环境工程渗透技术应用

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引言

反渗透技术主要是通过利用反渗透膜两侧的静压差，客服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜选择性的截留离子物质，从而实现分离液体混合物的膜过程。从1748年法国科学家AbbleNelh首次揭示了膜分离的现象，膜分离技术的发展经过了一个漫长的时间。膜技术已经广泛的存在在社会生活的各个角落。

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【1】。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，和羟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入膜的多孔层。

1.2.2优先吸附—毛细管流动Sour提出的选择吸附—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。

二、反渗透技术在环境工程中的应用

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。

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二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研究新材料

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创新工艺流程

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。如将膜与吸附结合在一起，反渗透与蒸发相结合等多种方式。

3.3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过程。提高反渗透膜的使用时间。

结束语

随着人们对反渗透技术理论知识的不断深入，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。

作者：杨宇嵩 王碧文