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來(lái)源：污水處理助手微信公眾號(hào)

反滲透技術(shù)，又叫RO（Reverse Osmosis）,主要是利用存在于膜兩側(cè)的壓力差為動(dòng)力從而實(shí)現(xiàn)膜的分離過(guò)濾，是一種非常先進(jìn)且有效的節(jié)能膜分離技術(shù)。

一、RO基本原理和優(yōu)勢(shì)

反滲透膜是實(shí)現(xiàn)反滲透技術(shù)的核心元件，是具有一定特性人工半透膜，采用高分子材料，模擬生物半透膜材料制成。

反滲透又稱(chēng)逆滲透，是以壓力差為推動(dòng)力，從水溶液中分離出溶劑的膜分離操作，是實(shí)現(xiàn)水過(guò)濾雜質(zhì)的過(guò)程。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反，故稱(chēng)反滲透。

技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，對(duì)膜一側(cè)施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)向反方向滲透，將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。在膜的低壓側(cè)得到的溶劑稱(chēng)為滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液稱(chēng)為濃縮液。

若用反滲透技術(shù)處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。就可以使反滲透壓力，達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。

反滲透是采用膜分離的水處理技術(shù)，屬于橫流過(guò)濾的物理方法。其優(yōu)點(diǎn)如下：

1、在室溫條件下，依靠水的壓力作為推動(dòng)力，運(yùn)行費(fèi)用較低；

2、無(wú)大量廢酸堿液排放，不污染環(huán)境；

3、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，自動(dòng)化程度高；

4、對(duì)原水水質(zhì)有較大的適應(yīng)范圍，出水水質(zhì)穩(wěn)定；

5、設(shè)備占地面積小，檢修維護(hù)工作量小。

二、RO水處理基本工藝

第一，一級(jí)一段處理工藝。液體進(jìn)入膜組件后，將純水與濃度液引出。相比于其他反滲透水處理工藝來(lái)說(shuō)，該工藝的整體流程更加便捷、操作簡(jiǎn)單，但是有著較高的局限性，無(wú)法滿(mǎn)足更高的水質(zhì)要求。

第二，一級(jí)多段處理工藝。在一級(jí)一段處理工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)液體進(jìn)行多步濃縮。相比于一級(jí)一段處理工藝來(lái)說(shuō)，該工藝的復(fù)雜性更高，可以滿(mǎn)足更高的水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。 

第三，兩級(jí)一段處理工藝。在使用一級(jí)方法難以達(dá)到實(shí)際水質(zhì)要求的情況下，可以使用二級(jí)一段處理工藝。相比于上述兩種一級(jí)工藝來(lái)說(shuō)，二級(jí)一段處理工藝的使用可以延長(zhǎng)反滲透膜的應(yīng)用年限，且不需要過(guò)多的人力操作，相應(yīng)處理成本也有所降低。

三、RO在水處理中的應(yīng)用 

（一）城市污水深度處理

在城市水污染深度處理中，反滲透技術(shù)可以促使污水回收率增高，應(yīng)用比較廣泛。

不同材質(zhì)的反滲透膜所產(chǎn)生的水污染深度處理效果存在差異。通常來(lái)說(shuō)，在城市水污染深度處理中，在城市居民生活污水的處理達(dá)標(biāo)后，對(duì)處理后水質(zhì)的要求更高( 例如進(jìn)行中水回用），此時(shí)，三醋酸纖維素中空纖維膜、螺旋卷式聚乙烯醇復(fù)合膜等能夠發(fā)揮出更好地效果。

相比于其他材質(zhì)的反滲透膜來(lái)說(shuō)，上述兩種材質(zhì)的反滲透膜對(duì)糞便大腸菌類(lèi)的截留率均達(dá)到100%、色度不高于1度 、滲透液在1mg/L~2mg/L 。同時(shí)，這兩種材質(zhì)的反滲透膜有著更高的水通量，抗污染能力更強(qiáng)。 

（二）工業(yè)廢水處理 

1、處理重金屬離子

將反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中，效果也非常不錯(cuò)，符合工業(yè)經(jīng)濟(jì)合理的總體設(shè)計(jì)原理，可以降低能耗和運(yùn)行成本以及操作管理難度。

用于工業(yè)廢水處理的反滲透裝置一般是內(nèi)壓管式或是卷式的組件，壓強(qiáng)一般穩(wěn)定在218MPa 左右，在重金屬離子回收方面效果極佳。其中，基于內(nèi)壓管式組件的反滲透裝置操作壓力穩(wěn)定在217MPa，此時(shí)，鎳的回收率在99%以上、鎳的分離率在97.12%~97.17%的范圍內(nèi)。 

2、處理含油廢水

通常來(lái)說(shuō)，含油廢水中的油分主要以三種形式存在，包括乳化油、分散油、浮上油。相比較來(lái)說(shuō)，分散油、浮上油的處理方法較為簡(jiǎn)單，依托機(jī)械分離、沉淀、活性炭吸附處理后，即可促使相應(yīng)油分的含量大幅降低。但是，對(duì)于乳化油來(lái)說(shuō)，其包含有機(jī)物，能夠發(fā)揮出表面活性劑的作用，且油分普遍以微米數(shù)量級(jí)大小的粒子存在，因此具備極高的穩(wěn)定性，難以有效、迅速實(shí)現(xiàn)水油分離。 

在反滲透水處理技術(shù)的支持下，可以在不破壞乳化液的情況下實(shí)現(xiàn)濃縮分離，隨后，對(duì)濃縮液展開(kāi)焚燒處理、對(duì)滲透液進(jìn)行回收利用或排放。

現(xiàn)階段，在含油廢水的處理中，出于是對(duì)最終處理效果、出水水質(zhì)的考量，普遍會(huì)將反滲透水處理技術(shù)與其他處理方法結(jié)合使用。例如，采用自配的DEMUL - B1作為破乳劑對(duì)高濃度的O/W型紡絲油劑廢水進(jìn)行破乳，然后以O(shè)SMONICS公司的SE反滲透膜對(duì)破乳后的水樣進(jìn)一步處理。結(jié)果表明：經(jīng)“破乳-反滲透”處理凈化后的水質(zhì)，其COD的去除率達(dá)到99.96%，含油量幾乎檢測(cè)不出。

（三）淡化苦咸水

在淡化苦咸水的過(guò)程中，通過(guò)引入反滲透水處理技術(shù)，能夠有效地抑制咸水中包含的鎂離子、鈣離子等無(wú)機(jī)鹽離子，實(shí)現(xiàn)純凈水質(zhì)量的增強(qiáng)。 

現(xiàn)階段，人們對(duì)純凈水的質(zhì)量要求提升，原有的處理方式(在咸水中加人阻垢劑)難以滿(mǎn)足人們的現(xiàn)實(shí)要求，引人反滲透水處理技術(shù)為必然選擇。 

在使用反滲透裝置展開(kāi)苦咸水淡化操作中，需要定期測(cè)試SDI指數(shù)、嚴(yán)格控制回收率、關(guān)注膜組件之間的壓差、并實(shí)時(shí)測(cè)定產(chǎn)水量與脫鹽率的變化。實(shí)踐中，反滲透裝置的脫鹽率穩(wěn)定在96%以上，淡化后的水質(zhì)符合我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

四、如何處理RO膜污染

膜污染是指與膜接觸的料液中微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜發(fā)生物理、化學(xué)作用或因濃差極化使某些溶質(zhì)在膜表面濃度超過(guò)其溶解度及機(jī)械作用而引起的在膜面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜通量與分離特性明顯下降的不可逆變化現(xiàn)象。

（一）微生物污染 

1、形成原因 

微生物污染是指微生物在膜--水界面上積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。 

這些微生物以反滲透膜為載體借助反滲透濃水段的營(yíng)養(yǎng)鹽而繁殖生長(zhǎng)，在反滲透膜表面形成生物膜層，導(dǎo)致反滲透系統(tǒng)進(jìn)出水間壓差迅速增大，產(chǎn)水量與脫鹽率快速下降，同時(shí)污染產(chǎn)品水。

微生物組成的生物膜可直接（通過(guò)酶作用）或間接（通過(guò)局部pH或還原電勢(shì)作用）降解膜聚合物或其他反滲透單元組件，造成膜壽命縮短，使膜結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，甚至造成重大系統(tǒng)故障。 

2、控制方法 

生物污染可通過(guò)對(duì)進(jìn)水進(jìn)行連續(xù)或間歇的殺菌消毒來(lái)控制。對(duì)采自地表和淺層地下的原水應(yīng)設(shè)置殺菌加藥裝置，投加氯類(lèi)殺菌劑，投加量一般以進(jìn)水余氯含量＞1mg／L為準(zhǔn)。 

（二）化學(xué)污染 

1、形成原因

常見(jiàn)的化學(xué)污染是膜元件內(nèi)沉積碳酸鹽垢，多數(shù)情況下是誤操作，阻垢劑加藥系統(tǒng)不完善，運(yùn)行過(guò)程中阻垢劑加藥中斷等。若沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，在幾天的時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行壓力增高、壓差增大、產(chǎn)水率下降的現(xiàn)象，若所選用的阻垢劑與水質(zhì)不匹配或加藥量不足也會(huì)發(fā)生膜元件內(nèi)結(jié)垢的現(xiàn)象，較輕的膜元件內(nèi)結(jié)垢可通過(guò)化學(xué)清洗恢復(fù)其功能，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成部分污染嚴(yán)重的膜元件報(bào)廢。

2、控制方法

防止膜元件內(nèi)結(jié)垢，首先選好適合系統(tǒng)水源水質(zhì)的反滲透阻垢劑，并確定最佳加藥量。其次加強(qiáng)對(duì)加藥系統(tǒng)的監(jiān)控，密切關(guān)注運(yùn)行參數(shù)的細(xì)微變，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)查找原因。另外，水中Fe3+含量高的原因多數(shù)是管路系統(tǒng)帶來(lái)，因此，系統(tǒng)管路包括水源管路盡可能采用鋼襯塑管路，以減少Fe3+含量。

（三）懸浮顆粒物和膠體污染 

1、形成原因 

懸浮顆粒和膠體是污堵反滲透膜的主要物質(zhì)，也是造成出水SDI（污泥密度指數(shù)）超標(biāo)的主要原因。

由于水源及地域的不同，懸浮顆粒和膠體的成分也有較大的差異。通常沒(méi)有受污染的地表水和淺層地下水的主要成分為：細(xì)菌、粘土、膠體硅、鐵氧化物、腐殖酸產(chǎn)物以及預(yù)處理系統(tǒng)中人為過(guò)量投入的絮凝劑、助凝劑（如鐵鹽、鋁鹽等）等。

另外，原水中帶正電荷的聚合物與反滲透系統(tǒng)中帶負(fù)電的阻垢劑結(jié)合而形成沉淀，也是此類(lèi)污染的成因之一。 

2、控制方法 

原水中懸浮物含量＞70mg/L時(shí)，通常采用混凝、澄清、過(guò)濾的預(yù)處理方法；原水中懸浮物含量＜70mg/L時(shí)，通常采用混凝過(guò)濾的預(yù)處理方法；原水中懸浮物含量＜10mg/L時(shí)，通常采用直接過(guò)濾的預(yù)處理方法。

此外，微濾或超濾是近期興起的膜處理濁度及非溶解有機(jī)物的有效方式，能去除全部的懸浮物、細(xì)菌、大部分膠體和非溶解有機(jī)物，是較為理想的反滲透系統(tǒng)預(yù)處理工藝。 

五、RO應(yīng)用時(shí)注意事項(xiàng)

反滲透技術(shù)在水處理應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行必要的過(guò)濾。過(guò)濾工作是反滲透技術(shù)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，要對(duì)過(guò)濾過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免雜質(zhì)混在水中進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，以保護(hù)好滲透膜和設(shè)備，提高出水量，降低腐蝕的可能性。

要對(duì)反滲透裝置進(jìn)行定期的沖洗，特別是對(duì)于垢質(zhì)進(jìn)行清潔，維持半透膜的良好性能，延長(zhǎng)裝置的使用年限。

反滲透裝置在不使用時(shí)，會(huì)受?chē)e污水的影響，從而滋生微生物，因此，在裝置的停運(yùn)期間，需要對(duì)其進(jìn)行沖洗和消毒，并且對(duì)停運(yùn)期間的溫度進(jìn)行良好的設(shè)置，以保護(hù)反滲透膜。

操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守操作程序和操作規(guī)范，不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，在裝置使用前應(yīng)認(rèn)真檢查，避免因?yàn)椴僮魅藛T的失誤給裝置帶來(lái)?yè)p害，保證裝置能夠正常運(yùn)營(yíng)，順利開(kāi)展污水處理工作。

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