仿生來源

生活在海岸邊的海鷗，依靠喝海水可以補充身體的水分。1950年美國科學家DR.S.Sourirajan在觀察海鷗時發(fā)現(xiàn)，海鷗在掠過海面時會啜起一大口海水，在幾秒鐘的間隔后，吐出一小口的海水。他感到十分的困惑，因為陸生由肺呼吸的動物是絕對無法飲用含鹽量很高的海水的。后經過對海鷗的解剖發(fā)現(xiàn)，海鷗并沒有直接把海水喝下，而是把海水存在喉管里，海鷗喉管的結構是由一層層的粘膜組織構成的，海水經由海鷗吸入體內后加壓，再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過粘膜轉化為淡水,海鷗把經過粘膜組織過濾的淡水吸收到身體內部，然后把剩下的高濃度海水再吐出來，海鷗之所以能喝海水的奧秘就在這里。這也就是反滲透法的基本理論架構。

反滲透設備

技術說明:反滲透（簡稱RO）是膜分離技術的一種，它依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑和溶質分離的特性工作。

"滲透"是一種物理的現(xiàn)象，逆滲透就是在含有鹽及各種細微雜質的水中（即原水）施加比自然滲透的更大的壓力，使水從濃度高的一方滲透到濃度低的一方，而原水中絕大多數(shù)的細菌雜質、有機物、重金屬、細菌及其它有害物質等都經污水口排放掉。

反滲透裝置

反滲透裝置特點及應用范圍:

·脫鹽率高，又可以同時除去細菌、毒素及其它有機物，出水水質符合國標GBI7323-1998標準;

·反滲透裝置主件采用進口美國的復合膜元件及進口高壓不銹鋼泵，進水適應性、脫鹽率和使用壽命等方面，與其它反滲透元件相比，具有的優(yōu)點;

·設計壓力:1.05~1.6Mpa，脫鹽率:96~99%;

·自動化程度高，運行穩(wěn)定，故障率低且運行費用低等優(yōu)點;

·適用酒勾兌用水，罐頭產品加工用水，瓶、桶裝飲用水，各種飲料用水;

·適用于電子、化工、電力、制藥等行業(yè)用水的制備;

·適用于高純水的處理。

系統(tǒng)組成

預處理系統(tǒng)

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、超濾等。其主要作用是降低原水的污染指數(shù)（SDI）、余氯，藻類，細菌等其他雜質，達到反滲透的進水要求。預處理系統(tǒng)的設備配置應該根據(jù)原水的具體情況而定。

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(tǒng)

是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括混床、殺菌、EDI等其中的一種或者多種設備。后處理系統(tǒng)能把反滲透的出水水質更好的提高，使之滿足使用要求。

清洗系統(tǒng)

主要有清洗水箱、清洗水泵、精密過濾器組成。當反滲透系統(tǒng)受到污染出水指標不能滿足要求時，需要對反滲透進行化學清洗使之恢復功效。

電氣控制系統(tǒng)

是用來控制整個反滲透系統(tǒng)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。

主要工藝流程

1.原水罐（可選）反滲透裝置流程工藝圖（點擊看大圖）

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(wěn)定對水處理系統(tǒng)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(tǒng)供水壓力，穩(wěn)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20um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(tǒng)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。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。同時，設備具有自我維護系統(tǒng)，運行費用很低。

5.離子軟化系統(tǒng)/加藥系統(tǒng)

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?jié)馑颂貏e是RO裝置最后一根膜組件濃水側出現(xiàn)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的濃度積大于其平衡溶解度常數(shù)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(tǒng)等后續(xù)設備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯，目的是把上級過濾單元漏掉的大于5um的雜質除去。防止其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(tǒng)

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。反滲透法的脫鹽率高，回收率高，運行穩(wěn)定，占地面積小，操作簡便，反滲透裝置在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。

8.臭氧殺菌器/紫外線殺菌器（可選）

殺滅由二次污染產生的細菌保證成品水的衛(wèi)生指標.

技術現(xiàn)狀

我國的水處理行業(yè)特別是純水制備專業(yè)的工藝與設備水取得了長足的進步，進而促進了食品、制藥、化工、電力、生活飲用等領域的發(fā)展，特別是近些年來，反滲透工藝被各行業(yè)廣泛接受。

該行業(yè)迅速發(fā)展的主要原因:國家對行業(yè)水質標準的完善及提高促使相應行業(yè)對提高水質的要求增長較快，市場需求較旺;國外膜產品大量涌入中國市場，加速了國內膜技術的成熟;國民經濟高速增長，企業(yè)購買力加強;市場不斷擴展與生產成本下降形成良性循環(huán);現(xiàn)今反滲透工藝技術的應用發(fā)展迅速，技術市場日漸成熟。

主要用途

1、制取電子工業(yè)生產如顯像管玻殼、顯像管、液晶顯示器、線路板、計算機硬盤、集成電路、芯片、單晶硅半導體等工藝所需的純水、高純水;

2、制取熱力、火力發(fā)電鍋爐，廠礦企業(yè)中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水;

3、制取醫(yī)藥工業(yè)所需的醫(yī)用大輸液、注射劑、藥劑、生化制品純水、醫(yī)用無菌水及人工腎透析用純水等;

4、制取飲料（含酒類）行業(yè)的飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水，酒類釀造水和勾兌用純水;

5、海水、苦咸水制取生活用水及飲用水;

6、制取電鍍工藝用去離子水;電池（蓄電池）生產工藝的純水;汽車、家用電器、建材產品

表面涂裝、清洗沌水;鍍膜玻璃用純水;紡織印染工藝所需的除硬除鹽水;

7、石油化工業(yè)如化工反應冷卻水;化學藥劑、化肥及精細化工、化妝品制造過程用工藝純水;

8、賓館、樓宇、社區(qū)機場房產物業(yè)的優(yōu)質供水網(wǎng)絡系統(tǒng)及游泳池水質凈化;

9、線路板、電鍍、電子工業(yè)廢水處理及回用;

10、生活、醫(yī)院、制革、印染、造紙工業(yè)廢水及垃圾滲瀝液的處理。

應用

在國內以反滲透工藝生產純水的最大市場屬電力工業(yè)，該行業(yè)享受國家優(yōu)先發(fā)展政策，具有雄厚的財力，其工程的數(shù)量及規(guī)模非其它行業(yè)可比，從而使其成為水處理行業(yè)的最大用戶，火電廠蒸汽鍋爐給水處理的反滲透工藝已被廣泛接受，并大量采用國產設備，前景良好。制藥工業(yè)中，國家藥典對大輸液等規(guī)定采用蒸餾法，反滲透技術在片劑、口服液及蒸餾前處理的工藝用水市場已相當可觀，釀酒、飲料等食品行業(yè)采用純水勾兌工藝已成趨勢，瓶裝、桶裝飲用純水生產工藝中已大量采用一級或二級反滲透技術。與家用純水器及桶瓶裝水生產線相比，集團用純水機的市場空間也很廣闊，其發(fā)展將對改善企業(yè)、機關、學校及公共場所的飲水環(huán)境提供更實用的設備。

應用領域特點

反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的，具有以下幾點顯著特點:

·在常溫不發(fā)生相變的條件下，可以對溶質和水進行分離，適用于對熱敏感物質的分離、濃縮，并且與有相變化的分離方法相比，能耗較低。

·反滲透膜分離技術雜質去除范圍廣。

·較高的脫鹽率和水回用率，可截留粒徑幾個納米以上的溶質。

·利用低壓作為膜分離動力，因此分離裝置簡單，操作、維護和自控簡便，現(xiàn)場安全衛(wèi)生。

應用領域:

反滲透膜技術在電廠鍋爐補給水、電子、半導體行業(yè)超純水處理、化工及制藥行業(yè)的純水處理、食品、飲料、飲用水處理、海水、苦咸水淡化、冶金、輕工業(yè)、電鍍及皮革等行業(yè)的廢水處理等行業(yè)內得到了廣泛應用。

維護運行注意

反滲透純水機在正常運行一段時間后，RO膜會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染，這些污染中最常見的是碳酸鈣沉淀、硫酸鈣沉淀、金屬（鐵、錳、銅、鎳、鋁等）氧化物沉淀、硅沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM天然有機物質、合成有機物（如:阻垢劑/分散劑，陽離子聚合電解質）、微生物 （藻類、霉菌、真菌）等污染。

清洗方法

反滲透技術因具有特殊的*性而得到日益廣泛的應用。反滲透凈水設備的清洗問題可能使許多技術力量不強的用戶遭受損失，所以要做好反滲透裝置的管理，就可以避免出現(xiàn)嚴重的問題。

1.低壓沖洗反滲透裝置

定期對反滲透裝置進行大流量、低壓力、低pH值的沖洗有利于剝除附著在膜表面上的污垢，維持膜性能，或當反滲透裝置進水SDI突然升高超過5.5以上時，應進行低壓沖洗，待SDI值調至合格后再開機。

2.反滲透裝置停運保護

由于生產的波動，反滲透裝置不可避免地要經常停運，短期或長期停用時必須采取保護措施，不適當?shù)靥幚頃е履ば阅芟陆登也豢苫謴汀?/p>

短期保存適用于停運15d以下的系統(tǒng)，可采用每1~3d低壓沖洗的方法來保護反滲透裝置。實踐發(fā)現(xiàn)，水溫20℃以上時，反滲透裝置中的水存放3d就會發(fā)臭變質，有大量細菌繁殖。因此，建議水溫高于20℃時，每2d或1d低壓沖洗一次，水溫低于20℃時，可以每3d低壓沖洗一次，每次沖洗完后需關閉凈水設備反滲透裝置上所有進出口閥門。

長期停用保護適用于停運15d以上的系統(tǒng)，這時必須用保護液（殺菌劑）充入凈水設備反滲透裝置進行保護。常用殺菌劑配方（復合膜）為甲醛10（質量分數(shù)）、異噻唑啉酮20mg/L、亞硫酸氫鈉1（質量分數(shù)）。

3.反滲透膜化學清洗

在正常運行條件下，反滲透膜也可能被無機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上會引起凈水設備反滲透裝置出力下降或脫鹽率下降、壓差升高，甚至對膜造成不可恢復的損傷，因此，為了恢復良好的透水和除鹽性能，需要對膜進行化學清洗。

一般3~12個月清洗一次，如果每個月不得不清洗一次，這說明應該改善的預處理系統(tǒng)，調整的運行參數(shù)。如果1~3個月需要清洗一次，則需要提高設備的運行水平，是否需要改進預處理系統(tǒng)較難判斷。

現(xiàn)狀

純水生產設備由多種工藝設備組合而成，涉及的基礎材料、配件及電機、水泵等基礎工業(yè)產品很多，其整體設備水平也是國內產品水平的一個縮影，該行業(yè)設備特點如下:

（1）以反滲透膜、壓力殼、高壓泵為代表的國內、外高技術產品得到廣泛應用，市場的競爭主要不僅發(fā)生在國外產品之間，也發(fā)生在國內公司之間。

（2）超濾、電滲析、精濾、微濾等為代表的主要國產配套設備以其性能、質量及價格等優(yōu)勢，穩(wěn)定地占據(jù)了絕大部分國內市場，這充分顯示了我國長期科技投入及相關企業(yè)不懈努力在發(fā)展民族工業(yè)進程中的巨大作用。

（3）成套設備中反滲透膜等的主設備整體質量與效率普遍提高。

（4）國產成套設備中重視主要脫鹽設備而忽視預處理的現(xiàn)象較為普遍，此現(xiàn)象也極大的降低了設備的整體設計及運行水平，影響了整體設備的投資效益。

（5）國內水處理設備制造廠商在中低檔水平設備市場中競爭激烈。

看法

（1）大力扶植內資反滲透膜組件生產企業(yè)，使我國膜組件生產在國際市場中占有一席之地。吸引國際大型反滲透膜生產企業(yè)在境內建廠，全面促進該行業(yè)發(fā)展。

（2）純水生產及整個水處理行業(yè)的發(fā)展給予其配套的國內中小型工業(yè)、商業(yè)企業(yè)提供了良好的商機。相關企業(yè)應及時生產或引進行業(yè)配套的高水平材料、配件，以求與水處理行業(yè)同步發(fā)展。

（3）成套設備生產企業(yè)應進一步提高工藝設計水平，提高設備的生產、安裝水平,進而提高設備投資效益、降低能耗、提高原水利用率。具備條件的企業(yè)應瞄準*水平，提高國際競爭力，以帶動全行業(yè)的發(fā)展。

相關技術

納濾

納濾是介于反滲透和超濾之間的膜法液體分離技術，反滲透可以脫除最小的溶質，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。納濾本質上是一種低壓反滲透，用于處理后產水純度不特別嚴格的場合，納濾適合于處理井水和地表水。納濾適用于沒有必要像反滲透那樣的高脫鹽率的水處理系統(tǒng)，但對于硬度成份的脫除能力很高，有時被稱為"軟化膜"，納濾系統(tǒng)運行壓力低，能耗低于相對應的反滲透系統(tǒng)。