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反渗透技术在环境工程当中的应用

文档作者：王开亮文档来源：黑龙江省先锋环保工程有限公司		点击数：	更新时间： 2025年07月03日
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2013年第5期(总第92期)
红；夏与芋钍
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2013年5月
反渗透技术在环境工程当中的应用
王开亮
(黑龙江省先锋环保工程有限公司，黑龙江哈尔滨150060)
摘要：叙述了反渗透技术的基本原理及其基本透过机理，分析了其具体的环境工程应用，力求使此项技术得到更加
合理的发展，更好地为社会和人民服务。
关键词：反渗透；环境工程；应用
中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号： 2095-0802一(2013)05--0075-02
Application of Reverse Osmosis Technology in Environmental Engineering
WANG Kai—liang
(Heilongjiang Pioneer Environmental Protection Engineering Co．，Ltd．，Harbin 150060，Heilongjiang，China)
Abstract：Described the fundamental and permeation mechanism of reverse osmosis technology,analyzed the specific environmental
engineering印plieafions,striving to realige the molto reasonable development of this technology，to service for the community and
the people better．
Key words：reverse osmosis；environmental ensineerins；application
0引言1反渗透技术概述
随着社会的不断发展，人们对于环境问题的重视
程度也在不断地提高，现今，环境保护相关的工程和
技术已被全社会所共同关注。所以，环境工程相关的
技术手段的合理运用，也就显得尤为重要。在其相关
的技术当中，反渗透技术是一项较为特殊的技术，其
主要是海水以及苦咸水进行有效淡化的重要技术手
段，在实际的运用当中有着非常好的效果，此外，反
渗透技术还在纯水的制备当中扮演着重要的角色。而
随着进一步的研究和发展，现在，反渗透技术已广泛
地使用于环境工程建设当中的多个方面，其分离浓缩
的过程在食品、医药的浓缩方面，以及净水、水软化
以及水源的污染控制和回收再利用方面发挥着不可替
代的作用，已经逐渐地成为环境工程当中的重要技术
手段。本文基于这样的前提之下，对反渗透技术的相
关原理和工作的基本流程进行了详细的阐述，对其机
理进行了多层次的探究，进而对反渗透技术在环境工
程当中的具体应用情况进行了多角度的分析，旨在加
强此项技术在实际的使用和操作当中的效果，更好地
为社会和人民服务。
收稿日期：2013--04—17
作者简介：王开亮，1964年生，男，黑龙江哈尔滨人，1987年
毕业于吉林大学材料工程专业，高级工程师。
1．1反渗透技术的基本原理
反渗透技术又可以成为逆渗透技术，其主要是以
压力差作为主要的推动力，从溶液当中分离出相关的
溶剂的膜的分离过程。因为其和自然渗透的方向是相
反的，所以称之为反渗透。此项技术根据对各种不同
物料的不同的渗透压，可以达到使大于渗透压的反渗
透法达到分离的效果，进而进行提取、纯化以及浓缩
的操作，达到最初的目的。
1．2反渗透技术的基本透过机理
反渗透技术一般的来讲分为三种基本的透过机
理，即氢键理论、溶解扩散型以及优先吸附一毛细孔
孔流理论，下文将对其进行详细的分析和探究。
a)氢键理论。氢键理论的模型将醋酸纤维膜看
成是一种高度的、有序的矩阵结构聚合物，在实际的
操作过程当中，当水进入到醋酸纤维膜的非结晶部分
当中之后，与其中的羟基氢原子发生一系列的反应，
进而形成结合水。水分子能够在一个氢键的位置之
上，移动至另外一个位置，而当实际的操作过程当
中，外界施加进一步的压力之后，水分子就依次地从
上至下的一系列氢键位置上面进行移动，通过聚合
物，直到离开醋酸纤维膜的表面层，进人到膜的多空
层当中，而由于其中存在有大量的毛细管水，所以水
分可以畅通地经过；
·75·
万方数据
2013年第5期钰；夏与下钍2013年5月
b)溶解—扩散性。在这一模型当中，是将半透
膜看成是一种完全的致密的中性界面，而水以及溶质
的透过膜过程是分成两个阶段来进行的。首先的一个
阶段是水以及溶质吸附到膜材质的表面之上，接下来
的1个阶段是水和溶质在膜当中进行扩散，进而传
递，直至最后通过膜，达到最初的效果和目的；
c)优先吸附一毛细管流动。此模型的主要理论
是将反渗透膜看成是一种细微的多孔的结构物质，根
据相关的吸附方程作为其基本的理论依据，认为膜的
相关化学性质使其对溶液当中的溶质具有一定的排斥
作用。在实际的操作当中，靠近膜表面的浓度梯度急
剧下降，进而在溶液的膜表面上形成一层可以被膜吸
附的纯净水层。然后，在反渗透的进一步压力作用之
下，纯水层当中的水分子不断地透过反渗透膜，盐一
类的物质被膜所排斥，当离子的化合价越高的时候，
排斥的效果和作用就越强。
2反渗透技术在环境工程当中的应用
根据上文对反渗透相关原理以及模型的详细介
绍，可以对其主要的技术有着一个较为初步的了解和
掌握，下文将根据反渗透技术在实际当中的应用进行
深入的探究，帮助在实际的使用和操作过程当中有着
更加准确的应用。反渗透技术由于其分离率较高，同
时操作上比较便捷、能耗较低、运行的费用较低等特
点，在环境工程当中有着极为广泛的运用，且取得了
非常好的效果。
2．1重金属废水处理
在反渗透的相关环境工程应用当中，对于重金属
的废水处理是比较重要的1个部分。通过采用超低压
的反渗透膜分离以及稀释溶液当中的铜离子、铬离子
等等，测试的结果表示，在进行了相关的反渗透处理
之后，截留率随着进料压力的不断增加而增加，而当
压力进一步地增加至某一值时，对于铜离子以及铬离
子的截留率达到了百分之九十九以上，效果极为明
显，为环境工程的具体建设和应用做出了重大的贡
献【”。现今，国外很多地区的电镀厂已经采用了膜分
离渗透技术，对其排出的污水进行处理，在进行了相
关的研究之后发现，在压强差大于一定数值且温度处
于20℃一25℃之间的时候，可以使料液的浓缩度达
到原有的10倍以上，而采用了低压复合反渗透膜技
术进行相关的处理之后，可以发现其中的铜离子以及
铬离子的脱除率会进一步地提升。在韩国的某公司的
实际操作当中，运用反渗透进行高导电率的二次处理
废水的相关工作，成功地将其中的单价离子以及二价
离子进行去除，而根据相关的报道，使用反渗透的相
关技术，运用到环境工程当中，可以使废液当中的
Pb、Cu、Cr、Ag、se、Hg等离子的脱除率高达95％
·76·
以上，有的甚至能达到99％以上，实际处理和应用效
果非常显著，为环境工程的相关建设作出了极大的
贡献。
2．2城市垃圾的渗滤液处理
在城市的垃圾渗滤液当中，其主要的性质为水质
比较复杂，且水量变化较大，有害的污染物质浓度较
高，氨氮含量以及金属的含量很高。一般地来讲，中
国城市渗滤液使用的处理技术是生物处理技术，但是
由于反渗透技术能够更加高效地截留污水当中存在的
溶解态的无机污染物质以及有机污染物质，所以在近
几年当中得到了广泛的运用和发展，前景较好。
在意大利的某城市垃圾渗滤液的处理当中，通过
反渗透技术的相关设备和技术的运用，将垃圾填埋场
当中的渗透滤液进行了一系列的测试和处理，而实验
的结果表明，当渗滤液的浓度逐渐地增加的时候，渗
透量大大地降低，而当操作当中的压力进一步加大
时，COD的去除率则可以上升至98％，达到了非常好
的使用效果。另外，在中国北京房山区垃圾填埋场当
中，运用反渗透的相关理论和技术手段，对其中的渗
滤液进行了实际的实验处理，其结果同样表明，通过
相关的反渗透技术的使用，可以对进水的水质进行有
效的处理，完全可以使排放出的水质达到污染控制的
一级标准，而随着高压反渗透相关技术的出现以及实
践当中不断地应用加强，其在环境工程当中发挥的作
用将更加明显田。
2．3印染废水的处理
在印染的相关工业当中，其排出的废水有着极大
的污染，含有染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸
碱等等，其染料当中的硝基以及胺类化合物对环境有
着较大的污染，同时其中还含有一系列的重金属元素
离子，直接进行排放的话会对环境造成很大程度的破
坏囹。而通过反渗透技术的相关运用，在印染行业当
中，可以对其排放的污水进行极为有效的处理，根据
相关的报道以及文献资料，反渗透技术非常适合使用
在染色槽当中的离子以及大分子的处理之上，在使用
了一系列的技术手段之后，第一级苦咸水用膜可以有
超过96％的脱除率，颜色脱除率可以达到90％以上，
总碳脱除率可以达到85％以上，第二级脱除率可以达
到98％以上，实际的使用效果非常明显，对于环境工
程来讲有着非常重大的贡献。
3结语
综上所述，根据对反渗透技术的相关原理以及模
型进行详细的分析，对其具体的在环境工程当中的应
用情况进行逐步的分析，力求在实际的操作和使用当
中达到更好的效果，更加合理地为社会和人民服务。
(下转106页)
万方数据
2013年第5期红；夏与芋钍2013年5月
1．1．4废水排放及处理
系统产生废水均排至工业废水处理站统一处理。
1．2方案二
1．2．1 系统流程
石灰能去除水中的大部分碳酸盐硬度，将镁的非碳
酸盐硬度转变为相应的钙硬，不能去除水中的碱度。【l'21
系统流程如下：
凝聚剂、杀菌剂石灰乳硫酸
J， 、L ’L
循环水排污水．+机械加速澄清池_澄清池出水管
一无阀滤池_软化水池_循环水泵房前池。
石灰系统：
扁布袋除尘器
t
高纯度生石灰粉_+石灰筒仓-÷振动料斗_÷容积式给料
机_÷螺旋输粉机_石灰乳搅拌箱_÷石灰乳泵。澄清池。
污泥系统：
根据多个石灰系统的运行情况，石灰系统排泥含
固率极高，沉降性能非常好，粘度很大，宜就地及时
处理。由于含固率过高，离心式脱水机会因为扭距过
大保护动作。因此，系统需专门设置污泥处理系统，
脱水机选用适应性较强的板框式压滤机。
澄清池排泥一泥浆池-÷泥浆泵_+板框式脱水机一
电动泥斗_汽车拉至灰场。
根据现有水质资料计算，循环水原水硬度有所下
降，浓缩倍率为4时．总硬度～10 mmol／L，可满足
运行要求。131
1．2．2系统布置
整个系统占地约为750 m3。
1．2．3系统出水水质
硬度一15 mmol／L；pH 7．6～8；悬浮物≤5 mg／L。
1．3方案三
1．3．1 系统流程
由于工艺要求主要除去水中Ca2+、M矿，可考虑
采用纳滤膜。[11
针对本工程原水水质较好，采取高浓缩倍率运行
的特点，拟定系统工艺流程如下：
杀菌剂凝聚剂
I J，
循环水排污水_÷机械搅拌澄清池_无阀滤池_清水箱、
清水泵-÷钠滤装置_+钠滤水箱_循环水泵房前池。
t
系统产生的浓盐水可用于输煤、除灰专业的喷
洒、拌湿等。
根据现有水质资料计算，循环水原水硬度有所下
降，浓缩倍率为4时，总硬度≤10 mmol／L，可满足
运行要求。13l
此流程适应性较强，出水水质稳定。由于该水含
盐量较高，采用钠滤膜处理更为经济；系统不产生酸
碱废水，对环保有利。
1．3．2 系统布置
整个系统占地约为450 m3。
1．3．3 系统出水水质
硬度～0．3 mmol／L；
悬浮物～0 mg／L。
2结语
3个方案均可处理循环水排污水，达到送至循环
水泵房前池回用的水质。
方案一：在电厂循环水软化处理中运用较多，系
统工艺成熟，方便运行管理。系统产生的酸性废水可
直接排人工业废水处理站处理。
方案二：由于近年来系统做了较大改进，运行环境
有所改善，应用案例开始增多，运行费用低。但系统庞
杂占地很大，需要增设运行人员，运行强度较大，系统
运行需要高纯石灰粉，排出的泥渣较难处理。
方案三：系统简单，运行方便，是软化技术的一
个发展方向。但系统现阶段投资较高，得水率低，运
行成本高，中国应用经验较少。
工程综合考虑各方面因素，循环水排污水处理系
统推荐方案一。
参考文献：
[1]华东建筑设计研究院有限公司．给水排水设计手册(第四
册)工业水处理(第二版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，
2002．
[2]施燮钧，王蒙聚，肖作善．热力发电厂水处理(第三版)[M]．
北京：中国电力出版社，2005．
[3] 薛树森，孙继涛．GB50050—2007工业循环冷却水处理设计
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[4]胡延谦，袁萍帆．D／．Zr5068—2006火力发电厂化学设计技术
规程[S]．北京：中国电力出版社，2007．
阻垢剂(责任编辑：刘倩倩)
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参考文献：
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·106·
2005(8)：23．
[3] 齐军．浅析环境工程的实际应用[J]．化学工业设计，2000
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(责任编辑：高志凤)

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