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反渗透膜技术在环境工程中的应用

发布时间:2020-09-23

目前反渗透膜技术在环境工程中具有明显的应用优势。第一,反渗透膜技术只需要在溶液两侧形成压力差,这一过程通过高压泵为水体提供一定的压力即可,消耗的能源极低;第二,反渗透膜技术可以直接得到纯度极高的溶液,流程设计和操作方法都更为简单,对于物理性质相似的物质,其通用性更好。第三,反渗透膜技术污染低、效率高,是一项环境友好型的化工生产技术。

反渗透膜技术在环境工程的应用主要集中在以下几个方面。

1.在海水淡化中的应用

反渗透膜技术用于海水淡化领域已经数十年,是目前回收率最高、成本最低、最为清洁的海水淡化技术,其凭借高达99.5%的海水脱盐率以及90%以上的能量回收效率成为了目前市面上最具竞争力的海水淡化技术之一。该技术首先利用海水供水泵将海水输入系统,并进行预处理去除海水中的生物以及固体悬浮物,以满足反渗透膜组的处理要求;接下来使用海水高压泵使海水升压后进行脱盐;之后对获得的淡水进行矿化、防腐蚀与消毒处理,最后接入市政管网。在该过程中,可以在不发生相变的情况下对溶质与淡水进行分离,避免由于加热等过程对反应容器以及溶质本身的结构造成损害。

2. 在工业废水处理中的应用

处理工业废水,是反渗透膜技术在环境工程中最有应用前景的一项工作。在印染行业的生产过程中会产生大量的工业废水,这类工业废水具有很高的碱性,含有大量有机盐以及无机物类污染物,传统的废水处理方法难以承受如此高的成本,而利用反渗透膜技术可以较好的对印染废水中的有机物以及无机盐离子进行过滤。另外,我国作为钢铁生产大国,对炼钢过程中产生的废水也有很高的处理需求。钢铁废水中含有氮磷等有机污染物以及铁离子、镁离子以及大量的固体悬浮物,适合用反渗透膜技术进行处理。经过大量的实际生产应用验证,反渗透膜技术能够较好的处理工业废水中的有机物以及无机盐离子污染物,能够将脱盐率控制在90%以上,降低废水的电导率,减少其排放过程中对环境的污染。

3.在生活污水处理中的应用

反渗透膜技术主要适用于含有溶解性无机盐与有机污染物的生活废水处理,不过反渗透膜技术对预处理的要求较高,在进行反渗透处理之前,需要利用超滤或微滤等技术调整污水中的悬浮物。实际上在城市生活废水处理中应用反渗透膜技术的主要难点源于城市生活废水成分的复杂性,其中许多污染成分是难以预测的,因此也难以制定合理的反渗透膜处理方案。要想提高过滤效果,有待于耐污染的反渗透膜技术研发与应用。

4.在纯水与超纯水制备中的应用

纯水是指对水中电解质含量有一定要求的水,在测试过程中用电阻率予以表征。根据实际生产经验来看,影响反渗透膜技术制备纯水与超纯水效果的因素主要包括以下几点:第一,进水的水质,水中的杂质尽量是溶解性且不容易结垢的,化学性质温和,避免造成膜的污染;第二,进水的温度,进水温度过低容易使反渗透过程减缓,降低生产效率,温度偏高则会导致微生物大量繁殖,使得难溶盐在微生物表面沉积;第三,水处理过程中的运行压力,要让水压保持在较高产水速率又不破坏反渗透膜的水平。

反渗透膜技术在目前环境工程的应用中虽然已经有了长足的进步,未来要想进一步扩大的反渗透膜技术在环境工程中的应用,低压反渗透膜技术和耐极端环境的反渗透膜技术仍亟待业界从材料与工艺等多方面出发解决相关难点。

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