反滲透法介紹

　　反滲透法可以有效的清除溶解於水中的無(wú)機(jī)物，有機(jī)物，細(xì)菌，熱原及其它顆粒等，是透析用水之處理中重要的一環(huán)。要了解"反滲透"原理之前，要先解釋"滲透（osmosis）的觀(guān)念。所謂滲透是指以半透膜隔開(kāi)兩種不同濃度的溶液，其中溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜，則濃度較低的一方水分子會(huì)通過(guò)半透膜到達(dá)濃度較高的另一方，直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒(méi)達(dá)到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動(dòng)狀態(tài)會(huì)暫時(shí)停止，此時(shí)所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大於滲透壓時(shí)，則水份的移動(dòng)會(huì)反方向而行，也就是從高濃度的一側(cè)流向低濃度的一側(cè)，這種現(xiàn)象就叫作"反滲透"。反滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面，對(duì)於單價(jià)離子（monovalent　ions）的排除率（rejection　rate）可達(dá)90%-98%，而雙價(jià)離子（divalent ions）可達(dá)95%-99%左右（可以防止分子量大於200道爾敦的物質(zhì)通過(guò)）。

　　反滲透水處理常用的半透膜材質(zhì)有纖維質(zhì)膜（cellulosic），芳香族聚醞胺類(lèi)（aromatic polyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的結(jié)構(gòu)形狀有螺旋型（spiral wound），空心纖維型（hollow fiber）及管狀型（tubular）等。至於這些材質(zhì)中纖維素膜的優(yōu)點(diǎn)是耐氯性高，但在堿性的條件下（pH ≥8.0）或細(xì)菌存在的狀況下，使用壽命會(huì)縮短。polyamide的缺點(diǎn)是對(duì)氯及氯氨之耐受性差。

　　如果反滲透前沒(méi)有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成反滲透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透雖然價(jià)錢(qián)較高，因?yàn)橐话惴礉B透膜的孔徑約在l0A以下，它可以排除細(xì)菌，及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準(zhǔn)備血液透析析釋用水準(zhǔn)備這一道步驟。

　　反滲透系統(tǒng)的調(diào)試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)掌握：

　　運(yùn)行條件

　　運(yùn)行前準(zhǔn)備

　　試車(chē)運(yùn)行

　　分離流程

　　反滲透膜分離工藝設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的流程有如下幾種：

　　①一級(jí)一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級(jí)一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。

　?、谝患?jí)多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過(guò)程時(shí)，一次濃縮達(dá)不到要求時(shí)，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。

　?、蹆杉?jí)一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時(shí)，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級(jí)達(dá)不到時(shí)，可分為兩步進(jìn)行。即步先除去NaCl 90%，而第二步再?gòu)牟匠鏊腥コ齆aCl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時(shí)，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在低壓低濃度下運(yùn)行時(shí)，可提高膜的使用壽命。

　?、芏嗉?jí)反滲透流程在此流程中，將級(jí)濃縮液作為第二級(jí)的供料液，而第二級(jí)濃縮液再作為下一級(jí)的供料液，此時(shí)由于各級(jí)透過(guò)水都向體外直接排出，所以隨著級(jí)數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了液體的一定流速，同時(shí)控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。

　　超過(guò)濾法

　　超過(guò)濾法與逆滲透法類(lèi)似，也是使用半透膜，但它無(wú)法控制離子的清除，因?yàn)槟ぶ讖捷^大，約10-200A之間。只能排除細(xì)菌，，熱原及顆粒狀物等，對(duì)水溶性離子則無(wú)法濾過(guò)。超過(guò)濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的後步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來(lái)判斷超過(guò)濾膜是否有效，與活性碳類(lèi)似，平時(shí)是以逆沖法來(lái)清除附著其上的雜質(zhì)。

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