目前反滲透膜技術(shù)在環(huán)境工程中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。第一,反滲透膜技術(shù)只需要在溶液兩側(cè)形成壓力差,這一過程通過高壓泵為水體提供一定的壓力即可,消耗的能源極低;第二,反滲透膜技術(shù)可以直接得到純度極高的溶液,流程設(shè)計(jì)和操作方法都更為簡(jiǎn)單,對(duì)于物理性質(zhì)相似的物質(zhì),其通用性更好。第三,反滲透膜技術(shù)污染低、效率高,是一項(xiàng)環(huán)境友好型的化工生產(chǎn)技術(shù)。
反滲透膜技術(shù)在環(huán)境工程的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面。
1. 在海水淡化中的應(yīng)用
反滲透膜技術(shù)用于海水淡化領(lǐng)域已經(jīng)數(shù)十年,是目前回收率最高、成本最低、最為清潔的海水淡化技術(shù),其憑借高達(dá)99.5%的海水脫鹽率以及90%以上的能量回收效率成為了目前市面上最具競(jìng)爭(zhēng)力的海水淡化技術(shù)之一。該技術(shù)首先利用海水供水泵將海水輸入系統(tǒng),并進(jìn)行預(yù)處理去除海水中的生物以及固體懸浮物,以滿足反滲透膜組的處理要求;接下來(lái)使用海水高壓泵使海水升壓后進(jìn)行脫鹽;之后對(duì)獲得的淡水進(jìn)行礦化、防腐蝕與消毒處理,最后接入市政管網(wǎng)。在該過程中,可以在不發(fā)生相變的情況下對(duì)溶質(zhì)與淡水進(jìn)行分離,避免由于加熱等過程對(duì)反應(yīng)容器以及溶質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)造成損害。
2. 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
處理工業(yè)廢水,是反滲透膜技術(shù)在環(huán)境工程中最有應(yīng)用前景的一項(xiàng)工作。在印染行業(yè)的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水,這類工業(yè)廢水具有很高的堿性,含有大量有機(jī)鹽以及無(wú)機(jī)物類污染物,傳統(tǒng)的廢水處理方法難以承受如此高的成本,而利用反滲透膜技術(shù)可以較好的對(duì)印染廢水中的有機(jī)物以及無(wú)機(jī)鹽離子進(jìn)行過濾。另外,我國(guó)作為鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),對(duì)煉鋼過程中產(chǎn)生的廢水也有很高的處理需求。鋼鐵廢水中含有氮磷等有機(jī)污染物以及鐵離子、鎂離子以及大量的固體懸浮物,適合用反滲透膜技術(shù)進(jìn)行處理。經(jīng)過大量的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用驗(yàn)證,反滲透膜技術(shù)能夠較好的處理工業(yè)廢水中的有機(jī)物以及無(wú)機(jī)鹽離子污染物,能夠?qū)⒚擕}率控制在90%以上,降低廢水的電導(dǎo)率,減少其排放過程中對(duì)環(huán)境的污染。
3. 在生活污水處理中的應(yīng)用
反滲透膜技術(shù)主要適用于含有溶解性無(wú)機(jī)鹽與有機(jī)污染物的生活廢水處理,不過反滲透膜技術(shù)對(duì)預(yù)處理的要求較高,在進(jìn)行反滲透處理之前,需要利用超濾或微濾等技術(shù)調(diào)整污水中的懸浮物。實(shí)際上在城市生活廢水處理中應(yīng)用反滲透膜技術(shù)的主要難點(diǎn)源于城市生活廢水成分的復(fù)雜性,其中許多污染成分是難以預(yù)測(cè)的,因此也難以制定合理的反滲透膜處理方案。要想提高過濾效果,有待于耐污染的反滲透膜技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。
4. 在純水與超純水制備中的應(yīng)用
純水是指對(duì)水中電解質(zhì)含量有一定要求的水,在測(cè)試過程中用電阻率予以表征。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,影響反滲透膜技術(shù)制備純水與超純水效果的因素主要包括以下幾點(diǎn):第一,進(jìn)水的水質(zhì),水中的雜質(zhì)盡量是溶解性且不容易結(jié)垢的,化學(xué)性質(zhì)溫和,避免造成膜的污染;第二,進(jìn)水的溫度,進(jìn)水溫度過低容易使反滲透過程減緩,降低生產(chǎn)效率,溫度偏高則會(huì)導(dǎo)致微生物大量繁殖,使得難溶鹽在微生物表面沉積;第三,水處理過程中的運(yùn)行壓力,要讓水壓保持在較高產(chǎn)水速率又不破壞反滲透膜的水平。
反滲透膜技術(shù)在目前環(huán)境工程的應(yīng)用中雖然已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,未來(lái)要想進(jìn)一步擴(kuò)大的反滲透膜技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用,低壓反滲透膜技術(shù)和耐極端環(huán)境的反滲透膜技術(shù)仍亟待業(yè)界從材料與工藝等多方面出發(fā)解決相關(guān)難點(diǎn)。