反渗透截留率控制多少

1. 什么是膜分离技术，类型及应用特点

膜分离技术的特点膜分离过程是一个高效、环保的分离过程，是多学科交叉的高新技术，在物理、化学和生物性质上呈现出各种各样的特性，具有较多的优势
。膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同(或称为截留分子量)，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
微滤(MF)又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤(UF)
是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
纳滤(NF)
是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，
其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、
食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。
反渗透(RO)
是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点
，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛，如垃圾渗滤液的处理。

2. 超滤能过滤重金属吗

问题一：超滤膜不能去除重金属吗？ 超滤膜孔径只有几纳米到几十纳米，而重金属离子的直径一般小于1纳米，因此不能出去，同样，比重金属离子直径还要小的氢离子等都可以通过，所以PH不会改变
但自来水已经是处理好的，俯中的重金属离子浓度都已达标，不会对健康造成危害，因此可以放心。
超滤膜净化除去的是细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物。这些东西有可能会在自来水运输过程中进入自来水

问题二：超滤膜能不能处理过滤重金属 超滤膜孔径只有几纳米到几十纳米，而重金属离子的直径一般小于1纳米，因此不能出去，同样，比重金属离子直径还要小的氢离子等都可以通过，所以PH不会改变
但自来水已经是处理好的，其中的重金属离子浓度都已达标，不会对健庆歼基康造成危害，因此可以放心。
超滤膜净化除去的是细菌以及比细菌体积大得多誉谨的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物。这些东西有可能会在自来水运输过程中进入自来水

问题三：净水器能过滤重金属吗？ 这个需要看净水器的构成，一般只有过滤（有分粗滤及细滤两组过滤桶的）以及活性炭吸附的净水器，只能去除水中的固态微粒及吸附自来水中的余氯，连钙镁离子都不能去除，即连硬水也不能处理为软水；带离子交换树脂处理的，可以去除部分金属离子，可以将硬水处理为软水。
但是，净水器如只使用不维护，即更换内胆，时间长了什么都不能完成。

问题四：超滤净水器能除重金属吗 超滤处理改哪工艺能不能除重金属与超滤净水器能不能除重金属是两个不同的概念。
1、理论上说，单纯的超滤处理工艺无法去除溶解状态的重金属离子。
2、如果是水中有重金属块、重金属颗粒还是可以去除的。
3、我们通常将以超滤膜为核心滤材的净水器俗称为超滤净水器，但超滤净水器并不只用超滤膜一项处理工艺，如果另外有KDF、离子交换纤维等其它过滤工艺，那就还是可以除重金属的。
结论：超滤净水器是不是能除重金属，要看重金属在水中存在的状态以及净水器整体配置。

问题五：超滤净水器能过除重金属和致癌物吗？ 没有绝对，只有相对。相对来说，能过滤掉水中有害物质，包括重金属，致于致癌物成分复杂，但过滤后相对要好的多。

问题六：净水器滤芯活性炭能过滤重金属吗 普通人常见的净水器类型包括反渗透净水器、超滤净水器、活性炭净水器、纳滤净水器等四种不同类型，有一些机器会把其中两项或者几项组合起来，“加强”其功能。例如，超滤加上活性炭，又可以过滤又可以吸附，很多颗料物和有机物都被处理掉。
这四种常见的家用净水器，到底效果哪种最好？上海市虹口区疾病预防控制中心质量管理科理化检验技师许对四种家用净水器净水功能进行了实验比较。结果显示，这四种常用的家用净水器总体净水效率应该是活性炭加反渗透最好，仅活性炭最差，纳滤优于超滤。
实验表明，活性炭主要对有机物指标有一定的去除效果，但随着通水量的增加，去除效率也有所下降。有超滤膜的净水器对浑浊度、细菌等有明显的去除作用，但同样有使用寿命。有纳滤膜的净水器对小分子物质去除率约60%左右，对其余指标均有较高的去除率，配套活性炭和纳滤膜也有使用寿命，与常规活性炭净水器一样。反渗透膜几乎对所有的指标均有很强的去除率，产出的水统称纯净水，矿物质含量非常低，反渗透膜的家用净水器对重金属有一定的去除率(规范要求砷去除率>8%)。
反渗透净水器中的反渗透技术是从20世纪60年代开始迅速发展起来的一项新技术，它通过化学物质的混合物与半透膜相接触，在静压梯度的作用下，水分子和一些离子物质能透过，而其他有机物和一些小分子组分基本不透过，从而实现物质的分离。反渗透技术目前在海水及苦咸水淡化脱盐方面应用十分普遍，在家用净水器中所占的比例也逐年递增。
据业内人士透露，反渗透膜是反渗透净水器的核心，反渗透膜的制造工艺要求十分严格，目前多数反渗透膜质量都较好，这些复合膜截留率可稳定在95%以上。目前国内反渗透膜片主要依靠进口。反渗透净水器对水压要求较高，反渗透净水器均自带增压泵。

问题七：超滤净水器能去除重金属污染吗 可以的，净水器中过滤的就是一些自来水中所不能过滤的一些杂质，我家安装的是荣事达的，安装后口感是好了不少，所以还是蛮好的

问题八：净水器真能去除自来水中的重金属吗 可以
这个需要看净水器的构成，一般只有过滤（有分粗滤及细滤两组过滤桶的）以及活性炭吸附的净水器，只能去除水中的固态微粒及吸附自来水中的余氯，连钙镁离子都不能去除，即连硬水也不能处理为软水；带离子交换树脂处理的，可以去除部分金属离子，可以将硬水处理为软水。
但是，净水器如只使用不维护，即更换内胆，时间长了什么都不能完成。
一个单纯的超滤膜根本无法滤除重金属的，这是由其膜的过滤孔径决定的，因为超滤膜的过滤孔径一般为0.1~0.01um（微米），而重金属比如铅Pb2＋离子的直径0.28nm（纳米），是完全能通过超滤膜孔径的，RO反渗透膜的过滤孔径为0.0001微米，即0.1纳米，所以能滤除重金属离子。
活性炭的吸附作用可去除水中部分重金属，重金属的去除率与活性炭的质量有很大关系，活性炭有煤质炭、果壳活性炭、竹炭等，最优的是椰壳活性炭，价格也相差很大，非专业人员很难甄别，所以最好选择大品牌厂家的产品。

3. 在纳滤（膜分离）过程中，Rejection是什么意思说的详细一些谢！

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
解析:

Rejection是指截留率

面向饮用水制备过程的纳滤膜分离技术

Application of nanofiltration membranes to drinking water proction

<<膜科学与技术 >>2003年04期

王大新 , 王晓琳

纳滤膜分离技术在饮用水制备方面具有独特的作用,是制备优质饮用水的有效方法.依据电荷效应,纳滤膜可以降低水质硬度,去除饮用水中对人体有害的硝酸盐、砷、氟化物和重金属等无机污染物;依据筛分效应,纳滤膜可以有效地去除农药残留物、三氯甲烷及其中间体、激素以及天然有机物等有机污染物.文章详细综述了国内外纳滤膜技术在饮用水制备中应用研究的最新进展,纳滤膜对地表水或地下水中存在的各种无机、有机污染物的分离特性及饮用水制备过程中的纳滤膜污染与防治对策.

膜分离技术处理电镀废水的实验研究

慧聪网 2005年9月20日10时17分 信息来源：夏俊方 网友评论 0 条 进入论坛

由图9可知，当压力(ΔP)小于3.0 MPa时，Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)的增加而上升；当压力(ΔP)大于3.0 MPa时，Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)增加而呈下降趋势。这一现象的原因和纳滤过程相似。当压力(ΔP)小于3.0 MPa时，Cu离子截留率(R1)的正向变化趋势可和纳滤过程作同样的解释。当压力(ΔP)大于3.0 MPa时，Cu离子截留率(R1)的反向变化趋势。这可能是由于压力已经达到反渗透膜最佳运行压力范围的上限。此时，膜拦截溶质的能力已大为减弱，溶质开始大量透过膜片，导致其截留率呈下降趋势。

由图10可知，COD截留率(R2)随着压力(ΔP)的增加而上升。和Cu离子的上升变化趋势的原因一样，非平衡热力学模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解释这一现象。

有一个问宴郑烂题：Cu离子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)变化曲线不同，COD曲线没有下降趋势。这可能是由于反渗透膜对COD分子和Cu离子的截留能力有所差异。当运行压力(ΔP)大于3.0 MPa时，膜对Cu离子的截留能力已经下降了很多，而对COD分子的截留能力下降不大。但晌漏可以发现，COD曲线随着压力的增加，已逐渐趋于平缓，这说明膜对COD的截留能力也在下降。

压力实验表明：SE抗污染反渗透膜的最佳运行压力为3.0 MPa。

3.2.2浓缩倍数(n)对反渗透膜分离性能的影响

反渗透实验采用3.0 MPa的压力运行。反渗透浓缩实验料液为纳滤过程浓缩10倍的浓缩液，体积50L。

反渗透浓缩试验采用浓水回流方式，即浓水回流入料液桶。浓缩倍数是按照料液桶内剩余料液的体积与原始料液的体积比来确定。例如，料液桶内还剩下1/10料液时，即为浓缩10倍，取样测试。

浓缩倍数对反渗透膜分离性能的影响曲线如图11、12、13所示。

由图11可知，膜通量(Jw)随着料液浓度(C)增加而降低。这一现象和纳滤过程一样，也可以根据优先吸附——毛细孔流模型来解释。

由图12可知，在浓缩两倍之前，Cu离子截留率(R1)随浓缩倍数(n)增大而上升，之后则开始呈下降趋势。这一现象可根据细孔理论来解释。细孔理论的依据有两点：其一是膜截留溶质分子主要考虑筛分作用的机理；其二是视溶质分子丛败为刚性球。反渗透过程截留溶质(中性分子和电解质)主要是依靠筛分机理，因此可以用细孔理论来解释。细孔理论表明：膜对溶质溶液的截留率在一定浓度范围内随溶液浓度的变化不大，可视为不变。在本实验中，浓缩两倍的浓度可能还未超出细孔理论所限定的范围，溶质浓度虽然增加，但还不能大量通过膜片，因此溶质的透过量变化不是很大。而同时，膜通量(Jw)在下降，但下降趋势不是很大。综合溶质透过量和膜通量两方面的因素，Cu离子的截留率呈略微上升的趋势。浓缩2倍以后，该浓度值可能已经超过细孔理论所限定的范围，溶质浓度的进一步增加导致其透过膜片的量开始逐步增加，因而Cu的截留率(R1)会呈下降趋势。

由图13可知，在浓缩6倍之前，COD离子截留率(R2)随浓缩倍数(n)增大而上升，之后则开始呈下降趋势。这一现象的原因和Cu离子截留率变化的原因一样。反渗透膜截留COD分子和Cu离子所依据的都是筛分原理，导致COD截留率在浓缩6倍时出现下降趋势，可能是6倍浓度是超过细孔理论所限定范围的临界点。

表2 反渗透浓缩分离实验数据表

项目浓度浓缩倍数 渗透液(mg/L) 浓缩液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)

Cu离子 COD Cu离子 COD Cu离子 COD

初 始 4.07 343 1478 2430 99.72% 85.88% 0.393

2 倍 6.06 552 2950 4375 99.79% 87.38% 0.346

4 倍 17.17 923 5889 8010 99.71% 88.48% 0.224

6 倍 47.78 1200 9183 11920 99.48% 90.16% 0.133

8 倍 121.49 4160 12216 15000 99.01% 72.27% 0.036

10 倍 220.45 5510 14325 17020 98.46% 67.63% 0.021

6．反渗透浓缩的实验结果

反渗透浓缩实验的目的是希望能够尽可能的浓缩料液，本次实验是在纳滤浓缩的基础上将料液再浓缩10倍，实验数据如表2所示。

由表2可以知道，在初始状态时，料液Cu离子浓度为1478mg/L，渗透液浓度为4.07mg/L；料液浓缩10倍后，其浓度达到14625mg/L，透过液浓度为220.45mg/L。

在初始状态时，料液COD值为2430mg/L，渗透液浓度为343mg/L；浓缩10倍后，浓缩液COD为17020mg/L，渗透液浓度为5510mg/L。

4. 结论

通过实验室规模的实验，研究了不同压力(ΔP)和浓缩倍数(n)条件下，纳滤膜和反渗透膜的分离性能，得到如下结论：

1．在ΔP=1.5 MPa条件下进行浓缩，纳滤膜可以使料液浓缩近10倍，料液体积浓缩为原来的1/10。纳滤膜对Cu离子的截留率在96%以上，对COD的截留率在57%以上。随着浓度的增加，纳滤膜的截留率会降低。

2．在ΔP=3.0 MPa条件下进行浓缩，反渗透膜可以使料液浓缩近10倍，料液体积浓缩为原来的1/10。反渗透膜对Cu离子的截留率在98%以上，对COD的截留率在67%以上。随着浓度的增加，反渗透膜的截留率会降低。

3．本实验在浓缩过程中，没有调整料液pH值。原因是pH值对膜分离性能确有影响，但在实际工程中调整pH值需要增加设备投资和运行费用。综合权衡效果和投资这两方面的影响，实际工程中一般不会调节对废水pH值后再进行膜分离处理。

4．和反渗透阶段相比，纳滤阶段的透过液浓度不是太高。因此，纳滤阶段的浓缩倍数应该还可以提高。

Research on The Treatment of Electroplating Rinsing Wastewater

with Separating Membrane

Xia junfang1，Gao qilin2

(1． Xia junfang， Shanghai Wantyeah Environment engineering CO.,Ltd )

(2．Cao haiyun )

Abstract In this article, the NF+RO system is used to condense the copper electroplating rinsing wastewater. The study show: In the NF phase, at the condition of that pressure(ΔP)=1.5 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 96% and COD is above 57%. In the RO phase, at the condition of that pressure(ΔP)=3.0 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 98% and COD is above 67%. When the the concentration of the wastewater increased, the rejection of NF and RO decreased.

Key words: Membrane separating, Nanofiltration, Reverse O *** osis, Condense,

Electroplating Wastewater

参考文献

[1] 许振良. 膜法水处理技术. 北京：化学工业出版社，2001 ：1～2

[2] Wang X L et al. Electrolyte transport through nanofiltration membranes by the space-charge model and the parison with Teorell-Meyer-Siever model. Journal of Membrane Science. 1995，103：117～133

[3] Nakao. S.,Kimura S. Models Transport Phenomena and Their Applications for Ultrafiltration Data. Journal of Chemical Engineering of Japan. 1982(15)：200～204。

4. 膜分离技术的技术特点

废水进入蒸发器抄之间，与即袭将排除系统的蒸馏水进行热交换，提高废水温度，回收热量，保证系统出水带走的热量降低。
机械蒸汽再压缩时，通过机械驱动的压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩至较高压力，通过提高二次蒸汽的品质(温度、压力、焓值、)进入蒸发器循环使用。用机械蒸汽再压缩方式加热的蒸发装置操作仅需很少的热量。机械蒸汽再压缩的工作原理类似于热泵，几乎全部的蒸汽都通过电能进行压缩和再循环，只需很少的生蒸汽用于开车和系统的平衡。
废水零排放之MVPC蒸发器的特点：
(1)低能耗、低运行费用；
(2)占地面积小；
(3)公用工程配套少，工程总投资少；
(4)运行平稳；
(5)无需原生蒸汽。

5. 反渗透法的特性

反渗透方法可以从水中除去90 %以上的溶解性盐类和99 %以上的胶体微生物及有机物等。尤其以风能、太阳能作动力的反渗透净化苦咸水装置,是解决无电和常规能源短缺地区人们生活用水问题的既经济又可靠的途径。反渗透淡化法不仅适用于海水淡化,也适合于苦咸水淡化。现有的淡化法中,反渗透淡化法是最经济的,它甚至已经超过电渗析淡化法。由于反渗透过程的推动力是压力,过程中没有发生相变化,膜仅起着“筛分”的作用,因此反渗透分离过程所需能耗较低。在现有海水和苦咸水淡化中,反渗透法是最节能的。反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离,即它不但可以脱除水中的各种离子,而且可以脱除比离子大的微粒,如大部分的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等,故反渗透分离法又有广谱分离法之称。 与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》,对高氟低矿化度苦咸水通过反渗透法淡化,出水水质可达到我国《饮用纯净水卫生标准》。有资料表明,反渗透法淡化苦咸水的能耗———电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行效果稳定可靠、符合“清洁生产”要求,反渗透法是较其他方法更为合理、有效的苦咸水淡化方法。
采用反渗透法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化,淡化过程中,系统运行稳定。系统的脱盐率达96 %以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。反渗透系统苦咸水淡化装置具有较强的适应性,可根据原水的水质情况,调整运行参数来实现对不同含盐量的苦咸水连续进行处理。该装置高度集成化,可望成为定型的成套设备。 在水处理方面使用反渗透技术在全世界的公认度：
1、Harvard美国哈佛大学医学院检验合格。
2、美国国家卫生试验所检验标准。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美国LOMA LINDA大学医学院检验合格。
4、美国加洲ORANGE COUNTY自来水管理局奖赏。
5、Dr.T.C.McDANIEL美国医学学会推荐。
6、Wcts检验合格。
7、CCEL检验超标准。
8、NASA美国太空总署采用航天飞机装备。
9、Coca cola（可口可乐）公司采用。
10、美国海军采用使海水变淡水。 给水预处理对反渗透法安全运行是至关重要的。无论地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有机物和无机物。虽然反渗透能截留这些物质,但反渗透主要是用来脱盐。如果反渗透给水中含有过多的浊度、悬浮物质,这些物质将会淤积在膜表面上,此外还可使水中硬度过高而结垢,这些将使流道堵塞,造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降,甚至使膜组件报废的严重结果。另外不同膜材料具有不同的化学稳定性,它们对p H、余氯、温度、细菌、某些化学物质等的稳定性也有很大的影响,对给水预处理的要求也不同。一般来讲,膜组件生产厂商均会提出给水水质指标。这些指标包括:
(1) 淤泥密度指数( S D I) 。该指数能较好地反映给水中胶体、浊度和悬浮物的含量,给水预处理后, S D I 越低对膜组件的使用年限越长, 一般要求S D I ≤4 。降低给水中的S D I ,可采取絮凝、沉淀、过滤等方法。
(2) p H。复合膜耐p H 范围较宽(2～11) ,而三醋酸纤维素耐p H 范围较窄(3～8) ,超过规定范围膜易水解。调节p H 的另一个目的是降低给水中的碱度。
(3)碱度。碱度是度量水样中和酸的能力,能与酸中和的物质是氢氧根离子、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐和磷酸盐等,碱度与氢氧化物和碳酸盐结垢有密切关系。碱度过高就必须用酸中和加以破坏。
(4) 温度。不同膜材料的耐温能力有所不同。如复合膜耐温可高达45 ℃,而三醋酸纤维膜则不能超过35 ℃,水温度过高还会增加膜的压密性,膜组件产水量会大大下降。此外较高的水温( 超过25 ℃) 会加速细菌的繁殖,这时更要注意灭菌措施。
(5) 铁锰的含量。铁、锰易造成膜面上污垢的沉积。
(6) 硫酸盐。硫酸盐(如CaSO4 ) 不易清除,当硫酸盐和钙、镁含量较高时,必须注意加防垢剂,严格控制水的回收率。
(7) 硬度。硬度主要指钙离子和镁离子的含量,它是碳酸盐垢和硫酸盐垢的主要成分。通过计算水中Lange2lier 饱和指数、Stiff 和Davis稳定指数可判断结垢的趋势。
(8)余氯。加氯灭菌也是反渗透淡化过程中不可少的过程,但不同膜材料的耐氯性有很大的差别。三醋酸纤维素耐氯性能较好,可耐1. 0 mg/ L 的余氯,而复合膜则只能在低于0. 1 mg/ L 下运行。通过加入亚硫酸氢钠可以降低余氯。
(9)总有机碳( TOC) 。TOC 过多可能引起微生物的污染,特别是经过杀菌消毒过程,如水温较高,消毒分解的有机物,正是细菌的饵料,以致残存的细菌繁殖更快,醋酸纤维素膜对此非常敏感。降低给水中的TOC ,可通过活性碳吸附。 虽然反渗透系统运行已证明是可靠的,但产生的故障报道也不少,如给水预处理不当、没有按规定控制各种运行参数,均系操作不当引起。因此,反渗透淡化系统安全运行必须注意以下问题:
(1) 定期测试S D I 指数。S D I 过高,会造成膜组件的不可逆污染,缩短组件的寿命。
(2) 控制回收率。回收率过高,一方面使难溶盐的组分超过溶度积而结垢,另一方面组件里的浓水流速过低,易于产生浓差极化引起结垢,同时不利于把水中胶体、悬浮物等排出。
(3) 注意膜组件的压差。膜组件的初期压差是很小的,如若压差增大较快,预示膜组件被污染或结垢,必须查出原因,并予以纠正。
(4) 注意产水量和脱盐率的变化,通常与压差变化同时出现。如在短时间内,产水量和脱盐率明显变化,必须检查预处理系统运行是否正常,如加药量是否合适、过滤器是否漏砂等。 (1)反渗透系统对二价及多价阳阴离子的截留效果高于单价离子(表1) 。
表1 阴、阳离子截留率( %)
阳离子阴离子
Fe3 + Ca2 + Mg2 + K+ Na + SO2 -4 Cl - F - HCO -3
100. 0 98. 8 99. 5 98. 5 96. 5 98. 4 96. 4 96. 0 94. 7
(2 )反渗透系统对水质极差的SO4 ·Cl2Na ·Mg型和SO4 ·Cl2Na 型苦咸水中的溶解性总固体、总硬度、铁、锰、钙、镁、钾、钠、硫酸盐、氯化物、二氧化硅等无机盐的去除率为96 %～100 %;总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性固体等指标去除率大于 98 % ,出水水质优于国家和国际水质标准.
(3)反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率为96 % ,六价铬去除率为92. 5 %。
(4)反渗透系统对污染性及毒理学指标、耗氧量、N H32N、NO22N 、NO32N、砷去除率40 %～83 %,低于上述无机盐类去除率,但原水中污染性指标含量相对较低,40 %～83 %的去除率完全可以满足生活饮用水卫生标准要求。
(5) 苦咸水中,微生物含量在地表水、地下水中差异较大,反渗透系统对细菌总数检测的去除率从44. 6 %提高到93. 2 % ,去除效果明显。
(6) 原水中毒理学指标及部分理化指标如铜、锌、铅、铬、镉、银、汞、硒、氰、挥发酚类、三氯甲烷、四氯化碳、苯并(a) 芘、滴滴涕、六六六含量均较低,大都低于检验方法的检出下限,不做加标检验,难以从运行水质指标中确定反渗透器对它们的去除效果,但根据中国预防医学科学院环境卫生监测所1997年7 月对一些反渗透装置加标检验报告来看,上述指标的去除率绝大部分达到100 %。 锅炉补给水、除盐水设备------各种蒸汽锅炉、火力发电厂、热水炉、石化热力锅炉等补给水。
中水、废水回用设备------石油化工、钢铁、市政、纺织印染等工业领域的中水、废水回用。
电子工业用超纯水设备------单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装、引线框架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。
一般工业用纯水设备-----镀膜玻璃、电镀、表面涂装、纺织印染、工业配液、工业产品清洗等用水。
生物医药行业用纯水设备-----针剂、粉针剂、大输液、生化制品用水、医用无菌水、口服液等符合GMP标准。
精细化工行业用纯水设备------化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。
饮料、食品行业水处理设备---饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水、天然水、矿化水、啤酒生产用水、白酒勾兑用纯水。
苦咸水淡化、海水淡化设备。
膜分离设备--药物分离、回收、浓缩、提纯设备。
生活饮用水处理、宾馆、楼宇、社区优质供水设备、直饮水工程。

6. 影响DTRO膜组件运行稳定的常见参数有哪些

影响反渗透系统运行的因素很多,以下几个因素至关重要。

1.预处理

反渗透系统的效率和寿命与原水的预处理效果密切相关。通过预处理可以有效地减少进水对膜的污染、结垢、损伤风险,使膜的使用寿命延长,降低运行费用。

2.进水的pH值

pH值的高低对膜系统的性能也有很大的影响,垃圾渗滤液在进入DTRO之前需将pH值调为酸性,一方面可以防止难溶无机盐结垢,另一方面可以使渗滤液中游离氨与加入的酸形成二价氨盐,而DTRO对类似多价离子的截留率很高,这就能提高难去除的氨氮的去除率,透过液通量随进水pH值的变化趋势见下图。

7. 第三节超滤

膜处理技术作为一项新型的高效分离技术，因其工艺简单、操作方便、设备紧凑、分离效果好、经济性高，进年来在水处理、环保、医药、食品、化工等领域得到快速应用。在解决水资源缺乏的问题上，膜处理技术起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起了人们的广泛关注。

微滤、超滤、纳滤、反渗透均属于外力驱动型膜处理技术。目前，在几种主要的膜分离技术中，以超滤和反渗透的应用最为广泛。

超滤过程是以膜两侧压差为驱动力、以机械筛分为基础的溶液分离过程。超滤膜的孔径为0.005～1.0μm。比超滤膜孔径小的物质和溶解在水中的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质将被截留下来浓缩在排放液中。因此，产水（透过液）含有水、 离子和小分子物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜阻隔，随浓缩液流出膜组件。膜不易被堵塞，可连续长期使用。超滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。图2-4所示为超滤膜的基本原理。

要过滤的水由超滤给水泵加压后输送到膜组件中，由于膜内外的压差作用，水渗过滤膜，而水中杂质则被截留，无法透过滤膜。如果分离的杂质在膜上过多沉积，会导致难溶性盐聚集在膜表面形成覆盖层进而结垢。为了避免这一点，往往在分离过程中让杂质随一部分水作为浓缩液流出去。根据膜的类型和应用不同，这样的过程要持续进行或者在回流时进行。超滤同传统的净化方式如絮凝、沉淀以及砂滤比较，其过滤的水质稳定、设备管理比较简单，不会产生过滤残渣或絮凝污泥等废弃物。

当超滤用于水处理时，其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等作用下的寿命，还直接关系到清洗可以采取的方法；亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度，影响膜的通量。超滤膜有各种类型和规格，可根据实际需要选用。

1.超滤膜制备所需的化学材料

制造超滤膜的材料有很多：但用于制造中空纤维式超滤膜的材料主要为成纤性能良好的高分子材料。对膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、抗微生物侵蚀性和抗氧化性，并且具有良好的亲水性，以得到较高的水通量和抗污染能力。目前：常用的中空纤维式超滤膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PFS)、聚砜(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能优良的聚偏氟乙烯和聚醚砜是日前最广泛使用的超滤膜材料。

2.超滤膜组件的结构

超滤膜一般可分为板框式(板式)、卷式、管式、中空纤维式等多种结构。

板式超滤膜是最原始的一种膜结构，主要用于大颗粒物质的分离，由于其占地面积大，能耗高， 逐步被市场所淘汰。

卷式膜组件也被称作螺旋卷式膜组件，由于其所用的膜易于大规模工业化生产，制备的 组件也易于工业化，所以获得了广泛的应用，涵盖了反渗透、纳滤、超滤、微滤四种膜分离过程，并在反渗透、纳滤领域有着最高的使用率。

管式超滤膜能较大范围地耐悬浮固体和纤维、蛋白等物质，对料液的前处理要求低，对料液可以进行高倍浓缩，但设备的投资费用高，占地面积大。

在众多的膜组件结构形式中，目前以中空纤维式超滤膜为主，组件的结构需要考虑尽量提高膜的填充密度，增加单位体积的产水量，尽量减小浓差极化的影响，便于清洗，制造成本低。

目前中空纤维式超滤膜以其不可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置的不同，中空纤维式超滤膜又可分为内压膜、外压膜两种，如图2-5所示。外压中空纤滤膜是将原液经压差沿维式超径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而其截留的物质则汇在中空纤维的外部。该膜进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的自由活动空间，因而更适合原水水质较差、悬浮物含量较高的情况。内压中空纤维式超滤膜中的原液进人中空纤维的内部，经压差驱动，沿径向由内向外透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空纤维的内部，由另一端流出。该膜进水流道是中空纤维的内腔，为防止堵塞，对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的要求，因而适合于原水水质较好的工况。

3.超滤膜组件的截留性能

⑴对微粒的截留。利用超滤通常可以将滤液的浑浊度降到0.1NTU以下。在原水浊度不稳定的情况下：使用超滤比较合适。与传统的净化过程相比，超滤可以非常容易地实现自动化。

⑵对有机质的截留。有机质包括微粒、胶体和能溶于水的有机物质。由于超滤对不同类型的有机质的截留能力不同，因此其净化效率就取决于水中有机质的成分组成。与传统的方式相比，用超滤的方法既不必考虑沉淀作用，又不必注意凝固物的可过滤性，因为超滤的净化效率与凝固物的形状和密度无关。根据是否絮凝与原水的水质不同，超滤对有机质的截留率为40%～60%。

超滤系统的运行有 全流过滤和错流过滤两种模式，全流过滤时 · 进水全部透过膜表面成为产水；而错流过滤时、一部分进水透过膜表面成为产水、另二部分则带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。当超滤的滤液通量较低时、超滤膜的过滤负荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而长期滤液通量稳定；当滤液通量较高时，超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大，清洗液的恢复率下降 · 不利于长期保持滤液通量的稳定。

(一)过滤模式

1.全流过滤模式

一般当原水中悬浮物和胶体含量较低(如SS<5、浊度<5NTU)时采用。原水以较低的错流流速进入膜管，浓水则以一定比例从膜管另一端排出。产水在膜管过滤液侧产出，水回收率通常是90%～99%，这由原水水质决定，和循环模式相比、全流过滤模式的操作成本较低，但水回收率和系统的出水能力可能会受限制。这种模式通常需要定期快冲和反冲来维持系统出力、当污物积累到一定程度时 · 就需要通过化学清洗来进行处理。

2.错流过滤模式

原水中悬浮物含量较高及在大多数非水应用领域，需要通过减少回收率来保持膜管内部的高流速、这样就会产生大量的废水。为了避免浪费，排出的浓水会被重新加压回流到膜管内。这样，虽然降低了膜管的回收率，但对于整个系统，回收率仍然很高。在这种模式下，进水连续地在膜表面循环，高速的循环水阻止了微粒在膜表面的堆积、并增加了滤液通量。因为较少的进水成为产水，为了一获得相同的产率，错流过滤模式的能耗就比全流过滤模式的大。

(二)超滤膜的运行

超滤膜运行前应按以下步序进行检查和启动工作：

⑴进水水质检查。重点是检查进水浊度，当浊度在系统限定值范围内时、方可运行超滤设备，其次是检查水中余氯含量及pH值。

⑵系统检查。按工艺路线图，检查设备及连接是否正确，同时检查阀门的开启状态是否正确。对于手动操作的系统要特别注意，开机时进水阀不能全开、浓水阀和产水阀应全开以避免开机时压力过大，造成对超滤膜的冲击 · 从而损坏设备。

⑶仪表的检查。检验各仪表是否正常，尤其是压力表是否完好。

⑷启动。当做好开机前的准备工作后。可试启动系统，即打开电源，启动泵后，立即停止，检查泵的叶轮转向是否正确，泵的运转有无异常噪声。当确认泵正常后，方可正式启动泵，启动后，应检查接口、管线有无渗漏，在自控程序运转的第一个周期内，应检验阀门的启闭是否正常，各种仪表运转是否正常。

⑸运行。设备运行时，应定时检查仪表是否正常，泵有无异常噪声，产水水质是否符合要求，尤其要注意压力表和产水流量，当出现异常时，应立即停机检査。一般全自动控制设计时，均考虑了系统的自我保护，若出现异常，系统会自动停运并报警。设备运行过程中，应按设计要求做好设备监控和记录工作；按设计要求定期对设备进行清洗、灭菌和消毒；应定期对设备进行排气或检查自动排气阀的工作状态。

⑹停机。①先降低系统压力和跨膜压差，然后停机。②当停机时间不超过7天时，可每天对设备进行20～60min(时间以一个过滤、顺冲、反洗、顺冲周期为准)的保护性运行，以使新鲜的水置换出设备内的存水。③当设备长期停用时，应先对设备进行彻底的清洗和消毒，然后将膜保护剂和抑菌剂注入设备中，封闭好设备所有接口，以保持膜的湿润，防止设备内滋生细菌和藻类。

(三)超滤膜的污染

膜污染是指料液中的颗粒、胶体或溶质大分子通过物理吸附、化学作用或机械截留等作用在膜的表面吸附、沉积造成膜孔堵塞，使膜发生透过通量与分离特性明显变化的过程。超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关健，吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同、因此产生吸附作用的机理也不同、一般可分为静电作用、疏水作用等。

(四)超滤系统的清洗

在超滤过程中，由于分离物质及其他杂质在膜表面会逐渐积聚，对膜造成污染和堵塞，因此膜的清洗是超滤系统中不可缺少的操作过程，膜的有效清洗是延长膜使用寿命的重要手段。超滤膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两大类，超滤系统的清洗包括水的正洗和反洗、气洗、化学清洗等。其中，水的正洗和反洗可以清除膜表面的滤饼层；而气法则利用气的强烈湍流，更有效地清除膜表面的污染层；化学清洗则通过化学反应宋清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部进水形成的污堵。

(五)超滤系统反洗

超滤反洗用水为超滤产水，因为反洗水带进的悬浮物将会集聚在支撑结构内而随后不断释放出颗粒、细菌和TOC等，所以原水不适宜作反洗用水。

随着超滤膜组件的长期使用，水中的杂质会沉积到膜上，使膜的分离性能逐渐受到影响。因此，在运行中当超滤膜的产水量下降20%以上或使用1～4个月时，需要对超滤进进行化学清洗，以便及时去除超滤膜上的污染物，防止超滤膜形成顽固性结垢 · 及时恢复膜的性能。

化学清洗分为酸性溶液清洗和碱性溶液清洗。当进水中硬度较高或金属离子（如铁离子)的含量超过设计标准，从而对膜的进水侧造成无机物污染时 · 需采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。对于生物污染的超滤膜，需采用碱性溶液对超滤膜装置进行清洗。清洗时应注意以下几点：

⑴所有清洗剂都必须从超滤系统的进水侧进人组件，以防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤层的背面进人膜丝壁的内部。

⑵超滤系统进行化学清洗前都先进行彻底的反洗。

⑶超滤系统的整个化学清洗过程需要2～4h；如果污堵严重，需要浸泡12h以上。

⑷清洗后，超滤系统停机时间如果超过三天，则必须按照长时间关闭的要求对超滤系进行保养维护。

⑸清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。

⑹清洗剂在循环进膜组件前必须去除其中可能存在的污染物

⑺清洗液温度一般可控制在10～40℃，提高清洗液温度能够提高清洗的效率。

⑻必要时，可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或反渗透产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。

对反渗透膜的化学清洗不能太频繁，以防止膜元件造成不可逆的损伤。

8. 微滤膜可以拦截多价离子吗

一、微滤（MF）膜技术
1、微滤(MF)的基本原理
微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为：0.3-7bar。微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术，以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。对微滤膜而言，其分离机理主要是筛分截留。
2、微滤膜的应用
1）水处理行业:水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除;
2）电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理;
3）制药行业:医用纯水除菌、除热原，药物除菌;
4）医疗行业:除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体;
5）食品工业:饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母和霉菌的去除，果汁的澄清过滤。
6）化学工业:各种化学品的过滤澄清。
二、超滤（UF）膜技术
1、超滤（UF）原理
超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。
超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 Dalton。严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米，截留分子量为1,000-300,000 Dalton。若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。
2、超滤膜的应用
超滤膜的应用范围极其广泛，基本上涉及过滤的行业都可以用到过滤设备，基本过滤的行业如下：
纯水与超纯水制备工艺中作为反渗透预处理以及超纯水的终端处理；工业用水中用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物；饮用水、矿泉水净化；发酵、酶制剂工业、制药工业的浓缩、纯化与澄清；果汁浓缩、分离；大豆、乳品、制糖工业、酒类、茶汁、醋等的分离、浓缩与澄清；工业废水与生活污水的净化和回收；电泳漆的回收。
超滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降，板框过滤，真空转鼓，离心分离，溶媒萃取，树脂提纯，活性炭脱色等工艺过程。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。
三、纳滤(NF)膜技术
1、纳滤(NF)原理
纳滤(NF)是一种新型分子级膜分离技术，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。NF膜孔径在1nm以上，一般在1-2nm;对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间;RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率。NF膜能够去除二价、三价离子，Mn≥200的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷，这是它在很低压力下(仅0.5MPa)仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因，也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源，水利用率一般为75%~85%，海水淡化时在30%~50%，没有酸碱废水排放。
2、纳滤膜在水处理中的应用
1）纳滤膜在饮用水中的应用
纳滤操作压力小，是饮用水制备和深度净化的首选工艺。
目前，大多数城市的给水水源均受到不同程度的污染，而自来水厂的常规处理工艺对水中有机物去除率不高，当采用氯杀菌消毒时，氯又会与水中的有机物会生成卤代副产物。Peltier等4年的跟踪研究表明：采用纳滤系统后水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，最终网线中三卤甲烷(THMs)的形成比未采用纳滤系统时减少了50%。另外，由于生物降解型溶解有机碳(BCOD)的减少，改进了产水的生物稳定性。
纳滤技术能够去除绝大部分的Ca、Mg等离子，因此脱盐是纳滤技术应用最多的领域。膜法水处理技术在投资、操作和维修及价格等方面与常规的石灰软化和离子交换过程相近，但具有无污泥、不需再生、完全除去悬浮物和有机物、操作简便和占地省等优点，应用实例较多。纳滤可以直接用于地下水、地表水和废水的软化，还可以作为反渗透、太阳能光伏脱盐装置等的预处理。
2）纳滤膜在海水淡化中的应用
海水淡化是指将含盐量为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。
3）纳滤膜在废水处理中的应用
①生活污水
生活污水一般用生物降解/化学氧化法结合处理，但氧化剂的用量太大，残留物多。薛罡等采用微絮凝纤维球过滤.超滤.纳滤组合工艺对宾馆洗浴废水进行了小试试验。超滤出水水质可达到回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节的用水要求，纳滤出水水质可达到生活饮用水卫生标准(GB5749.85)，可以回用至宾馆洗衣、洗浴等用水要求更高的环节。
②纺织、印染废水
纺织废水中含有的染料很难用生物的方法去除，Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的浓度、压力、总溶解性固体和无机盐含量等对纳滤膜截留性能的影响。
③制革废水
制革废水含有高浓度的有机物、硫酸盐和氯化物，酸洗工序的废液电导值达到75mS/cm。Bes-Pia采用NF技术回收了制革废水，所得到的高浓度硫酸盐浓水回到酸洗段，而氯化物的产水打回裂化反应鼓。
④电镀废水
电镀工厂往往产生大量废液，尽管采取酸化、化学无害化、沉降和分离污泥等复杂处理步骤，产水含盐量高，不能重新回用。
⑤造纸废水
在纸浆和造纸业中，匀浆、漂白和造纸等工序都需要大量的水。实现水系统的(半)密闭循环是纸浆厂、造纸厂节约水资源降低排放量的最佳途径。传统活性污泥法的产水中还含有部分有色化合物、微生物、抗体和少量的生物分解物，悬浮固体等，仅能被用于制造包装纸，不能用于更高级别纸的生产。另外，该法不能减少无机盐的含量。Koyuncu对比了水→纳滤以及造纸废水→活性污泥→纳滤两种处理工艺的实用性，实验表明：两种方法的出水质量相似，第二种方法的产水通量更好，出水可以用于高级别纸。但纳滤产水仍然含有一定量的一价盐，需要再增加低压反渗透装置脱除盐类才能保证循环水的质量。
四、反渗透（RO）膜技术
1、反渗透(RO)的原理
反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程在使用中为产生反渗透压需用水泵给含盐水溶液或废水施加压力以克服自然渗透压及膜的阻力使水透过反渗透膜，将水中溶解盐或污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。
2、反渗透膜在水处理中的应用
1）在水处理方面的常规应用
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。
2）在城市污水方面的应用
目前，反渗透膜在城市污水深度处理方面的应用尤其是污水处理厂二级出水回用及中水回用等，已受到高度重视。
3）在重金属废水处理方面的应用
含重金属离子废水的常规处理方法都只是一种污染转移,即将废水中溶解的重金属转化成沉淀或更加易于处理的形式，其最终处置常常是进行填埋，而重金属对地下水和地表水环境造成二次污染的危害依然长期存在。
4）在含油废水方面的应用
含油废水是一种量大面广的工业废水，若直接排入水体，会在水体表层产生油膜阻碍氧气溶入水中从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭，严重污染生态环境。油3.5mg/L、总有机碳(TOC)(16~23)mg/L的油田采出水处理到锅炉用水水质于是处理后的水回用于电站锅炉给水。
五、渗析膜技术
1、各种渗析膜技术原理
1）渗析
渗析(Dialysis，简称D)是溶质在自身的浓度梯度作用下，从膜的上游传向膜的下游的过程。
渗析是最早被发现并研究的膜分离技术，但因为受到本身体系的限制，渗析过程进行缓慢，效率低下，渗析过程的选择性不高，因此渗析过程主要用于脱除含有多种溶质溶液中的低分子量组分，如血液渗析，即以渗析膜代替肾来去除尿素、肌酸酐、磷酸盐和尿酸等有毒的低分子量组分，以缓解肾衰竭和尿毒症患者的病情。
2）电渗析
电渗析(Electrodialysis，简称ED)是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜对溶液中的阴阳离子的选择性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
3）倒极电渗析(EDR)
倒极电渗析就是根据ED原理,每隔一定时间(一般为15～20min),正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。在20世纪80年代后期,倒极电渗析器的使用,大大提高了电渗析操作电流和水回收率,延长了运行周期。EDR在废水处理方面尤其有独到之处,其浓水循环、水回收率最高可达95%。
4）液膜电渗析(EDLM)
液膜电渗析是用具有相同功能的液态膜代替固态离子交换膜,其实验模型就是用半透玻璃纸将液膜溶液包制成薄层状的隔板,然后装入电渗析器中运行。利用萃取剂作液膜电渗析的液态膜,可能为浓缩和提取贵金属、重金属、稀有金属等找到高效的分离方法,因为寻找对某种形式离子具有特殊选择性的膜与提高电渗析的提取效率有关。提高电渗析的分离效率,直接与液膜结合起来是很有发展前途的。例如,固体离子交换膜对铂族金属(锇、钌等)的盐溶液进行电渗析时,会在膜上形成金属二氧化物沉淀,这将引起膜的过早损耗,并破坏整个工艺过程,应用液膜则无此弊端。
5）填充床电渗析(EDI)
填充床电渗析(EDI)是将电渗析与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法,它的最大特点是利用水解离产生的H+和OH-自动再生填充在电渗析器淡水室中的混床离子交换树脂,从而实现了持续深度脱盐。它集中了电渗析和离子交换法的优点,提高了极限电流密度和电流效率。1983年Ke2dem.o.及其同事们提出了填充混合离子交换树脂电渗析过程除去离子的思想,1987年,Mlillpore公司推出了这一产品。填充床电渗析技术具有高度先进性和实用性,在电子、医药、能源等领域具有广阔的应用前景,可望成为纯水制造的主流技术。
6）双极性膜电渗析(EDMB)
双极膜是一种新型离子交换复合膜,它一般由层压在一起的阳离子交换膜组成,通过膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作为H+和OH-的供应源。双极性膜电渗析突出的优点是过程简单,能效高,废物排放少。目前双极性膜电渗析工艺的主要应用领域在酸碱制备。例如,用双极性膜和阳膜配成的二室膜可以实现有机酸盐(葡萄糖酸钠、古龙酸钠等)的转化,同时得到碱(NaOH),但浓度(酸最大浓度2molL-1,碱最大浓度6molL-1)和纯度两方面都受到限制。现在开发的应用领域还有废气脱硫、离子交换树脂再生、钾钠的无机过程等。
7）无极水电渗析
无极水电渗析是传统电渗析的一种改进形式,它的主要特点是除去了传统电渗析的极室和极水。例如在装置的电极紧贴一层或多层离子交换膜,它们在电气上都是相互联接的,这样既可以防止金属离子进入离子交换膜,同时又防止极板结垢,延长电极的使用寿命。由于取消了极室,无极水排放,大大提高了原水的利用率。无极水电渗析于1991年问世,在应用过程中技术不断改善,现装置在运行方式上多采用频繁倒极的形式。目前,无极水全自动控制电渗析器已在国内20个省、市使用,近来,还远销东南亚。
2、渗析膜的应用
1）工业废水处理
电渗析可用于电镀废水、重金属废水等的处理，提取废水中的金属离子等，既能回收利用水和有用资源，又减少了污染排放。万诗贵等自制离子膜电解槽研究了铜生产过程中钝化液处理的可行性，结果发现，不仅可以回收其中的铜和锌，而且将Cr3+氧化成Cr6+，再生了钝化液。电渗析法与离子交换法结合从酸洗废液中回收重金属和酸的工艺已在工业上应用。
电渗析还可以用于碱性废水及有机废水的处理。污染控制与资源化研究国家重点实验室对采用离子膜电解法对处理环氧丙烷氯醇化尾气碱洗废水进行了研究。在电解电压5．0V时，循环处理3h，废水COD去除率可达78%，废水中碱回收率可达73.55%，为后续生化单元起到良好的预处理作用。齐鲁石油化工公司利用电渗析法处理高浓度复合有机酸废水，浓度为3%～15%，无废渣及二次污染，得到的浓溶液含酸20%～40%，可以回收处理，废水中含酸量可降至0.05%～0.3%。川化股份有限公司采用特殊电渗析装置处理冷凝废水，最大处理量为36t/h，浓水中硝酸铵体积百分比含量为20%，回收率达96%以上，合格淡水排放水中氨氮质量分数含量≤40mg/L。
2）饮用水及过程水处理
我国在西南地区采用电渗析法将盐泉卤水制盐，使NaCl的含量稳定提高到120g/L，与原来采用的单纯熬盐法相比，产量增加而成本降低。山东铝矿业公司生活饮用水采用浓水频繁倒极电渗析处理，处理后的水质为：总硬度H0=174.75mg/L；溶解性总固体为255.0mg/L；总铁量＜0.3mg/L。山西某发电厂亚临界锅炉补给水系统采用了EDI技术锅炉补给水电导率＜0.06，SiO2为3μg/L。
3）食品工业
在白酒生产中把握质量最关键的一环是勾兑，而勾兑用水的质量是很重要的，它不仅影响白酒的内在质量，还影响白酒的外观质量，使用电渗析法处量勾兑用水，可使水质明显改善，达到国家标准。用电渗析法祛除葡萄酒中的酒石酸盐比传统冷冻法更高效，更加节约能源资源，葡萄酒的感官质量得到提高。有研究人员采用国产离子交换膜运用电渗析技术进行酱油脱盐的可行性试验，证明了电渗析对酱油的脱盐是切实可行的分离方法。采用电渗析技术可一步实现维生素C钠盐脱盐目的，转化率高达99%，平均电流效率约70%，其副产品NaOH稀溶液也可被有效利用。
4）生化行业
采用高性能离子交换膜，应用电渗析脱盐法，分离提纯N－乙酰－L－半胱氨酸，取得了较为满意的效果。根据双极性膜电渗析系统的特点，即双极性膜的阳膜析出H+，阴膜析出OH－，可以把双极性膜电渗析技术应用于大豆蛋白质的分离，其有有很多优点：整个生产过程不需要添加酸和碱，资源可以循环利用，耗水少，分离出的蛋白质中盐含量明显减少。
六、正渗透(FO)技术
1、正渗透(FO)的原理
用只能透过溶剂而不能透过溶质分子的半透膜将溶剂和溶液隔开，溶剂分子将在渗透压的作用下自发地从溶剂侧透过膜进入溶液侧，这就是渗透现象，也即所谓的“正向渗透”。
2、正渗透膜在水处理中的应用
1） 废水处理
关于FO在废水领域的应用在许多文献中均有报道，主要包括早期高浓度工业废水的浓缩、垃圾渗滤液的处理、生活污水的处理、市政污水处理厂污泥厌氧消解液的浓缩和空间站上直接将污水处理成饮用水的生命支持系统等。虽然这些研究中FO 过程不是终端工艺，但其在预处理阶段具有很高的脱盐性能。
1998 年，Osmotek 公司组装了一套实验室规模的FO系统，对在Corvallis Oregon的Coffin Butte 垃圾填埋厂的垃圾渗滤液进行了浓缩试验。这个垃圾场所在地区年降水量超过1400 mm，其每年产生的渗滤液大约在20000~40000 m3。试验进行了3 个月，使用Osmotek 的三乙酸纤维素膜并以NaCl 溶液作为提取液。实验表明，对未经预处理的渗滤液进行过滤时，此系统对TDS、TSS、TKN、COD 的截留率均在94%~96%，过膜水通量也没有明显衰减；但对浓缩的渗滤液进行过滤时，FO膜的水通量衰减了30%~50％，经过清洗后通量基本完全恢复。在实验室成功运行后，Osmotek 公司设计和组装了一套大型的膜渗透系统，实现了FO系统的工程应用。
近年来随着FO工艺的不断发展，引起了很多学者的关注，将其与传统的膜分离技术相结合，更是近几年的研究热点。J. J. Qin 等将传统的好氧/厌氧（A/O）活性污泥工艺与FO系统相结合，组成渗透膜生物反应器（OMBR）对生活污水进行处理，获得了较高的膜通量。经实验发现，当提取液NaCl 的浓度为0.14 mol/L 时，其膜通量为3.6 L/（m2h）；当提取液浓度增大到1.5 mol/L 时，膜通量为17.3 L/（m2h），实验中废水先进入生物反应池进行生化降解，随后进入FO系统进行渗透过滤。
2）水质深度净化
随着中水回用技术的发展，FO在饮用水净化方面目前应用最成功的应属在空间站中将产生的生活污水直接处理成饮用水。Osmotek 公司研发了一种新型的混合工艺——RO及直接渗透浓缩（DOC），被美国国家航空和宇宙航行局（NASA）用作太空站饮水净化系统。这个DOC 系统是目前用在太空上的唯一一个膜法废水处理系统，经NASA测试，它使处理后水质大大提升，在消耗相对较低的能量（15~50 kWh/m3）下可将水质中的大多数指标恢复至原水的95％以上，这样太空站所需的水供给就极少了。在这个FO 系统中，太空站污水中主要为人体代谢排泄物，包括尿液、潮湿冷凝物及卫生清洗水等混合液。进水中的卫生用水及潮湿冷凝物（大于总废水的80％）先经过一级FO 进行预处理，被一级FO 浓缩的原料液（不超过总废水的20％）与尿液混合进入二级FO 进行处理，最后这两级收集的渗透液在抽吸泵的作用下一起进入RO 系统，作进一步净化提纯。经RO 处理后的浓缩液经泵提升再次回流至FO系统渗透侧，重新作为渗透提取液。因此在RO 单元产生两种水，一种是高水质饮水，一种是高浓度FO 提取液，在这个系统中，提取液得到了反复使用，大大简化了处理工艺，也避免了资源浪费。
3）海水淡化
在FO 系统中，与RO 相似，原料液中的水分子通过半透膜渗透到膜的渗透侧，将盐溶液截留在膜的另一侧。因此用FO 作为海水淡化工艺和方法一直是研究人员研究的重点，目前已有不少专利。
在FO单元，采用错流渗透可以减缓悬浮物在膜表面的沉积。为了使原料液与提取液的温度都维持在60℃左右，在原料液和提取液储存箱中安装了控温器，使溶液温度变化幅度控制在±1 ℃，同时通过电子天平来计算纤维膜的过膜水通量。当NH3/CO2提取液被FO产生的淡水稀释后，经过60 ℃左右的中温加热，提取液溶质又分解成NH3、CO2重新回到FO过程循环利用。经试验发现，当提取液原液为0.05mol/L 的NaCl 溶液时，正向渗透压为23.8 MPa；当提取液原液为2 mol/L 的NaCl溶液时，正向渗透压为12.7 MPa。

9. 除氟专用膜组件RL-F-8040ES，有了解么

它是中科润蓝环保技术（北京）股份有限公司探索地下水除氟的新方法和新工艺，其专业水处理团队与国内外知名科研机构的专家长期通力合作，经过反复研究并经大量实验，最新开发出了FluoRid Pro系列针对地下水除氟专用的低能耗选择性反渗透膜组件RL-F-8040ES以及一整套的除氟工艺技术，RL-F-8040ES膜组件是选择经过特殊处理的负电荷型选择性反渗透膜片卷制而成，在特定的工艺条件下对氟离子的截留率可以高达98%。该技术具有国际先进水平，在极低的压力下即可达到理想的回收率，克服了传统膜处理存在的运行能耗过高的问题，非常适合农村地区高氟高碱地下水的处理。

与传统反渗透膜相比，RL-F-8040ES运行压力较低，膜表面带负电型，在地下饮用水除氟中表现出较好的Cl-/F-选择性和Donnan排斥作用，对氟离子的截留率要高于对氯离子的截留率（氟离子半径大于氯离子半径）。

整套除氟装置由预处理系统、膜过滤系统、膜清洗系统、电气控制系统几部分组成，还可选装在线检测仪器。高氟水来自深层地下水，通过深井泵提升后首先进入预处理系统，预处理系统出水进入精密过滤器，精密过滤器出水再进入膜组件，在膜组件中分离为膜出水淡水和浓缩水。

该装置采用的RL-F-8040ES膜组件，同时还可以降低水质硬度去除饮用水中对人体有害的硝酸盐、砷、重金属等无机污染物，有效地去除农药残留物、三氯甲烷及其中间体、激素以及天然有机物等有机污染物。膜出水淡水经过消毒后进入清水池再经二次加压后进入供水管网。装置设有安全的启停程序，并设有停用时的延时低压冲洗程序，其控制由PLC实现。在线检测系统随时监控设备运行时的压力、流量、进出水水质等数据，便于用户实时掌握运行状况。

膜分离技术在饮用水处理方面具有独特的作用，是保障饮水安全的有效办法。RL-F-8040ES膜组件及工艺在除氟方面表现出工艺设备简单、管理操作方便、除氟效果好、运行费用低、通量大、产水水质稳定、使用寿命长等特点。相比于传统膜处理工艺大幅降低能耗，出水水质满足生活饮用水卫生标准GB5749-2006。