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反滲透法目前在自來水廠的日常生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,其工作的原理是利用高于溶液滲透壓的壓力來保證其他物質(zhì)無法通過半透膜,通過將其他雜質(zhì)與溶液進(jìn)行分離,以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。目前反滲透膜能夠進(jìn)行分離的對(duì)象包括溶解鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、微生物。本身的方法與其他水質(zhì)處理技術(shù)相比能夠在規(guī)模性生產(chǎn)上更具優(yōu)勢(shì),并且在工作過程中不用增加其他污染源,凈化流程中對(duì)于能源的消耗率較低,能夠幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)成本,在設(shè)備維護(hù)方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)。
1反滲透工藝原理
反滲透工藝的具體原理是由于在水源中存在微粒,細(xì)菌等物質(zhì)造成溶液中的濃度分布不同,不同濃度之間會(huì)產(chǎn)生滲透壓,而滲透壓的存在則可以為物質(zhì)的隔離和流通提供原始動(dòng)力。反滲透技術(shù),在水體一側(cè)施加壓力,來抵消在自然情況下濃度高的溶液對(duì)于濃度低溶液所造成的滲透壓。順濃度梯度及逆濃度梯度式反滲透工藝中需要重點(diǎn)考慮的對(duì)象,當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力離濃溶液一側(cè)的水分子自然滲透的流動(dòng)性產(chǎn)生逆轉(zhuǎn),反之亦然,約98%分子量大于100的有機(jī)物都不可以通過反滲透膜,但水分子除外,水分子可以自由通過反滲透膜,在自來水廠的水源凈化環(huán)節(jié),需要設(shè)置多個(gè)層次的過濾器,使水分子能夠一步步分離成一級(jí)離子形態(tài),以一級(jí)離子的形式進(jìn)行交換,實(shí)現(xiàn)對(duì)自來水中的水質(zhì)達(dá)到凈化的目的。作為一種反向遷移運(yùn)動(dòng),在使用中不僅可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化,也可以應(yīng)用在對(duì)液體進(jìn)行提純濃縮的活動(dòng)中,目前我國自來水廠在日常生產(chǎn)中所選用的過濾材料為卷式聚酰胺復(fù)合膜。但具體的水質(zhì)凈化程度,在生產(chǎn)中還需要受到環(huán)境中壓力、溫度、含鹽量、酸堿度等不同因素的共同影響。要想達(dá)成較好的凈化效果,需要工作人員不斷積累工作經(jīng)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)際需求,對(duì)各影響因素進(jìn)行精確調(diào)配,確保進(jìn)化過程能夠按照原計(jì)劃進(jìn)行,保證最終的水源凈化效果符合設(shè)計(jì)預(yù)期。
2反滲透工藝的發(fā)展歷史
反滲透工藝所需的反滲透膜,最早于20世紀(jì)80年代被提出并應(yīng)用,最初的反滲透膜包括反滲透膜,多孔支撐層,織物增強(qiáng)自疊加而成,該材料透水率極高,除鹽率能夠達(dá)到99%,以當(dāng)時(shí)的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)定預(yù)期來看已經(jīng)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期,所以在80年代時(shí),這樣的反滲透膜曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于分離小分子有機(jī)化合物領(lǐng)域,同時(shí)在釀造工業(yè),三廢處理行業(yè)也有使用的空間。但是在20世紀(jì)80年代,由于我國生產(chǎn)廠商的技術(shù)積累不夠,所有類似于反滲透膜材料,都是由國外的生產(chǎn)廠商所壟斷的,這導(dǎo)致我國在構(gòu)建反滲透膜材料時(shí)缺乏議價(jià)權(quán),造成反滲透膜購進(jìn)成本提升,使得反滲透膜這一材料雖然能夠較好地達(dá)到凈水提取的效果,但是由于采購成本較高,無法在我國實(shí)現(xiàn)大面積的推廣。
2.120世紀(jì)反滲透膜的重大發(fā)展
我國在21世紀(jì)之前反滲透膜技術(shù)的發(fā)展并不順利,先是由于缺乏技術(shù)積累,導(dǎo)致我國無法自主生產(chǎn)反滲透膜,又由于自身的產(chǎn)業(yè)迭新速度較慢,無法達(dá)到國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),使我國反滲透膜的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)較低,在實(shí)際使用過程中無法達(dá)到先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)要求。導(dǎo)致我國的反滲透技術(shù)一直落后于國際先進(jìn)水平,處于競(jìng)爭(zhēng)的弱勢(shì)地位。到了20世紀(jì)90年代中期,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,相應(yīng)技術(shù)的積累到達(dá)一定程度,對(duì)于反滲透膜技術(shù)的資源投入,達(dá)到了前所未有的規(guī)模,我國的反滲透技術(shù)工藝發(fā)展才開始逐漸靠近國際先進(jìn)水平,并且開始掌握了反滲透膜這一材料的生產(chǎn)技術(shù),并逐漸走上了自主創(chuàng)新道路不斷提升我國反滲透工藝技術(shù)水平。
2.2新世紀(jì)我國反滲透工藝進(jìn)入了獨(dú)立發(fā)展階段
這不斷的技術(shù)積累和相應(yīng)資源的大量投入我國的反滲透工藝研究工作順利進(jìn)行,在十幾年的發(fā)展過程中,陸續(xù)推出了很多階段性成果,大幅度提升了我國反滲透工藝的掌握程度和技術(shù)水平,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷積淀,我國的反滲透技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段,反滲透膜實(shí)現(xiàn)了我國自主研發(fā),自主創(chuàng)造的過程。中國也成為了世界第四個(gè)能夠自主掌握反滲透技術(shù)的國家,從此中國在反滲透工藝上有了自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力,從而擁有了議價(jià)權(quán),并且也能夠根據(jù)積累來制定一些先進(jìn)的技術(shù)規(guī)范。我國反滲透技術(shù)的自主發(fā)展開始有越來越順利的方向邁進(jìn),不再受制于國外企業(yè)的控制。
3反滲透工藝的應(yīng)用注意事項(xiàng)
為了能夠使反滲透工藝的使用效果達(dá)到最佳在使用該工藝過程中需要工作人員對(duì)于以下注意事項(xiàng)進(jìn)行嚴(yán)格遵守。
3.1對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理
由于自來水廠生產(chǎn)水源一般是來自地區(qū)周圍的江河湖海,而受到工業(yè)發(fā)展的影響,這些區(qū)域的水源水質(zhì)都會(huì)出現(xiàn)不同程度的污染,所以在進(jìn)行反滲透工藝之前,首先需要工作人員對(duì)于不同水源地的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),判斷不同水源溶液中雜質(zhì)的含量和種類,并根據(jù)不同雜質(zhì)種類對(duì)其進(jìn)行分類處理。在生產(chǎn)過程中,為了保證反滲透工藝能夠順利實(shí)施,避免在生產(chǎn)過程中由于雜物過多而造成系統(tǒng)堵塞,工作人員需要對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理,所謂的預(yù)處理,就是在對(duì)原水進(jìn)行徹底凈化之前,通過幾層不同物質(zhì)的過濾器對(duì)原水中粒徑較大的雜質(zhì)進(jìn)行過濾,阻止其進(jìn)入反滲透系統(tǒng),確保在進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的水源中,不具備大分子懸浮物,直觀表現(xiàn)為水源的渾濁度得到有效的降低。當(dāng)去除了水源中的大分子懸浮物后水質(zhì)中的其他雜質(zhì)雖然依舊存在但是不會(huì)由于堆積而造成系統(tǒng)堵塞。
3.2對(duì)原水進(jìn)行殺菌處理
由于原水取自于自然在自然環(huán)境中,無論是生物的活動(dòng)還是工業(yè)生產(chǎn)都會(huì)導(dǎo)致水源的污染,在原水中含有大量對(duì)人類身體健康會(huì)構(gòu)成威脅的微生物或者細(xì)菌,而反滲透工藝雖然能夠過濾掉其中一部分微生物和細(xì)菌,但是為了保證水源凈化的整體效果,一般在進(jìn)入反滲透系統(tǒng)之前,首先工作人員會(huì)對(duì)原水進(jìn)行一次基本的殺菌,以提高整體的凈化消毒水平。目前所采用的殺菌處理一般是紫外線殺菌,它能夠有效地抑制水中存在的細(xì)菌生存,保證微生物在水源中不會(huì)成長和繁衍,提高原水水質(zhì)。
3.3需進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)
前文已經(jīng)提到,在反滲透工藝實(shí)施過程中,其最終的效果受到多種因素影響,其中水中的含鹽量和酸堿度就是影響水質(zhì)凈化效果的重要因素,所以在進(jìn)行水質(zhì)凈化前,工作人員應(yīng)該對(duì)原水的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),針對(duì)原水中含有的雜志進(jìn)行特征分類,以保證后續(xù)處理過程中能夠針對(duì)這些雜質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行過濾方式調(diào)整,降低這些影響因素,對(duì)于最終水質(zhì)凈化工作的影響,提高整體進(jìn)化程度,保證水體凈化效果。
近些年,隨著我國社會(huì)的高速發(fā)展,人們?cè)絹碓阶非笊钇焚|(zhì),水源作為日常生活的必需品,直接影響到人的生活質(zhì)量和身體健康。隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)于自然資源的污染程度加劇,如何保證正常食用的水源質(zhì)量成為了全社會(huì)關(guān)注的話題,自來水企業(yè)在生產(chǎn)過程中有異物提高水質(zhì),而目前我國自來水企業(yè)日常生產(chǎn)中最常使用的凈水手段就是利用反滲透系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)凈化,減少水源中含有的對(duì)人體身體健康造成影響的雜質(zhì)數(shù)量。