反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。

　　反滲透膜在水處理應(yīng)用中的25個(gè)常見問題及解決方法！

　　工作原理

　　要了解反滲透，首先要了解“滲透”的概念。滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種含有不同鹽類的水，如用一張半滲透性的薄膜分開就會(huì)發(fā)現(xiàn)，含鹽量少的一邊的水分會(huì)透過膜滲到含鹽量高的水中，而所含的鹽分并不滲透，這樣，逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止，這一過程稱為滲透。然而，要完成這一過程需要很長(zhǎng)時(shí)間。但如果在含鹽量高的水側(cè)，施加一個(gè)壓力，其結(jié)果也可以使上述滲透停止，這時(shí)的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大，可以使方向相反方向滲透，而鹽分剩下。因此，反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中(如原水)，施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透向相反方向進(jìn)行，把原水中的水分子壓力到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

　　反滲透膜在水處理應(yīng)用中的25個(gè)常見問題及解決方法！

　　RO膜原理圖

　　1. 反滲透系統(tǒng)應(yīng)多久清洗一次?

　　一般情況下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化通量下降10～15%時(shí)，或系統(tǒng)脫鹽率下降10～15%，或操作壓力及段間壓差升高10～15%，應(yīng)清洗RO系統(tǒng)。清洗頻度與系統(tǒng)預(yù)處理程度有直接的關(guān)系，當(dāng)SDI15<3時(shí)，清洗頻度可能為每年4次;當(dāng)SDI15在5次左右時(shí)，清洗頻度可能要加倍但清洗頻度取決于每一個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

　　2. 什么是SDI?

　　目前行之有效的評(píng)價(jià)RO/NF系統(tǒng)進(jìn)水中膠體污染可能的最好技術(shù)是測(cè)量進(jìn)水的淤積密度指數(shù)(SDI，又稱污堵指數(shù))，這是在RO設(shè)計(jì)之前必須確定的重要參數(shù)，在RO/NF運(yùn)行過程中，必須定期進(jìn)行測(cè)量(對(duì)于地表水每日測(cè)定2～3次)，ASTM D4189-82規(guī)定了該測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。膜系統(tǒng)的進(jìn)水規(guī)定是SDI15值必須≤5。

　　3. 一般進(jìn)水應(yīng)該選用反滲透工藝還是離子交換工藝?

　　在許多進(jìn)水條件下，采用離子交換樹脂或反滲透在技術(shù)上均可行，工藝的選擇則應(yīng)由經(jīng)濟(jì)性比較而定，一般情況下，含鹽量越高，反滲透就越經(jīng)濟(jì)，含鹽量越低，離子交換就越經(jīng)濟(jì)。由于反滲透技術(shù)的大量普及，采用反滲透+離子交換工藝或多級(jí)反滲透或反滲透+其它深度除鹽技術(shù)的組合工藝已經(jīng)成為公認(rèn)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)更為合理的水處理方案。

　　4. 反滲透膜元件一般能用幾年?

　　膜的使用壽命取決于膜的化學(xué)穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進(jìn)水水源、預(yù)處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析通常為5年以上。

　　5. 反滲透和納濾之間有何區(qū)別?

　　納濾是位于反滲透合同超濾之間的膜法液體分離技術(shù)，反滲透可以脫除最小的溶質(zhì)，分子量小于0.0001微米，納濾可脫除分子量在0.001微米左右的溶質(zhì)。納濾本質(zhì)上是一種低壓反滲透，用于處理后產(chǎn)水純度不特別嚴(yán)格的場(chǎng)合，納濾適合于處理井水和地表水。

　　6. 膜技術(shù)具有怎樣的分離能力?

　　反滲透是目前最精密的液體過濾技術(shù)，反滲透膜對(duì)溶解性的鹽等無機(jī)分子和分子量大于100的有機(jī)物起截留作用，另一方面，水分子可以自由的透過反滲透膜，典型的可溶性鹽的脫除率為>95～99%。操作壓力從進(jìn)水為苦咸水時(shí)的7bar(100psi)到海水時(shí)的69bar(1，000psi)。納濾能脫除顆粒在1nm(10埃)的雜質(zhì)和分子量大于200～400的有機(jī)物，溶解性固體的脫除率20～98%，含單價(jià)陰離子的鹽(如NaCl或 CaCl2)脫除率為20～80%，而含二價(jià)陰離子的鹽(如MgSO4)脫除率較高，為90～98%。超濾對(duì)于大于100～1，000埃(0.01～0.1微米)的大分子有分離作用。所有的溶解性鹽和小分子能透過超濾膜，可脫除的物質(zhì)包括膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。多數(shù)超濾膜的截留分子量為1，000～100，000。微濾脫除顆粒的范圍約0.1～1微米，通常情況下，懸浮物和大顆粒膠體能被截留而大分子和溶解性鹽。

　　7. 反滲透膜進(jìn)水最大允許二氧化硅濃度多少?

　　最大允許二氧化硅的濃度取決于溫度、pH值以及阻垢劑，通常在不加阻垢劑時(shí)濃水端最高允許濃度為100ppm，某些阻垢劑能允許濃水中的二氧化硅濃度最高為240ppm，請(qǐng)咨詢阻垢劑供應(yīng)商。

　　8. 鉻對(duì)RO膜有何影響?

　　某些重金屬如鉻會(huì)對(duì)氯的氧化起到催化作用，進(jìn)而引起膜片的不可逆性能衰減。這是因?yàn)樵谒蠧r6+比Cr3+的穩(wěn)定性差。似乎氧化價(jià)位高的金屬離子，這種破壞作用就更強(qiáng)。

　　9. RO系統(tǒng)一般需要何種預(yù)處理?

　　通常的預(yù)處理系統(tǒng)組成如下，粗濾(～80微米)以除去大顆粒，加入次氯酸鈉等氧化劑，然后經(jīng)多介質(zhì)過濾器或澄清池進(jìn)行精密過濾，再加入亞硫酸氫鈉還原余氯等氧化劑，最后在高壓泵入口之前安裝保安濾器。

　　10. 反滲透能脫除微生物如病毒和細(xì)菌嗎?

　　反滲透(RO)非常致密，對(duì)病毒、噬菌體和細(xì)菌具有非常高的脫除率，至少在3log以上(脫除率>99.9%)。但是還須注意的是，在很多情況下，膜產(chǎn)水側(cè)仍可能會(huì)出現(xiàn)微生物再次滋生，這主要取決于裝配、監(jiān)測(cè)和維護(hù)的方式，就是說，某一個(gè)系統(tǒng)的脫除微生物的能力關(guān)鍵取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操作和管理是否恰當(dāng)而不是膜元件本身的性質(zhì)。

　　11. 溫度對(duì)產(chǎn)水量有何影響?

　　溫度越高，產(chǎn)水量越高，反之亦然，在較高的溫度條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)調(diào)低運(yùn)行壓力，使產(chǎn)水量保持不變，反之亦然。關(guān)于產(chǎn)水量變化的溫度校正系數(shù)TCF請(qǐng)查閱相關(guān)章節(jié)。

　　12. 什么是顆粒和膠體污染?如何測(cè)定?

　　反滲透或納濾系統(tǒng)一旦出現(xiàn)顆粒和膠體的污堵就會(huì)嚴(yán)重影響膜的產(chǎn)水量，有時(shí)也會(huì)降低脫鹽率。膠體污堵的早期癥狀是系統(tǒng)壓差的增加，膜進(jìn)水水源中顆?；蚰z體的來源因地而異，常常包括細(xì)菌、淤泥、膠體硅、鐵腐蝕產(chǎn)物等，預(yù)處理部分所用的藥品如聚合鋁和三氯化鐵或陽(yáng)離子聚電介質(zhì)，如果不能在澄清池或介質(zhì)過濾器中有效的除去，也可能引起污堵。

　　13. 不作系統(tǒng)沖洗，最長(zhǎng)允許停機(jī)多久?

　　如果系統(tǒng)使用阻后劑，當(dāng)水溫在20～38℃之間，大約4小時(shí);在20℃以下時(shí)，大約8小時(shí);如果系統(tǒng)未用阻垢劑，約1天。

　　14. 怎樣才能使膜系統(tǒng)的能耗降低?

　　采用低能耗膜元件即可，但應(yīng)注意到它們的脫鹽率比標(biāo)準(zhǔn)膜元件略低。

　　可自由透過微濾膜，微濾膜用于去除細(xì)菌、微絮凝物或總懸浮固體TSS，典型的膜兩側(cè)的壓力為1～3bar。

　　15. 反滲透純水系統(tǒng)能否頻繁的啟停?

　　膜系統(tǒng)是按連續(xù)運(yùn)行作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的，但在實(shí)際操作時(shí)，總會(huì)有一定頻度的開機(jī)和停機(jī)。當(dāng)膜系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，必須用其產(chǎn)水或經(jīng)過預(yù)處理合格的水進(jìn)行低壓沖洗，從膜元件中置換掉高濃度但含阻垢劑的濃水。

　　16. 膜元件上安裝鹽水密封圈其方向怎樣確定?

　　要求膜元件上的鹽水密封圈裝在元件進(jìn)水端，同時(shí)開口面向進(jìn)水方向，當(dāng)給壓力容器進(jìn)水時(shí)，其開口(唇邊)將進(jìn)一步張開，完全封住進(jìn)水從膜元件與壓力容器內(nèi)壁間的旁流。

　　17. 怎樣從水中脫除硅?

　　水中硅以兩種形態(tài)存在，活性硅(單體硅)和膠體硅(多元硅)：膠體硅沒有離子的特征，但尺度相對(duì)較大，膠體硅能被精細(xì)的物理過濾過程所截留，如反滲透，也可以通過凝聚技術(shù)降低水中的含量，如混凝澄清池，但是那些需要依靠離子電荷特征的分離技術(shù)，如離子交換樹脂和連續(xù)電去離子過程(CDI)，對(duì)脫除膠體硅效果十分有限。

　　18. pH對(duì)脫除率、產(chǎn)水量和膜壽命有何影響?

　　反滲透膜產(chǎn)品對(duì)應(yīng)pH范圍，一般為2～11，pH對(duì)膜性能本身的影響很小，這是與其它膜產(chǎn)品不同的顯著特點(diǎn)之一，但是水中許多離子本身的特性受pH的影響巨大，例如當(dāng)檸檬酸等類的弱酸在低pH條件下，主要呈非離子態(tài)，而在高pH值下出現(xiàn)解離而呈離子態(tài)。

　　19. 進(jìn)水TDS和電導(dǎo)率之間關(guān)系怎樣?

　　當(dāng)獲得進(jìn)水電導(dǎo)率數(shù)值時(shí)，必須將其轉(zhuǎn)化成TDS數(shù)值，以便能在軟件設(shè)計(jì)時(shí)輸入。對(duì)于多數(shù)水源，電導(dǎo)率/TDS的比率為1.2～1.7之間，為了進(jìn)行ROSA設(shè)計(jì)，海水選用1.4比率而苦咸水選用1.3比率進(jìn)行換算，通常能夠得到較好的近似換算率。

　　20. 怎樣知道膜是否已受到污染?

　　以下是污染的常見癥狀：

　　在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，產(chǎn)水量下降;

　　為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量，必須提高運(yùn)行壓力;

　　進(jìn)水與濃水間的壓降增加;

　　膜元件的重量增加;

　　膜脫除率明顯變化(增加或降低);

　　21. 怎樣防止膜元件原包裝內(nèi)的微生物滋生?

　　當(dāng)保護(hù)液出現(xiàn)混濁時(shí)，很可能是因?yàn)槲⑸镒躺省Ｓ脕喠蛩釟溻c保護(hù)的膜元件應(yīng)每三個(gè)月查看一次。當(dāng)保護(hù)液出現(xiàn)混濁時(shí)，應(yīng)從保存密封袋中取出元件，重新浸泡在新鮮保護(hù)液中，保護(hù)液濃度為1%(重量)食品級(jí)亞硫酸氫鈉(未經(jīng)鈷活化過)，浸泡約1小時(shí)，并重新密封封存，重新包裝前應(yīng)將元件瀝干。

　　22. RO膜元件和IX離子交換樹脂的進(jìn)水要求有哪些?

　　理論上講，進(jìn)入RO和IX系統(tǒng)應(yīng)不含有如下雜質(zhì)：

　　懸浮物、膠體、硫酸鈣、藻類、細(xì)菌、氧化劑，如余氯等;

　　油或脂類物質(zhì)(必須低于儀器的檢測(cè)下限);

　　有機(jī)物和鐵-有機(jī)物的絡(luò)合物;

　　鐵、銅、鋁腐蝕產(chǎn)物等金屬氧化物;

　　23. RO膜能脫除哪些雜質(zhì)?

　　RO膜能夠很好地脫除離子和有機(jī)物，反滲透膜比納濾膜有更高的脫除率，反滲透通常能脫除給水中99%的鹽份，進(jìn)水中的有機(jī)物的脫除率≥99%。

　　24. 怎樣知道你的膜系統(tǒng)該用何種清洗方法進(jìn)行清洗?

　　為了獲得最好的清洗效果，選擇能對(duì)癥的清洗藥劑和清洗步驟非常重要，錯(cuò)誤的清洗實(shí)際上還會(huì)惡化系統(tǒng)性能，一般來說，無機(jī)結(jié)垢污染物，推薦使用酸性清洗液，微生物或有機(jī)污染物，推薦使用堿性清洗液。

　　25. 為什么RO產(chǎn)水的pH值低于進(jìn)水的pH值?

　　當(dāng)了解到CO2 、HCO3-和CO32-之間的平衡，就能夠找到這一問題的最好答案，在密閉的體系內(nèi)，CO2 、HCO3-和CO32-的相對(duì)含量隨pH值的變化而變化，低pH值條件下，CO2 占主要部份，在中等pH值范圍內(nèi)，主要為HCO3-，高pH值范圍內(nèi)，主要為CO32-。由于RO膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體，RO產(chǎn)水中的CO2 含量與RO進(jìn)水中CO2 的含量基本相同，但是HCO3-和CO32-常常能夠減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣就會(huì)打破進(jìn)水中CO2 、HCO3-和CO32-之間的平衡，在系列反應(yīng)中，CO2 將與H2O結(jié)合發(fā)生如下反應(yīng)平衡的轉(zhuǎn)移，直到建立新的平衡。

來源：中國(guó)水網(wǎng)　　　　　作者：中國(guó)水網(wǎng)