自来水处理过程中反渗透工艺的使用研究

李小增++夏斌++徐广林

摘 要：在目前的市场环境下，反渗透工艺是分离效果最好、能耗最小的技术。本文以自来水为原水，通过实验的方式，对反渗透工艺中的各种技术在自来水处理中的良好作用进行了论证。实验结果显示，反渗透工艺中的技术能够从各个方面综合起来对自来水进行净化，最终使得自来水水质符合相关标准。

关键词：自来水处理；反渗透工艺；使用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.050

在当今社会，由于环境污染导致的酸雨、工业废水的大量排放以及化肥农药等的过多使用，导致自来水水源的水质受到影响，对人们的生命健康造成威胁。经过相关领域专家学者的不懈研究，反渗透净水技术应运而生，这对净化水质起到了巨大的推动作用。

1 反渗透工艺

反渗透系统的基本原理是：利用半透膜的选择截留作用，在比溶液渗透压的压力高的环境下，选择只能透过水而无法透过其他物质的半透膜，然后利用压力强行分开溶液中的溶剂和溶质。换句话说，就是将水中的细菌、微生物、溶解盐以及有机物等祛除。由于膜污染在反渗透工艺中危害最大，因此最佳的反渗透膜应该具备较强的能够承受微生物和化学物品侵蚀的能力。只有如此，膜才能在溶剂和溶质分离过程中在机械性能和分离性能方面表现出良好的稳定性，最终保证水质。如此说来，反渗透工艺一方面要实现反渗透脱盐，另一方面还要进行预先操作，使反渗透膜在运行过程中满足对参数的标准。本文采取实验的方式，将自来水作为原水，对反渗透工艺的强效净化作用进行论述。

2 反渗透净水实验

2.1 实验步骤

本次实验主要包括三部分：第一部分为预处理，第二部分为反渗透脱盐，第三部分为紫外线消毒。其中第一部分由超滤、活性炭吸附和精密过滤三个环节组成；第二部分的组件是两支反渗透膜组件。设计方式为一级两段，这种设计能够提高水的利用效率。

本次实验的具体工艺为：先使用增压泵，然后超滤，利用活性炭，再精滤，然后使用高压泵，再进行反渗透，然后进行紫外线消毒，最终得出水质合格的自来水。

2.2 实验器材

本次实验所需器材主要包括反渗透膜、超滤器、活性炭、紫外线消毒灯、电导率仪以及浊度仪。其中反渗透膜是由美国Dow Filmtec公司生产的，型号为TW30LE—4040；超滤器是由佛山市中舜机械制造有限公司生产的，型号为HDZ—050，切割分子量50000；活性炭是由江苏竹溪活性炭有限公司生产的，型号为GH—9；紫外线消毒灯是由上海驰唐精密仪器制造有限公司生产的，功率为10W；电导率仪是由杭州联测自动化技术有限公司生产的，型号为DDS—12A；浊度仪是由无锡市光明浊度仪厂生产的，型号为H—STZ。

2.3 实验方法

选取实验条件差异较大的水进行测定，测定项目包括常规分析、污染指数分析、荧光光谱测定以及电导率测定。根据测定结果对反渗透工艺的净水效果进行判定和评价。

3 实验结果

3.1 超滤的净水功能较强

超滤作为反渗透的首要环节，将自来水与水中的细菌、微粒、分子较大的有机物以及绝大部分胶体等物质强效隔离开，使自来水由浊变清，降低了自来水的污浊度，而且使其与反渗透工艺对水浊度的要求相契合。在本次实验中，三组不同实验条件的自来水的浊度由原来的2.67、2.72、4.86下降到0.21、0.20、0.24，浊度要求符合1.0NTU的规定。而且在污染指数（FI）方面，原自来水的FI值大于7，而超滤产水的FI值为2.1，处于反渗透膜进水的FI值区间之内。

3.2 活性炭的吸附能力较强

活性炭主要是对自来水中的有机物以及水消毒之后残留的氯进行吸附。由于反渗透膜的主要材质为聚酰胺，余氯会对反渗透膜的材质进行侵蚀和破坏，因此必须使用活性炭进行吸附。活性炭对余氯的吸附能力较强。在本次实验中，自来水的余氯浓度刚开始为0.7mg/L，100h之后下降至0.6mg/L，300h之后下降至0.39mg/L。

3.3 反渗透的净水功能强大

反渗透的净水功能强大主要体现在脱盐性能和产水流量两方面。在脱盐性能方面，本次实验对操作压力及水回收率进行控制，然后分别对进水和产水时电导率的变化进行测量及记录，由此能够得出脱盐率。本次实验中在500h之后，脱盐率的起伏变化不大，处于94%及以上的状态，充分证明了该反渗透膜在脱盐率方面的优势。在产水流量方面，由于反渗透膜在运行过程中会逐渐受到污染，产水流量自然会逐步减少。而在本次实验中，由于预先进行了处理，因此产水流量基本上处于较为平稳的状态。

3.4 紫外线的消毒能力较强

虽然从理论层面上来看，反渗透膜能够将自来水中的微生物完全祛除，但由于是实际操作过程中一旦系统停止运行，系统内极有可能产生细菌，这样产出的水在有些情况下就无法不符合细菌学标准，因此必须进行紫外线消毒。在本次实验中，进行紫外线消毒之后，产出的水经过多次检测，结果都没有测出细菌，完全符合自来水的相关标准。

除此之外，还必须对反渗透膜进行科学清洗。反渗透膜在利用过程中，因为种种原因会受到污染，而这会对脱盐率等产生负面影响，因此必须进行清洗。清洗要达到使反渗透膜的产水流量恢复到之前水平。

4 结束语

由上述实验可以得出，通过超滤、吸附、过滤、脱盐以及消毒之后，所产出的水在各项指标方面均满足相关标准和要求，因此证明反渗透工艺在自来水处理中是非常可行的。

參考文献：

[1]李琪，纪伟光.反渗透工艺处理市政自来水过程的运行与维护简介[J].科协论坛（下半月），2013（09）：84-85.

[2]李雪松. 反渗透装置在城市自来水制取纯净水机组的设计计算[J].科技与企业，2014（11）：376.

[3]仲惟雷，赵芳，康燕，文远志，张金龙，金焱，刘枫，吴宗策，梁松苗.反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用[J].工业水处理，2015（05）：106-108.