. 咸阳国际机场供水是含铬及氟苦咸水，水质较差，不宜饮用，尚天宠采用反渗透装置对其进行净化、淡化处理后成为符合国家生活饮用卫生标准和世界卫生组织饮水水质准则的优质水[10]. 1.2 工业用水生产 在工业用水方面，反渗透膜分离技术主要用来脱盐、脱色和除杂. 张菊青等[11] 采用反渗透膜技术制取的高纯水质量完全达到了烧碱工艺用水要求，反渗透膜 采用美国海德能公司生产的 CPA3-LD 系列超低压卷式复合膜组件（RO 组件），单支膜组件标准产水量为41.6 m3/d，标准截留率为 99.7%. 氯碱工业水中的 Ca 2+、Mg2+等离子严重影响产品的质量，因此为得到高纯度的氯化钠必须将其除去. Madaeni 等人用不同的商品反渗透膜（FT30，PVD，DOW-PS）对氯碱工业用水进行处理[12]，研究结果表明，PVD 膜具有较高的钙镁离子脱除率，同时对氯化钠的截留率较低. 1.3 制药用水生产 反渗透作为一种新型的膜分离技术，已广泛应用于制药行业. 浙江大东吴集团红延药业有限公司根据其工艺用水特点[13]，选用美国海德能公司的超低压聚酰胺复合膜，采用二级反渗透法制取医药纯水. 红延药业有限公司所处的浙江省湖州市自来水水质浊度低，电导率在 300 μS/cm 左右，硬度（以 CaCO3计）约140 mg/L，经反渗透处理后，出水电导率在 0.52~1.92μS/cm，水通量可达 2.3 m3/h，二级反渗透回收率达到80%，满足了制药工艺要求. M Belkacema 等[14]采用BW30LE-440 管式聚酰胺反渗透膜处理阿尔及尔的地下水作为制药用水，每支反渗透膜的有限面积为 35m2. 原水经过沉淀、消毒、砂滤等预处理，浊度由 0.46 NTU 降至 0 NTU，产水电导率为 1 700 μS/cm. 预处理水经过反渗