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超滤与反渗透及其在水处理中的应用

作者：姚建云

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第06期

摘 要：本文基于稳定超滤产水量、延长反渗透膜使用寿命的目的，对影响超滤产水量的各种因素进行了研究与分析，并探索了超滤（UF）与反渗透（RO）技术在水处理过程中的应用措施及操作技巧。

关键词：超滤；反渗透；水处理；除盐；应用

通过超滤技术与反渗透系统可以对各种废水进行有效的净化处理，在这个过程中，还可以回收到一些水中有使用价值的物质。因此，在水处理领域内得到了广泛应用。随着科学技术水平的提升，以超滤方式进行预处理的反渗透技术将在水处理领域内发挥更大的作用，拥有越来越大的发展空间。

1 超滤技术与反渗透系统 1.1 超滤技术

超滤也称超过滤，简称UF。它是原液在一定压力的作用下，流过密布许多细小微孔的超滤膜，在这个过程中，只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在进液侧，形成浓缩液，从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。通过超滤装置可以有效去除水中的细菌、病毒、胶体以及大分子微粒等物质，但它不具备脱盐的性能。

1.2 反渗透系统

反渗透系统简称RO，其工作原理是原液在高压的作用下通过反渗透膜，水中的溶剂由高浓度扩散至低浓度扩。在这个过程中，水中绝大部分的盐份被反渗透膜截留出来，进而达到脱盐的效果。

2 影响产水量的因素

超滤技术是一个动态的过程。从理论上来看，通常超滤膜不会出现堵塞的情况。但是，随着系统运行时间的延长，膜面上的细小微孔会对大分子物质进行持续的截留，这时的超滤膜将慢慢出现堵塞的情况，通水量也呈现出逐渐减少的趋势；另外，产水量还会受到水质变化的影响。例如随着进水中悬浮物的增多，则导致浑浊度超标；尤其在雨季，在地下水中存有大量的泥沙颗粒，水质浑浊。在使用超滤技术时，如果进水的预处理工作做得不到位，那么，就会导致超滤膜严重堵塞，产水量的明显下降。

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3 稳定超滤产水量的措施

①预防性措施。这种措施是指在超滤系统运行的过程中，一是采用逆向水力反冲洗的方法，将运行过程中膜面及细小微孔吸附和截留的物质及时冲刷掉，再根据进水水质调整冲洗的间隔时间和冲洗时长；二是加装各种具有在线监测功能的水质监测仪表，对进水水质的进行连续的监督与观测，便于及时发现水质异常情况并及时采取解决措施；三是加强对20μm滤芯过滤器的监督，滤芯过滤器作为一项保护措施，并不承担过滤负荷，而是以厂家提供的压降极限值为基础，通过运行实验来确定滤芯更换的压降值。例如通过实验发现20μm滤芯过滤器压已经降至0.18MPa，这时就得立即更换滤芯了；②针对性措施。这一措施主要是针对水质变化的情况，及时采取切断异常水源、排掉异常水质、冲洗系统等一系列处理措施；要做好这项工作，就需要加强与其它相关岗位的联络，及时掌握水源的变化情况，发现问题及时联系对方消除系统故障；③恢复性措施。这种措施主要是指超滤系统已经受到原水质的影响、膜面的细小微孔出现堵塞、产水量已经明显降低的情况，通过采取一些技术性措施，恢复其产水能力。 4 延长反渗透膜使用寿命的措施 4.1 阻垢剂的匹配选型与加药控制

投加阻垢剂可以有效控制膜分离系统中的碳酸钙、硫酸钙及氧化铁沉淀导致的结垢，是控制无机污染的一种有效方法。在使用的过程中，需要注意以下两个关键点：一是选用的阻垢剂要与反渗透膜相匹配。二是要根据进水的含盐量、温度及回收率计算适合的加药量，再视实际运行的负荷比例进行10%的裕度调整，在用药中还要随时监控药箱底部的液位情况，避免药量不足而出现故障。 4.2 避免错误操作

反渗透装置常见的错误作法：①启动设备时升压过快，特别是当设备排空后重启时气体没有彻底排尽就快速升压运行；②当设备停运时，在没有彻底冲洗的情况下，快速降压；③用加投过化学试剂的预处理水进行冲洗；④在浓排门没开或开度不够时，就进行升压启动。为预防以上情况，可采取的措施为：①在启动高压泵时采用变频的方式，缓慢升压；②设备停运前应停投阻垢剂，待压力降至约0.3MPa时用预处理好的水冲洗12分钟；③将浓排门设定成一个固定开度，门不开或开度不够时高压泵则无法启动。 4.3 选择适合的运行方式

首先，选择反渗透装置的运行方式要遵守以下几项原则：保持流量、稳定水质、保证回收率、符合设定运行参数等。比如当水温的变化或膜的污染结垢而引起的产水量下降时，可通过调整进水的压力来改善产水量。但是，当有过多的污染和结垢时，不可强行超压运行；另外，如给水水质发生变化，当进水TDS增加过大时，应降低回收率，以避免反参透膜表面出现浓差极化现象；当正常运行时，避免频繁开停设备而降低膜的使用寿命，可适当降低水压或回用

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部分产品水；最后，当水温变化较大时，可适合调整给水压力进行调节，但不能超过设定的极限值。 5 结束语

综上所述，超滤与反渗透技术因其无相变、高效、节能、操作简便等特点，在水资源的可持续利用等方面起着不可替代的重要作用，具有十分广阔的发展前景。尽管超滤技术的发展受到膜的污染、稳定性、成本造价以及废水来源等多方面因素的制约，但随着超滤膜原材料的不断改良以及抗污染方法的不断进步，膜分离技术将断续在水质加工领域呈现出得天独厚的技术优势。 参考文献：

[1]张葆宗.反渗透水处理应用技术[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2]周正立.反渗透水处理应用技术及膜水处理剂[M].北京:化学工业出版社,2005.