浅析反渗透技术在环境工程当中的应用

黄晔 于新泉

摘要：随着人们对反渗透技术理论知识的不断深人，以及在实际操作中对反渗透技术的不断改进与发展，反渗透技术会发挥它在环境工程中的积极作用，从而更好地改善环境，更好地为人类谋福利。

关键词：反渗透技术；环境工程；应用

前言

反渗透技术当前在环境工程得到了很好的应用，且随着人们未来对之在理论方面的不断深入以及技术的不断发展与完善，使反渗透膜得到更进一步的改善，从而使其在环境工程的使用也更加有效。

一、反渗透技术的概论

1.1反渗透技术的基本原理

渗透技术是把溶剂从相关的溶液中分离出来的膜的分离过程，压力差是渗透技术的主要推动力。反渗透技术又称为逆渗透技术，主要是因为它和自然渗透的方向是相反的。反渗透技术根据不同材料的渗透压不同，分离出大于渗透压的材料，在进行提取、纯化和浓缩。

1.2反渗透膜的分离机理

在反渗透技术中反渗透膜是最重要的部分，反渗透膜分为荷电膜和非荷电膜，以下是几种主要的透过机理。

1.2.1氢键理论

Reid提出的氢键理论是把醋酸纤维看作是一个高度有序的矩阵结构的聚合物。当水进入醋酸纤维膜的非结晶部分后，和经基的氧原子发生氢键而形成结合水。当外界给水分子施加压力时，水分子会从上到下通过一系列的形成氢键和氢键的断裂而不断地从一个氢键的位置移动到另一个位置，通过聚合物离开膜的表皮层进人膜的多孔层。

1.2.2优先吸附一毛细管流动

Sour提出的选择吸附一毛细孔流机制是把反渗透膜当做一种微细多孔的结构物质，其基本的理论依据是与其相关的吸附方程，他认为膜的相关化学性质会对溶液的溶质产生一定的排斥作用。在实际的操作中，膜表面的浓度梯度会急剧

减少，溶液的膜表面会形成一层可以被吸附的纯净水层，纯净水层中的水分子还在反渗透的压力下透过反渗透膜，离子的化合价越高，排斥效应越强。

1.3反渗透技术的特点

反渗透技术不论是理论知识还是实际操作，都是使用物理方面的知识，具有

很多强大的功能：（1）相对于其他的一些物理处理手段，反渗透技术只是采用了压力作为推动力，其消耗应该是最低的。（2）反渗透技术在一般的室内温度下既

可以进行工作，对室温没有态度的要求。（3）不适用任何的化学药剂，自身没有

任何的化学反应，对于环境几乎的零污染。（4）相关的设备体积较小，占地面积不会太大，操作简单有效，工作人员无需经常对设备维护。

二、环境工程中的反渗透应用

因为在反渗透膜分离法中，当分离效率越高，操作起来就会越容易且还具有占地面积小、运行费用低、耗能低等有点。另外，当膜与膜组件的性能提高的时候，反渗透技术将会更加频繁被应用于环保领域，例如石油化工、纺织工业、废水处理、造纸厂以及纸浆等等。

2.1重金属废水处理

在环境工程中利用反渗透技术对重金属的废水处理是比较常见和比较重要的。在对重金属的废水处理过程中通常采用超低压的反渗透膜分离或稀释溶液中的铜离子和铬离子等，在进行了相关的反渗透处理之后，对离子的截留会随着

进料压力的增加而不断增加，当压力到达某一值时，反渗透技术对离子的截留率达到了百分之九十九以上。世界上的很多国家都把反渗透技术使用到了城市废水处理当中，一部分的废水在经过简单处理后会被用做厕所冲水，还有一部在经过反渗透技术过后，可以拿来浇灌绿化植物，进而从实际行动上做到节约用水。

2.2城市垃圾的渗滤液处理

在我国城市的垃圾渗滤液中，水质是比较复杂的，且因为水量变化比较大，所以水中的有害污染物浓度比较高，包括氨氮以及金属的含量。实验证明，反渗透技术可以对水进行有效地处理，使水质的排放达到污染控制的一级标准。随

着反渗透技术在实践应用中不断地加强，在环境工程中发挥的作用越来越明显。

2.3印染废水的处理

在印染等工业排放的废水中含有较多的染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸碱等有害物质，同时也含有一系列的重金属元素离子，如果直接排放会对环境产生巨大的污染和破坏，而如果使用反渗透技术对排放的污水进行有效地处理，可以缓解废水对环境的污染。

2.4斗膜集成工艺处理废水

近年来，膜技术广泛应用于废水中，较常用的膜技术主要有微滤、超滤以及反渗透等。集成膜处理具有流程简单、运费低、系统稳定等优点。利用微滤或超滤处理。季废水可以有效地出去水中的悬浮物、胶体以及病毒等杂物，出水可达到杂用水标准。纳滤、反渗透则可以处理三级废水，有效地去除废水中的有机物及有害物质，出水可达自来水的标准。经微滤膜过滤和反渗透膜处理之后出水水质可达到饮用水的标准。

三、环境工程中反渗透技术的未来展望

3.1膜材料的研究与创新

随着反渗透技术的进一步发展，无疑要对新的材料与工艺进行进一步的研究与开发，从而使反渗透分离技术对经济效益的增加、竞争能力的提高以及应用范围的扩大都有着更进一步的推动作用。 为了进一步的提高反渗透技术带来的经济效益就必须研制出性质更好、更耐压、更耐热、更具抗氧化性等更容易清洗的膜。

3.2膜分离技术的创新

为使反渗透技术在未来走的更远更好，就需要开发和研制新的反渗透过程中新的膜的分离方法，开发出反渗透膜分离过程和其他膜分离方法联合使用的工艺流程。例如将吸附同膜分离结合起来，蒸发同反渗透结合起来，离子交换树脂同反渗透膜技术结合起来，冷却同膜分离结合起来等等各种结合方式。

开发新的膜分离过程以及膜反应过程在对反渗透技术进行改进时可以将传统的分离技术与新型的膜分离相结合，也可以将膜分离与反应过程相结合的膜反应讨程提高反渗诱膜的伸用时间。

还可以对反渗透的预处理方法、氯化以及脱氯化加以改善，从而使反渗透膜的元件得到有效保护，进而使其使用寿命又能够有所增加。

3.3降低操作压力

压力是反渗透技术主要的推动力，操作所需的压力直接影响到投入生产能量的大小。目前，压力成本是反渗透技术当中最高的一项成本，比反渗透薄膜的成本还要高。因此，降低反渗透技术当中的压力是非常重要的，这将使反渗透技术未来发展中应该首先解决的问题。

3.4解决渗透膜污染问题

反渗透薄膜在经过长时间使用过后，会在当中累计相当多的污垢和杂质，这些杂会对反渗透薄膜产生污染。为此，应该大力开发反渗透薄膜清理技术，研究与反渗透薄膜相关的清洁剂，从而解决反渗透薄膜被污染的问题。

3.5加工工艺的提升

时代在不断的发展，人们对任何的事物的要求都会越来越高，反渗透技术的

加工工藝也不例外，虽然现在的加工工艺能够满足人们生产的需求，但是在未来又有新的挑战在等着我们，因此，我们应该做好一切的准备，加快研究反渗透的加工工艺，当新挑战到来的时候，反渗透技术能够稳定应对。笔者相信在未来，反渗透技术必定成为工业加工当中的主流，将会有越来越多的领域需要反渗透技术的加入。

结语

反渗透技术的出现，让我们的生活和生产有了很大的改变，环保节能是现在

人们最为关注的问题，反渗透技术就很好的诠释了这一特点，自身的特性加上独特的工艺技术，更换了很多传统工业加工方式，让工业生产更加的环保节能。有助于推进环境工程取得更进一步的发展。

参考文献

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