20世紀80年代反滲透膜技術已在歐美國家廣泛地應用于工業、生活用水的凈化處理, 20世紀90年代中后期反滲透膜技術開始在國內得到大規模的應用。
它主要集中用于電廠鍋爐補給水處理、食品醫藥用水處理和瓶裝飲用水處理，近年來新興的工業污水回用裝置和化工行業工藝用水都將反滲透膜技術作為核心工藝。
01 什么是反滲透
當半透膜稀溶液側與濃溶液側壓力相同時, 稀溶液中的水透過半透膜進入濃溶液側使濃溶液濃度降低的現象稱為滲透。
此時, 單位時間內從稀溶液側透過半透膜進入濃溶液側的水分子數多于從濃溶液側透過半透膜進入稀溶液側的水分子數, 使得濃溶液濃度降低。
當單位時間內, 從兩個方向透過半透膜的水分子數相等時, 滲透即達到平衡。
若在濃溶液側外加一定的壓力, 恰好能使稀溶液側和濃溶液側的滲透達到平衡, 這個外加的壓力即稱為滲透壓。滲透壓的大小不僅取決于溶液系統, 且與溶質濃度及溫度有關。
若在濃溶液側的外加壓力超過了滲透壓, 則會使單位時間內從濃溶液側透過半透膜進入稀溶液側的水分子數多于從稀溶液側透過半透膜進入濃溶液側的水分子數, 此過程稱為反滲透。
反滲透膜技術的分離過程是利用半透膜只允許水通過而截留溶解固形物的性質, 以膜兩側的滲透壓差為推動力, 使水從濃溶液側透過半透膜進入稀溶液側從而實現濃溶液側溶質和溶劑進行分離的膜過程。
因此,反滲透膜技術的分離過程應具備如下條件：一是所用的半透膜應具有滲透性高和選擇性高的特性, 二是半透膜兩側的凈壓差大于零。
02 反滲透膜結構
反滲透膜片一般由三層結構組成：無紡布、聚砜層、脫鹽層。對于一些特殊性能的膜元件，膜片表層會涂覆一層功能改性層。
03 反滲透膜技術的特點
能有效去除水中的離子、分子、有機膠體、細菌等，適合處理含鹽量較高的水質
膜分離裝置簡單且便于實現自動化
具有較高的脫鹽率和水回用率
反滲透膜分離過程需在高壓下進行, 因此工藝流程中要配備高壓泵與高壓管路
反滲透膜分離過程能耗低、無變相, 可在常溫下進行, 因此可較好地用于熱敏感性物質的分離和濃縮
為防止膜污染, 原水需進行一定的預處理各項指標達標后進入反滲透膜分離裝置
分離過程中, 易產生膜污染, 因此需定期對膜進行清洗
04 反滲透膜主要性能
反滲透膜元件性能的三大主要指標是以特定給水壓為主要特征的產水通量、脫鹽率、膜壓降。
05 反滲透膜的應用
海水淡化：反滲透海水淡化技術具有設備投資少、能量消耗低、建造周期短等諸多優點，隨著淡水資源的日益匱乏，很多國家已經將利用反滲透膜進行海水淡化作為獲取淡水的重要途徑，以嚴重缺水的中東地區為典型。
時代沃頓SW系列海水淡化膜廣泛應用于海水及高濃度苦咸水的處理，沙特阿拉伯某電廠自2019年起持續使用SW系列海淡膜，系統淡化海水超7600 m3/d。
苦咸水淡化：苦咸水一般指含鹽量在1000-15000mg/L的天然水、地表水、自流井水。由于含鹽量高，不能直接應用于工農業生產及人們的生活飲用水，必須進行淡化處理，才能加以利用。
純水和超純水制備：在工業用水方面，反滲透膜分離技術主要用來脫鹽、脫色和除雜。
生物制藥用水：從醫藥用純水的制備和蛋白質酶、疫苗的分離、精制及濃縮等都是以高分子膜作為分離過程的核心組件。
時代沃頓衛生型熱消毒反滲透膜元件VHD系列是針對制藥、食品行業使用巴氏消毒法需求開發的產品，產品獲得《涉及飲用水衛生安全產品衛生許可批件》，同時符合美國FDA安全要求。
工業污水處理：反滲透膜廣泛應用于電廠循環排放污水處理、印染廢水處理、重金屬廢水處理及礦場酸性廢水處理、垃圾滲濾液處理等，從而實現工廠污水近零排放。
市政污水處理：城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級或三級排放液為水源，用反滲透對它進行最后的脫鹽，脫COD、BOD 以及微量有機物和重金屬離子的脫除，出水水質可達到飲用水標準。
食品加工：主要用于奶制品、果汁、酒的加工。
家用凈水：主要用于各種家用純水機、醫院、實驗室純水裝置等小型系統。
時代沃頓高水效Helixfil系列膜元件針對國家一級水效標準，專為高硬度、高含鹽量的復雜水質設計。同時新推出的大通量膜元件ULP3113-1000、ULP3113-800滿足客戶對凈水通量的需求。
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