收藏：反渗透原理及常见故障解析

  反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”，缩写为“RO”。

  反渗透法可以轻松又有效的清除溶解於水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。要了解反渗透原理之前，要先解释渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不可以透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作 渗透压 (osmotic pressure)，如果施加的力量大於渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一侧流向低浓度的一侧，此现状就叫作反渗透。反渗透的纯化效果能够达到离子的层面，对於单价离子(monovalentions)的排除率(rejectionrate)可达90%-98%，而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以有效的预防分子量大於200道尔敦的物质通过)。

  反渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic)，芳香族聚酝胺类(aromatic polyaes)，polyie或polyfuranes等，至於它的结构形状有螺旋型(spiral wound)，空心纤维型(hollow fiber)及管状型(tubular)等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高，但在碱性的条件下(pH ≥8.0)或细菌存在的状况下，常规使用的寿命会缩短。polyae的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。

  如果反渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙，镁，铁等离子，造成反渗透功能的下降;有些膜(如polyae)容易被氯与氯氨所破坏，因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。反渗透虽然价钱较高，因为一般反渗透膜的孔径约在l0A以下，它可以排除细菌，病毒及热原甚至各种溶解性离子等，所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。

  首先要了解“渗透”的概念，渗透一种物理现象。当两种不同浓度盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而其中的盐分并不渗透，这，,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止。然而，要完成这一过程需要很久，这一过程也称为渗透。但如果在含盐量高的水侧，施加一个压力，其结果能使上述渗透停止，如果压力再加大，可以使水向相反的方向渗透，而盐分剩下。因此，反渗透除盐原理，就是在有盐分的水中(如原水)，施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，变成洁净的水，进而达到除去水中杂质、盐分的目的。

  反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，进而达到纯净水的目的。

  膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%(膜使用时间越长，化学洗涤次数越多，反渗透膜脱盐率越低。);对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%。

  水通量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过膜水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。

  回收率——指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据预处理的进水水质及用水要求而定的。膜系统的回收率在设计时就已经确定。

  3、标准化后产水量下降，常常要提高运行压力来维持额定的产水量即工作所承受的压力上升;

  C、发现膜组件压密即当反渗透膜在大大超过基准压力的条件下运转就会发生膜组件的压密，必须更换膜组件;

  E、在较高的回收率条件下运转，这会增加平均进水\浓水的TDS，从而增加渗透压;当在75%以上回收率条件下运转时，浓水的水量就减少，这样膜组件内水的浓缩倍率上升，结果造成给水水质严重下降，由于这种给水的渗透压上升，导致透水量的减少，严重时，将膜面析出盐垢，必须按设计回收率产水;

  F、膜发生污染.金属氧化物或污浊物附在膜面上而造成反渗透膜的堵塞(最主要的);

  G、在运转中反渗透的压差上升，改进预处理的运行管理，改善反渗透的水质，用药品清洗反渗透组件;

  I、保安过滤器内滤芯是否定期更换，长时间不更换，会导致滤芯堵塞，进而影响反渗透的进水量;

  (2)进水电导率是不是升高即进水电导率是不是比以前升高(如虎门咸潮时，电导率上升到1000μs\cm);

  (3)反渗透膜是否受到污染如无机物结垢CaSO4，MgSO4，BaSO4，有机物污染，金属氧化物的污染等;

  (4)反渗透膜是否与强氧化剂(如Cl2)等接触，被强氧化剂降解.任何氧化物质的接触都会损坏膜元件;

  (6)反渗透膜接触强氧化性的物质如Cl2、O3等，被强氧化性的物质氧化降解。

  (3)发现膜组件压密即当反渗透膜在大大超过基准压力的条件下运转就会发生膜组件的压密，必须更换膜组件.

  以上种种因素都使反渗透膜的产水量逐步下降，透盐率逐步上升，纯水质量下降。正常的情况下，反渗透膜的常规使用的寿命是2~3年。反渗透膜损坏后应按时换，否则不但影响产水量，而且水质变差。

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  反渗透膜元件正常的情况下，能够正常的使用2~3年左右。若想延长常规使用的寿命，可对反渗透膜元件进行清理洗涤，通常分为物理冲洗和化学冲洗两种方式，当物理冲洗已经不能使反渗透膜的性能恢复，就应该需进行化学洗涤了。

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