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反滲透技術在環境工程當中的應用

文檔作者：王開亮文檔來源：黑龍江省先鋒環保工程有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年07月03日
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2013年第5期(總第92期)
紅；夏與芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2013年5月
反滲透技術在環境工程當中的應用
王開亮
(黑龍江省先鋒環保工程有限公司，黑龍江哈爾濱150060)
摘要：敘述了反滲透技術的基本原理及其基本透過機理，分析了其具體的環境工程應用，力求使此項技術得到更加
合理的發展，更好地為社會和人民服務。
關鍵詞：反滲透；環境工程；應用
中圖分類號：X324 文獻標識碼：A 文章編號： 2095-0802一(2013)05--0075-02
Application of Reverse Osmosis Technology in Environmental Engineering
WANG Kai—liang
(Heilongjiang Pioneer Environmental Protection Engineering Co．，Ltd．，Harbin 150060，Heilongjiang，China)
Abstract：Described the fundamental and permeation mechanism of reverse osmosis technology,analyzed the specific environmental
engineering印plieafions,striving to realige the molto reasonable development of this technology，to service for the community and
the people better．
Key words：reverse osmosis；environmental ensineerins；application
0引言1反滲透技術概述
隨著社會的不斷發展，人們對于環境問題的重視
程度也在不斷地提高，現今，環境保護相關的工程和
技術已被全社會所共同關注。所以，環境工程相關的
技術手段的合理運用，也就顯得尤為重要。在其相關
的技術當中，反滲透技術是一項較為特殊的技術，其
主要是海水以及苦咸水進行有效淡化的重要技術手
段，在實際的運用當中有著非常好的效果，此外，反
滲透技術還在純水的制備當中扮演著重要的角色。而
隨著進一步的研究和發展，現在，反滲透技術已廣泛
地使用于環境工程建設當中的多個方面，其分離濃縮
的過程在食品、醫藥的濃縮方面，以及凈水、水軟化
以及水源的污染控制和回收再利用方面發揮著不可替
代的作用，已經逐漸地成為環境工程當中的重要技術
手段。本文基于這樣的前提之下，對反滲透技術的相
關原理和工作的基本流程進行了詳細的闡述，對其機
理進行了多層次的探究，進而對反滲透技術在環境工
程當中的具體應用情況進行了多角度的分析，旨在加
強此項技術在實際的使用和操作當中的效果，更好地
為社會和人民服務。
收稿日期：2013--04—17
作者簡介：王開亮，1964年生，男，黑龍江哈爾濱人，1987年
畢業于吉林大學材料工程專業，高級工程師。
1．1反滲透技術的基本原理
反滲透技術又可以成為逆滲透技術，其主要是以
壓力差作為主要的推動力，從溶液當中分離出相關的
溶劑的膜的分離過程。因為其和自然滲透的方向是相
反的，所以稱之為反滲透。此項技術根據對各種不同
物料的不同的滲透壓，可以達到使大于滲透壓的反滲
透法達到分離的效果，進而進行提取、純化以及濃縮
的操作，達到最初的目的。
1．2反滲透技術的基本透過機理
反滲透技術一般的來講分為三種基本的透過機
理，即氫鍵理論、溶解擴散型以及優先吸附一毛細孔
孔流理論，下文將對其進行詳細的分析和探究。
a)氫鍵理論。氫鍵理論的模型將醋酸纖維膜看
成是一種高度的、有序的矩陣結構聚合物，在實際的
操作過程當中，當水進入到醋酸纖維膜的非結晶部分
當中之后，與其中的羥基氫原子發生一系列的反應，
進而形成結合水。水分子能夠在一個氫鍵的位置之
上，移動至另外一個位置，而當實際的操作過程當
中，外界施加進一步的壓力之后，水分子就依次地從
上至下的一系列氫鍵位置上面進行移動，通過聚合
物，直到離開醋酸纖維膜的表面層，進人到膜的多空
層當中，而由于其中存在有大量的毛細管水，所以水
分可以暢通地經過；
·75·
萬方數據
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b)溶解—擴散性。在這一模型當中，是將半透
膜看成是一種完全的致密的中性界面，而水以及溶質
的透過膜過程是分成兩個階段來進行的。首先的一個
階段是水以及溶質吸附到膜材質的表面之上，接下來
的1個階段是水和溶質在膜當中進行擴散，進而傳
遞，直至最后通過膜，達到最初的效果和目的；
c)優先吸附一毛細管流動。此模型的主要理論
是將反滲透膜看成是一種細微的多孔的結構物質，根
據相關的吸附方程作為其基本的理論依據，認為膜的
相關化學性質使其對溶液當中的溶質具有一定的排斥
作用。在實際的操作當中，靠近膜表面的濃度梯度急
劇下降，進而在溶液的膜表面上形成一層可以被膜吸
附的純凈水層。然后，在反滲透的進一步壓力作用之
下，純水層當中的水分子不斷地透過反滲透膜，鹽一
類的物質被膜所排斥，當離子的化合價越高的時候，
排斥的效果和作用就越強。
2反滲透技術在環境工程當中的應用
根據上文對反滲透相關原理以及模型的詳細介
紹，可以對其主要的技術有著一個較為初步的了解和
掌握，下文將根據反滲透技術在實際當中的應用進行
深入的探究，幫助在實際的使用和操作過程當中有著
更加準確的應用。反滲透技術由于其分離率較高，同
時操作上比較便捷、能耗較低、運行的費用較低等特
點，在環境工程當中有著極為廣泛的運用，且取得了
非常好的效果。
2．1重金屬廢水處理
在反滲透的相關環境工程應用當中，對于重金屬
的廢水處理是比較重要的1個部分。通過采用超低壓
的反滲透膜分離以及稀釋溶液當中的銅離子、鉻離子
等等，測試的結果表示，在進行了相關的反滲透處理
之后，截留率隨著進料壓力的不斷增加而增加，而當
壓力進一步地增加至某一值時，對于銅離子以及鉻離
子的截留率達到了百分之九十九以上，效果極為明
顯，為環境工程的具體建設和應用做出了重大的貢
獻【”?，F今，國外很多地區的電鍍廠已經采用了膜分
離滲透技術，對其排出的污水進行處理，在進行了相
關的研究之后發現，在壓強差大于一定數值且溫度處
于20℃一25℃之間的時候，可以使料液的濃縮度達
到原有的10倍以上，而采用了低壓復合反滲透膜技
術進行相關的處理之后，可以發現其中的銅離子以及
鉻離子的脫除率會進一步地提升。在韓國的某公司的
實際操作當中，運用反滲透進行高導電率的二次處理
廢水的相關工作，成功地將其中的單價離子以及二價
離子進行去除，而根據相關的報道，使用反滲透的相
關技術，運用到環境工程當中，可以使廢液當中的
Pb、Cu、Cr、Ag、se、Hg等離子的脫除率高達95％
·76·
以上，有的甚至能達到99％以上，實際處理和應用效
果非常顯著，為環境工程的相關建設作出了極大的
貢獻。
2．2城市垃圾的滲濾液處理
在城市的垃圾滲濾液當中，其主要的性質為水質
比較復雜，且水量變化較大，有害的污染物質濃度較
高，氨氮含量以及金屬的含量很高。一般地來講，中
國城市滲濾液使用的處理技術是生物處理技術，但是
由于反滲透技術能夠更加高效地截留污水當中存在的
溶解態的無機污染物質以及有機污染物質，所以在近
幾年當中得到了廣泛的運用和發展，前景較好。
在意大利的某城市垃圾滲濾液的處理當中，通過
反滲透技術的相關設備和技術的運用，將垃圾填埋場
當中的滲透濾液進行了一系列的測試和處理，而實驗
的結果表明，當滲濾液的濃度逐漸地增加的時候，滲
透量大大地降低，而當操作當中的壓力進一步加大
時，COD的去除率則可以上升至98％，達到了非常好
的使用效果。另外，在中國北京房山區垃圾填埋場當
中，運用反滲透的相關理論和技術手段，對其中的滲
濾液進行了實際的實驗處理，其結果同樣表明，通過
相關的反滲透技術的使用，可以對進水的水質進行有
效的處理，完全可以使排放出的水質達到污染控制的
一級標準，而隨著高壓反滲透相關技術的出現以及實
踐當中不斷地應用加強，其在環境工程當中發揮的作
用將更加明顯田。
2．3印染廢水的處理
在印染的相關工業當中，其排出的廢水有著極大
的污染，含有染料、助劑、無機鹽以及纖維雜質、酸
堿等等，其染料當中的硝基以及胺類化合物對環境有
著較大的污染，同時其中還含有一系列的重金屬元素
離子，直接進行排放的話會對環境造成很大程度的破
壞囹。而通過反滲透技術的相關運用，在印染行業當
中，可以對其排放的污水進行極為有效的處理，根據
相關的報道以及文獻資料，反滲透技術非常適合使用
在染色槽當中的離子以及大分子的處理之上，在使用
了一系列的技術手段之后，第一級苦咸水用膜可以有
超過96％的脫除率，顏色脫除率可以達到90％以上，
總碳脫除率可以達到85％以上，第二級脫除率可以達
到98％以上，實際的使用效果非常明顯，對于環境工
程來講有著非常重大的貢獻。
3結語
綜上所述，根據對反滲透技術的相關原理以及模
型進行詳細的分析，對其具體的在環境工程當中的應
用情況進行逐步的分析，力求在實際的操作和使用當
中達到更好的效果，更加合理地為社會和人民服務。
(下轉106頁)
萬方數據
2013年第5期紅；夏與芋釷2013年5月
1．1．4廢水排放及處理
系統產生廢水均排至工業廢水處理站統一處理。
1．2方案二
1．2．1 系統流程
石灰能去除水中的大部分碳酸鹽硬度，將鎂的非碳
酸鹽硬度轉變為相應的鈣硬，不能去除水中的堿度。【l'21
系統流程如下：
凝聚劑、殺菌劑石灰乳硫酸
J， 、L ’L
循環水排污水．+機械加速澄清池_澄清池出水管
一無閥濾池_軟化水池_循環水泵房前池。
石灰系統：
扁布袋除塵器
t
高純度生石灰粉_+石灰筒倉-÷振動料斗_÷容積式給料
機_÷螺旋輸粉機_石灰乳攪拌箱_÷石灰乳泵。澄清池。
污泥系統：
根據多個石灰系統的運行情況，石灰系統排泥含
固率極高，沉降性能非常好，粘度很大，宜就地及時
處理。由于含固率過高，離心式脫水機會因為扭距過
大保護動作。因此，系統需專門設置污泥處理系統，
脫水機選用適應性較強的板框式壓濾機。
澄清池排泥一泥漿池-÷泥漿泵_+板框式脫水機一
電動泥斗_汽車拉至灰場。
根據現有水質資料計算，循環水原水硬度有所下
降，濃縮倍率為4時．總硬度～10 mmol／L，可滿足
運行要求。131
1．2．2系統布置
整個系統占地約為750 m3。
1．2．3系統出水水質
硬度一15 mmol／L；pH 7．6～8；懸浮物≤5 mg／L。
1．3方案三
1．3．1 系統流程
由于工藝要求主要除去水中Ca2+、M礦，可考慮
采用納濾膜。[11
針對本工程原水水質較好，采取高濃縮倍率運行
的特點，擬定系統工藝流程如下：
殺菌劑凝聚劑
I J，
循環水排污水_÷機械攪拌澄清池_無閥濾池_清水箱、
清水泵-÷鈉濾裝置_+鈉濾水箱_循環水泵房前池。
t
系統產生的濃鹽水可用于輸煤、除灰專業的噴
灑、拌濕等。
根據現有水質資料計算，循環水原水硬度有所下
降，濃縮倍率為4時，總硬度≤10 mmol／L，可滿足
運行要求。13l
此流程適應性較強，出水水質穩定。由于該水含
鹽量較高，采用鈉濾膜處理更為經濟；系統不產生酸
堿廢水，對環保有利。
1．3．2 系統布置
整個系統占地約為450 m3。
1．3．3 系統出水水質
硬度～0．3 mmol／L；
懸浮物～0 mg／L。
2結語
3個方案均可處理循環水排污水，達到送至循環
水泵房前池回用的水質。
方案一：在電廠循環水軟化處理中運用較多，系
統工藝成熟，方便運行管理。系統產生的酸性廢水可
直接排人工業廢水處理站處理。
方案二：由于近年來系統做了較大改進，運行環境
有所改善，應用案例開始增多，運行費用低。但系統龐
雜占地很大，需要增設運行人員，運行強度較大，系統
運行需要高純石灰粉，排出的泥渣較難處理。
方案三：系統簡單，運行方便，是軟化技術的一
個發展方向。但系統現階段投資較高，得水率低，運
行成本高，中國應用經驗較少。
工程綜合考慮各方面因素，循環水排污水處理系
統推薦方案一。
參考文獻：
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阻垢劑(責任編輯：劉倩倩)
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參考文獻：
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(責任編輯：高志鳳)

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