10.16 RO反滲透水處理技術標準工藝流程

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據各種物料的不同滲透壓，就可以使用大於滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達到分離、提取、純化和濃縮的目的。

製備原理

反滲透水處理設備通常由原水預處理系統、反滲透純化系統、超純化後處理系統三部分組成。預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求，保證反滲透純化系統的穩定運行。反滲透膜系統是一次性去除原水中98%以上離子、有機物及100%微生物(理論上)最經濟高效的純化方法。超純化後處理系統通過多種集成技術進一步去除反滲透純水中尚存的微量離子、有機物等雜質，以滿足不同用途的最終水質指標要求。

工作原理

反滲透是最精密的膜法液體分離技術，在進水(濃溶液)側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高於自然滲透壓的操作壓力加於濃溶液側時水分子自然滲透的流動方向就會逆轉，進水(濃溶液)中的水分子部份通過反滲透膜成為稀溶液側的淨化產水;反滲透設備能阻擋所有溶解性鹽及分子量大於100的有機物，但允許水分子透過，反滲透複合膜脫鹽率一般大於98%，它們廣泛用於工業純水及電子超純水製備，飲用純淨水生產，鍋爐給水等過程，在離子交換前使用反滲透設備可大幅度降底操作用水和廢水的排放量。

預處理

反滲透水處理設備的預處理系統通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成。對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP濾芯可高效去除原水中5μm以上的機械顆粒雜質、鐵鏽及大的膠狀物等汙染物，保護後續過濾器，其特點是納汙量大, 價格低廉。AC活性炭濾芯可高效吸附原水中餘氯和部分有機物、膠體，保護聚酰胺反滲透複合膜免遭餘氯氧化。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子，防止後續RO膜表面結垢堵塞，提高水的回收率。

反滲透

反滲透(Reverse Osmosis，簡稱RO)是以壓力差為推動力的一種高新膜分離技術，具有一次分離度高、無相變、簡單高效的特點。反滲透膜"孔徑"已小至納米(1nm=10-9m)，在掃描電鏡下無法看到表面任何"過濾"小孔。在高於原水滲透壓的操作壓力下，水分子可反滲透通過RO半透膜，產出純水，而原水中的大量無機離子、有機物、膠體、微生物、熱原等被RO膜截留。

通常當原水電導率<200μS/cm時，一級RO純水電導率≤5μs/cm，符合實驗室三級用水標準。對於原水電導率高的地區，為節省後續混床離子交換樹脂更換成本，提高純水水質，客戶可考慮選擇二級反滲透純化系統，二級RO純水電導率約1~5μS/cm，與原水水質有關。反滲透的原理作用:把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置於一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液麵會比稀溶液的液麵高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態，此種壓力差即為滲透壓滲透壓的大小決定於濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。

反滲透一般自來水或地下水經一級反滲透水處理設備處理後，產水電導率<10μS/cm，經二級反滲透水處理設備後產水電導率 <5μS/cm甚至更低，在反滲透水處理設備系統後輔以離子交換設備或EDI設備可以製備超純水，使電阻率達到18兆歐姆(電導率=1/電阻率)是反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來與滲透方向相反，可使用大於滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。反滲透膜的主要分離對象是溶液中的離子範圍。

標準工藝流程如下：

井水（自來水）→原水箱→原水泵→砂濾→活性炭過濾→全自動軟化水設備→保安過濾器→反滲透主機→純淨水箱

1 原水箱

該裝置防止增壓泵直接抽取管網的水因流量不足及壓力不穩定而損壞增壓泵或影響系統正常運行，原水箱內置進水不鏽鋼浮球閥及液位傳感器。大型設備須設置進水電動碟閥。

1）浮球閥作用是控制原水進水量，在系統運行時能及時補水。

2）液位傳感器有中水位和低水位，作用是控制增壓泵的啟動和停止；當水箱水位處於中水位以上時，增壓泵才能自動啟動；當水箱水位低於低水位時，增壓泵自動停止。

2 原水泵

為了保證系統供水的流量和壓力恆定而設置，系統原水增壓泵可以選進口品牌，免維修機械密封泵，效率高，噪音小，性能穩定可靠。或者選用國內知名品牌------凌霄泵、新界泵等。原水泵由原水箱水位控制其自動啟、停。

3 預處理（又稱前處理）

目前我們常過預處理過濾器有不鏽鋼過濾器、玻璃鋼過濾器和碳鋼內襯膠過濾器三種。預處理過濾分為多介質過濾、除鐵錳裝置、活性碳過濾和軟化過濾三部分；可採用美國阿圖祖多路閥來自動控制器按照所設定的時間對過濾罐內的濾料進行反衝洗和正沖洗；或者選用手動操作控制。

水在精製處理之前，預先進行的初步處理，以便在水的精處理時取得良好效果，提高水質。由於自然界的水都有大量的雜質，如泥沙、粘土、有機物、微生物、機械雜質等，這些雜質的存在，嚴重影響精製水的水質與處理效果，因此必須在精處理之前將一些雜質降低或除去，這就需要預處理。

1）多介質過濾器（又稱機械過濾器）

多介質過濾器主要用於去除水中的懸浮物、泥沙及顆粒性雜質。

主要填料有：石英砂、無煙煤、纖維球等。

3）活性碳過濾器

活性碳過濾器內裝粒狀淨水型活性碳，主要去除水中的大分子有機物、膠體、異味、餘氯等雜質,其吸腐力強,平均可去除90％以上。其中餘氯是強氧化劑，對RO膜有氧化作用，必須限制在≤0．1mg/L。

活性炭有圓條狀炭、不定型果殼炭和椰殼炭三種。

鈉離子交換軟化處理的原理：將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na2+離子相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。

作用：防止反滲透膜表面結垢、提高反滲透工作壽命和處理效果有積極意義，因此在系統中配置軟化器，當總硬度小於200mg/LCaCO3以下，則不需要軟化器。其控制方式最好選用自動控制。