●高 飛

二級(jí)反滲透法制備純化水概述

●高 飛

本文將從反滲透法制備純化水的原理著手展開論述，并深入分析其工程流程以及相關(guān)注意事項(xiàng)，以供參考。

二級(jí)反滲透法；純化水；制備

1 概述

反滲透膜能去除無機(jī)鹽、較大有機(jī)物、細(xì)菌、熱源、病毒、較大懸濁物等，因反滲透膜性能良好，應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)階段，根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，可采用反滲透法、蒸餾法、離子交換法三種方法來制備純化水。反滲透法是60年代發(fā)展起來的制備注射用水的新技術(shù)，相較于蒸餾法而言，該方法具有節(jié)約能源、節(jié)省冷卻水以及設(shè)備簡單的優(yōu)點(diǎn)，且相較于其他方法而言，其凈化效果較為顯著。當(dāng)前，以運(yùn)用二級(jí)反滲透法制備純化水是應(yīng)用較廣的一種純化水制備方法。

2 反滲透法制備純化水的原理

（1）反滲透的基本原理，即采用一個(gè)半透膜將U型管在內(nèi)部隔成兩部分，一部分放入鹽溶液，一部分放入純水，就能夠發(fā)現(xiàn)純水透過半透膜往鹽溶液處擴(kuò)散，即我們所說的滲透過程。兩側(cè)液柱產(chǎn)生的高度差，也就是表明在鹽容易存在著滲透壓。而如果在開始時(shí)即在鹽溶液上施加一個(gè)大于此鹽溶液滲透壓的壓力，則鹽溶液中的水將向純水一側(cè)滲透，結(jié)果水就從鹽溶液中分離出來，我們把這一過程叫作反(逆)滲透L3(reverseosmo6is)·

（2）反滲透過程中，半透膜阻止離子及其它分子通過而僅允許水分子通過的機(jī)理，因膜的類型(常用的有醋酸纖維膜和聚酰胺膜)不同而不同，至今尚無一致公認(rèn)的解釋。反滲透法使水純化的機(jī)理與蒸餾法不同。反滲透能除去一價(jià)離子90%～95%，二價(jià)離子98%～99%，同時(shí)還能除去微生物和病毒。但其除去氯離子的能力，達(dá)不到藥典的要求。只有二級(jí)反滲透裝置才能較徹底地除去氯離子。有機(jī)物的排除率和分子量有關(guān)，分子量大于300的幾乎全部除盡，故可除去熱原。反滲透法排除有機(jī)物微粒、膠體物質(zhì)和微生物的機(jī)理，一般認(rèn)為是機(jī)械的過篩作用。

3 工藝流程說明

3.1 工藝流程

原水一多介質(zhì)過濾器一活性炭過濾器一軟化器一調(diào)PH裝置一精密過濾器一軟水箱一一級(jí)反滲透一加藥裝置一中間水箱一二級(jí)反滲透一精制貯水槽一純水輸送泵一用水點(diǎn)。

3.2 工藝說明

（1）多介質(zhì)過濾。在過濾器中裝入無煙煤或石英砂，并在其中進(jìn)行水中絮凝沉淀、懸浮雜質(zhì)、固體顆粒以及它粘性膠體物質(zhì)清除工作，出水濁度需不超過3mg/L，并且自動(dòng)進(jìn)行清洗工作。（2）炭濾。水中普遍存在氯氣等能損害反滲透膜的氣體， 制純化水要求必須除盡氯氣，活?；钚蕴渴菑V譜吸附劑，在活性炭過濾器中進(jìn)行，可將水中重金屬離子、色素、有機(jī)物、余氯以及異味吸附去除，降低水的余氯值及農(nóng)藥污染物等其它的污染物，提高水質(zhì)，延長反滲透膜使用壽命。（3）軟化器(鈉離子交換器)。將具有大交換容量的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂裝置在軟化器中，用以除去水中鎂、鈣離子，杜絕該類離子在反滲透膜上由于發(fā)生濃縮導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)垢，進(jìn)而對(duì)反滲透膜起到一種保護(hù)作用。在使用一段時(shí)間后，可通過氯化鈉溶液重新生成樹脂。（4）調(diào)PH裝置。為氫氧化鈉加藥器。由于水經(jīng)過軟化后，難以將HCO3去除，從而呈現(xiàn)出弱酸性。所以，可以適當(dāng)添加NaOH進(jìn)行中和，讓水能夠在進(jìn)入反滲透裝置后呈現(xiàn)中性。（5）精濾。為孔徑10tan與5舯1的深層過濾器。能夠有效將軟化其中破碎或脫落的樹脂顆粒去除，避免其進(jìn)到反滲透裝置中。（6）軟化水箱。通常用于盛裝反滲透進(jìn)水，容納二級(jí)反滲透的濃水回水，以確保能夠正常供應(yīng)反滲透的水量。其中軟化水箱上的紫外線殺菌燈能夠起到殺菌作用，在極大程度上避免由于水污染而出現(xiàn)細(xì)菌超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。（7）一級(jí)反滲透裝置。組成成分主要包括控制裝置、膜組件以及多級(jí)增壓泵。該裝置主要用于利用淡水以及濃縮排放溶解固形物。在高壓狀態(tài)下，反滲透裝置能夠有效分離金屬離子以及純水，離子被膜截留，水分子能夠穿透過去，從而使得離子產(chǎn)生濃縮。一般情況下截留率往往高達(dá)98%。并且還能同時(shí)截留熱原、細(xì)菌等物質(zhì)。（8）加藥裝置。主要用于對(duì)二級(jí)反滲透水的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與二級(jí)反滲透膜需求相符。（9）中間水箱。主要用來對(duì)一級(jí)反滲透出水進(jìn)行存儲(chǔ)，為二級(jí)反滲透供水。（10）二級(jí)反滲透裝置。二級(jí)反滲透裝置組件通常是由控制裝置以及多級(jí)增壓泵及膜組件構(gòu)成，二級(jí)反滲透裝置為精脫鹽制造高純水過程。通常將其水溫控制在15℃，設(shè)計(jì)回收率達(dá)60～80%。（11）精制貯水槽及純水輸送泵純水主要存儲(chǔ)在精制貯水槽中，通常精制貯水槽可以選用316或304規(guī)格的鋼材作為材質(zhì)。此外，純水運(yùn)輸通常是通過純水輸送泵來進(jìn)行的。

4 使用注意事項(xiàng)

（1）石英砂機(jī)械過濾器.首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，調(diào)好自動(dòng)控制器，進(jìn)行沖洗，出水后，關(guān)閉閥門，浸泡濾料2小時(shí)，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。其次，將進(jìn)水與出水閥開啟，反沖洗每周進(jìn)行一次。

（2）活性炭過濾器。首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，進(jìn)行反沖洗，于出水后，關(guān)閉閥門，使濾料(活性炭)浸泡約4小時(shí)，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。其次，將進(jìn)水與出水閥開啟，每周反沖洗一次。

（3）軟化器。首先，首次運(yùn)行，將進(jìn)水和出水閥開啟，進(jìn)行反沖洗，在出水后將閥門關(guān)閉，浸泡強(qiáng)酸型離子交換樹脂4小時(shí)，并將出水閥開啟，接著不斷進(jìn)行沖洗直到流出清水為止。在此，將出水閥打開，放盡余水，關(guān)閉閥門，將鹽水泵啟動(dòng)，并往其中添加鹽水，進(jìn)行樹脂再生，添加鹽水量至剛剛浸滿樹脂為宜。再生后，將出水閥開啟，將鹽水放盡，按再生頻率每周一次進(jìn)行。

（4）加堿調(diào)PH系統(tǒng)。加堿量應(yīng)依據(jù)產(chǎn)水電導(dǎo)率調(diào)節(jié)加堿系統(tǒng)加藥泵和產(chǎn)水PH值來調(diào)解PH系統(tǒng)，確保摻水PH值適中。

（5）壓力本系統(tǒng)。依照設(shè)計(jì)壓力運(yùn)行，操作者必須調(diào)節(jié)濃水排放閥以保證運(yùn)行壓力達(dá)到規(guī)定值。若運(yùn)行中產(chǎn)水流量或總流量下降，則需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗或清洗。

5 結(jié)束語

總的來說，通常情況下二級(jí)反滲透設(shè)備的系統(tǒng)除鹽率可達(dá)到98%～99%。對(duì)于各類生產(chǎn)對(duì)純化水的要求基本能夠滿足，而部分行業(yè)對(duì)除鹽率要求較高，則可使用更高級(jí)的反滲透設(shè)備或者配合EDI裝置來制得更高要求的純化水。二級(jí)反滲透法制備純化水占地面積小、回收率高、脫鹽率高、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡便，對(duì)各類含鹽量的原水均能適應(yīng)，是目前純化水制備使用率較高的方法之一。

（作者單位：陜西國際商貿(mào)學(xué)院）

[1] 李元福, 徐銘. 二級(jí)反滲透法制備純化水的質(zhì)量考察[J]. 安徽醫(yī)藥, 2004, 8(4):306-307.

[2] 黃海明, 王國華, 莫菊英. 制藥用純水制備中二級(jí)反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J]. 水處理技術(shù), 2005, 31(7):76-77.