贵港反渗透膜阻垢剂、贵港缓蚀阻垢剂、贵港聚丙烯酰胺、贵港反渗透膜杀菌剂、贵港反渗透膜清洗剂、贵港杀菌灭藻剂、贵港酸洗缓蚀剂、贵港粘泥剥离剂、贵港钝化预膜剂、贵港反渗透膜絮凝剂、贵港反渗透膜还原剂、贵港反渗透膜保养剂、贵港聚合氯化铝
◆南宁市兆冠环保科技有限公司◆
【广西,南宁,来宾,柳州,桂林,贺州,梧州,玉林,贵港,北海,钦州,防城港,崇左,百色,河池】
缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、反渗透阻垢剂、反渗透杀菌剂、反渗透清洗剂、反渗透絮凝剂、反渗透水处理设备、EDI、超滤(纯水系列工程)、反渗透膜专用阻垢剂、反渗透膜专用杀菌剂、反渗透膜专用絮凝剂、反渗透膜专用清洗剂、反渗透膜专用还原剂、反渗透膜专用保养剂
=========================================================================================================
ZG-PRP-009反渗透膜专用阻垢/分散剂
一、性能
ZG-PRP-009是一种高效阻垢分散剂,特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质,其阻垢效能高且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化合物凝聚形成不溶聚合物。在无离子交换预处理的反渗透(RO)、纳滤(NF)或超滤(UF)系统中防止结垢,提高产水量和产水质量,降低运行费用。
二、特点
1)在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢,不加酸的条件下最大允许值为2.8
2)不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
3)对控制铁、铝及重金属污染物特别有效,进水侧铁的浓度允许8.0ppm
4)能有效地抑制硅的聚合与沉积
5)可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
6)极佳的溶解性及稳定性
7)给水PH值在5-10范围内均有效
三、技术指标
项目
|
标准液
|
浓缩溶液
|
外观
|
澄清液体
|
澄清透明液体
|
pH值1%水溶液
|
2.0±0.5
|
2.0±0.5
|
比重
|
1.08±0.05
|
1.45±0.05
|
主要成份
|
含磷小分子有机物
|
含磷小分子有机物
|
高温分解产物
|
正磷酸盐
|
正磷酸盐
|
四、使用方法
ZG-PRP-009的加药量是根据水质全分析报告及反渗透系统情况计算确定。推荐的剂量范围内可控制绝大多数以下类型的结垢:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化铁、氢氧化铝及硅。
五、包装与储存
ZG-PRP-009出厂时为8倍浓缩液。每桶(5加仑),稀释8倍后(27.55×8)折合成为220.4kg标准溶液。也可根据用户要求提供标准液包装;室温避光储存12个月。
注:同时供应国产反渗透膜专用阻垢剂 ZG-PRP-010
=========================================================================================================
ZG-PRP-016反渗透膜专用杀菌剂
一、性能
ZG-PRP-016是一种安全有效的杀菌剂,具有广谱杀菌性。由于它独特的化学特性,在使用时仅需很少剂量即将系统中的菌类杀灭,产生经济效益,降低膜的维护费用,可用来控制反渗透系统的全过程微生物的孳生。
二、理化性质:
项目
|
外观
|
比重
|
适用膜类型
|
标准溶液
|
澄清色
|
1.17
|
醋酸纤维素膜、复合膜
|
三、使用方法:
ZG-PRP-016杀菌剂可以按照如下方法使用:
1、 注入方式:
将杀菌剂注入到保安过滤器前, 使用剂量为3~5ppm。也可根据实际情况改为间歇注入,每次注入量为30—50 ppm。
2、 浸泡:
将杀菌剂溶液(对于醋酸纤维素膜,应用硫酸或盐酸将溶液pH值调至4-6),用低压泵打入系统,浸泡60分钟,如系统污染严重,应延长浸泡时间。然后用反渗透产品水或除盐水冲洗15分钟;
注:在使用杀菌剂浸泡之前,应先用酸洗,以去除膜表面上可能存在的氢氧化物。浸泡后,用清洗剂清洗以去除生物体的尸体及有机残渣。
3、 循环:
将杀菌剂低压循环冲洗,时间不少于60分钟。(此方法不适用于醋酸纤维素膜)
四、包装、储存:25kg桶装,密封保存于通风、干燥处;保质期12个月。
注:同时供应国产反渗透膜专用杀菌剂 ZG-PRP-018
=========================================================================================================
广西壮族自治区南宁市兆冠环保科技有限公司专业致力于水处理环保领域,是一家技术实力雄厚的生产型企业。公司拥有一支高素质水处理专业技术人员组成的生产、工程技术和销售团队。在清水消毒、循环水处理、中水回用、化学水处理、污水处理等多个项目有着先进的技术和质量优良的产品。我公司同时是进口美国阳光反渗透药剂西南地区总代理和美国海德能膜广西地区推广中心,可协助用户对水质进行检测,从而运用最高效、经济的解决方案。本公司的产品已广泛应用于电子、 医药、造纸、制糖、化工、饮水、电镀、纺织印染等行业。公司以“诚信为本、求实创新,品质兼优、服务至上”为企业宗旨,以“诚信求实、开拓创新、追求双赢”为经营理念,通过先进的技术、优质的产品、优惠的价格、完善的服务,带给广大客户最大的利益!
公司现有产品:
清水消毒产品------------稳定性二氧化氯溶液,浓度为2%、4%、8%,二氧化氯投加器和发生器、二氧化氯泡腾片(消毒片)、游泳池消毒片、宠物专用消毒片、畜牧养殖专用消毒片
反渗透专用产品----------反渗透专用阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、清洗剂、还原剂、保养剂
美国阳光反渗透药剂------反渗透阻垢剂(PH-010、PH-135、PH-150、PH-191、PH-200、PH-300、PH-435)、反渗透杀菌剂(PH-020、PH-011)、絮凝剂PH-196、清洗剂PH-121
循环水处理产品----------缓蚀阻垢剂 、氧化型杀菌灭藻剂、非氧化型杀菌灭藻剂、磷酸三钠、氨水、预膜剂、钝化剂、粘泥剥离剂
锅炉水处理产品----------锅炉水专用缓蚀阻垢剂、锅炉除垢防垢剂、锅炉除焦除渣清灰剂、碱回收炉清灰剂、除垢剂、清洗剂、保护液、干燥剂、除氧剂
污水处理产品------------聚丙烯酰胺(阴阳离子、非离子、两性离子、污水处理专用、选矿专用、洗煤专用、制香专用)、聚合氯化铝(PAC)、消泡剂
造纸专用化学品----------造纸纸浆专用阻垢剂、造纸黑液蒸发器专用阻垢剂、造纸专用高效杀菌防腐剂
清洗剂系列产品----------酸洗缓蚀剂、清洗分散剂、中央空调清洗剂、清洗缓蚀剂、钝化预膜剂、冲灰管道清洗剂、凝汽器(换热器)清洗剂、油垢油焦清洗剂、高温清洗剂
石灰系列产品------------石灰石(粉、块)、生石灰、熟石灰(氢氧化钙、消石灰)
公司其它产品------------氨基磺酸、亚硫酸氢钠、氯酸钠、硅磷晶、聚天冬氨酸、超滤药剂
水处理设备及备品备件----RO反渗透系统、反渗透水处理设备、EDI、超滤(纯水系列工程)、保安滤芯、反渗透陶氏膜、东丽膜、海德能膜、反渗透GE膜、纳滤膜、超滤膜、米顿罗隔膜电磁加药计量泵、石英砂、活性炭、离子交换树脂、水质检验仪器等。
公司现有水处理技术服务:反渗透系统运行维护和服务、反渗透膜在线和离线清洗服务、膜组件化学清洗服务、反渗透膜清洗测试系统及清洗测试;水质检测、分析;工业循环水处理技术服务、饮用水处理技术服务、工业清水处理技术服务、化学水处理技术服务、污水处理技术服务。
品质第一 诚信为本 价格实惠 服务周到
=========================================================================================================
GE系列
GE反渗透膜:AG2540FF、AG2540TF、AG4040C、AG4040CF、AG4040FF、AG4040NF、AG4040TF、AG8040C、AG8040F、AG8040F1296-WET、AG8040F-400、AG8040F1622-WET、AG8040N、AG8040N-400、AD2540F、AD4040F、AD8040F、AK2540FF、AK4040FF、AK8040F-365、AK8040F-400、Duraslick RO 2540、Duraslick RO 4040、Duraslick RO 8040、Duraslick RO 4040 HS、Duraslick RO 8040 HS、Duratherm HWS RO 2540、Duratherm HWS RO 4040、Duratherm HWS RO 8040、Duratherm HWS RO-HR 2540、Duratherm HWS RO-HR 4040、Duratherm HWS RO-HR 8040
GE纳滤膜:HL2540FF、HL2540TF、HL4040FF、HL4040TF、HL8040F、HL8040F-400、HL8040N、Seasoft HR 8040、Seasoft HF 8040、Duraslick NF 2540、Duraslick NF 4040、Duraslick NF 4040 HS、Duraslick NF 8040、Duraslick NF 8040 HS
GE超滤膜:GE4026F、GE4040F、GE8040F、GH4026F、GH4040F、GH8040F、GK4026F、GK4040F、GK8040F、EW4025T、EW4026F、EW4040F、EW8040F、JX4040F、JX8040F
美国通用贝迪(GE-ARGO) 水处理药剂:阻垢剂 Hypersperse MDC756 ,MDC754 ,MDC708,MDC706,MDC704,,MDC702,MDC200, MDC220, MDC150, MDC151,MSI300 ,MSI410,絮凝剂MPT150 清洗剂 Kleen MCT103 ,Kleen MCT511, Kleen MCT882, Biomate MBC781,BeztDearborn DCL95,BeztDearborn DCL30
陶氏系列
陶氏反渗透膜:BW30-440i、BW30-400/34i、BW30-400、BW30-365、BW30-400/34i –FR、BW30-365-FR、BW30-400-FR、TW30-1812-24、TW30-1812-36、TW30-1812-50、TW30-1812-75、TW30-1812-100、TW30-2026、TW30-2514、TW30-2521、XLE-2521、TW30HP-2526、TW30-2540、LP-2540、XLE-2540、TW30-4014、TW30-4021、XLE-4021、TW30-4040、LP-4040、XLE-4040、SW30-2514、SW30-2521、SW30-2540、SW30-4021、SW30-4040、SW30HRLE-4040
陶氏纳滤膜:NF200-400、NF200-2540、NF200-400、NF270-400、NF270-2540、NF270-4040、NF90-400、NF90-2540、NF90-4040
陶氏超滤膜:DOWTM Ultrafiltration陶氏超滤膜
海德能系列
海德能反渗透膜:ESPA1、ESPA2、ESPA2+、ESPA4、ESPAB、ESPA1-4040、ESPA2-4040、ESPA4-4040、盐清士、CPA2、CPA3、CPA3-LD、CPA4、CPA2-4040、PROC10、LFC1、LFC3、LFC3-LD、LFC2、LFC1-4040、LFC2-4040
海德能纳滤膜:ESNA-K1、ESNA1-4040、ESNA1-LF、ESNA1-LF-4040、ESNA1-LF2
海德能超滤膜:HUF10-200、HUF10-90、HUF10-250、HUF8040
=========================================================================================================
RO反渗透工作原理:
反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来,方向与渗透方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围,无需化学品及可有效脱除水中盐份,系统除盐率一般为98%以上。所以反渗透是最先进的也是最节能、环保的一种脱盐方式,也已成为了主流的预脱盐工艺。
RO反渗透的发展概述:
1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化,1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜。从此以后,反渗透膜开发有了重大突破。膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜。操作压力也扩展到高压(海水淡化)膜,中压(醋酸纤维素)膜,低压(复合)膜和超低压(复合)膜。80年代以来,又开发出多种材质的纳滤膜。
RO反渗透设备的特点:
由于其无需加热、能耗少,运行过程连续稳定,设备体积小、操作简单,适应性强,对环境不产生污染而逐步取代传统的离子交换工艺。我公司研制的BSWRO系列反渗透装置是采用专用RO技术设计,关键部件,设备采用进口名厂名牌产品(如HYDRANAUTICS、DOW-FILMTEC等公司反渗透膜,COLDLINE、WAVECYBER等公司反渗透膜壳,GROUDFOS、LOWARA、NOCHHI等公司加压泵……),不仅工艺先进,而且产品质量可靠,可扩展性强,结构合理占地小,水利用率及产品寿命取得很好的平衡,能耗低,全自动运行,操作维护简单。
RO反渗透设备的应用范围:
☆ 制药、医药行业无菌、无热源纯化水制取;
☆ 电子、电力行业用超纯水;
☆ 生物医药用水;
☆ 化工、化妆品配料用水;
☆ 苦咸水、海水淡化;
☆ 电镀涂装行业所用溶液配给,零件清漂洗;
☆ 精密机械、特种材料,光电材料,石英制品行业用的清洗,配给,冷却水;
☆ 饮用纯净水、食品饮料用水。
统一的“干闭湿开”反渗透机理模型 有几个经典模型
1.Sourirajan的优先吸附毛细孔模型:弱点干态电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。
2.溶解扩散模型:不认为有孔。
3.干闭湿开模型:上个世纪80,90年代,邓宇等提出的,能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个最经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。即
膜干时,膜空收缩致密,孔隙闭合,电镜下看不到;
膜湿时,膜材料溶胀,膜的孔隙被溶剂溶胀,孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
=========================================================================================================
反渗透工程应用及发展趋势
摘要:本文综合叙述了反渗透技术在海水、苦咸水淡化,纯水、超纯水制备,分离、浓缩、提纯和废水资源化及中水回用中的应用情况及其发展趋势。
关键词:反渗透;海水淡化;纯水制备;膜分离
1 前言
反渗透技术是二十世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术。该技术是因海水、苦咸水淡化目的而发展起来的,通常称为“淡化技术”。由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗电低等优点,发展十分迅速。据国际脱盐协会统计[1],1999年底,全球单机日产量100立方米以上的装置有13600台,每天生产淡水2590×104立方米。反渗透和多级闪蒸是主要的应用方法,各占大约43%的市场份额。各种淡化技术在长期的工程应用中都在不断改善和提高,如改善工程和设备本身的用材、改进原水预处理和运行管理计算机化。然而,由于反渗透技术适用范围广,从事反渗透技术研究的单位和成套工程的公司多,近些年来,其发展速度相对于其他技术要快多。
我国反渗透技术发展始于二十世纪60年代,1967~1969年全国海水淡化会战为醋酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础,70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发,80年代进行反渗透复合膜的研究开发,开始步入产业化,在我国水处理行业得到了广泛应用。尤其近些年来,在国家开放政策的引导下,世界发达国家高性能膜组器大量涌入国门,带动了国内反渗透工程应用的高速发展。国内相关研发单位在高性能反渗透、纳滤复合膜的研究方面也已取得突破,正在实施水膜的产业化计划。经过30多年的发展,尤其“七五”以来,通过连续实施国家三个五年科技计划,我国的反渗透技术有了快速的发展,产业初具规模。反渗透技术已广泛应用于海水与苦咸水淡化,纯水、超纯水制备,化工分离、浓缩、提纯等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。
2 海水、苦咸水淡化
我国海水淡化技术的研究起步较早,也是世界上少数几个掌握海水淡化先进技术的国家之一。在反渗透海水淡化方面,1997年,浙江省重大科技攻关项目“500吨/日反渗透海水淡化示范工程”在浙江省嵊泗县嵊山岛建成投产[2]。首次采用了透平式能量回收装置,使海水淡化工程单位产水能耗降至5.5度以下,填补了我国反渗透海水淡化工程的空白。2000年,在国家科技部重点科技攻关项目“日产千吨级反渗透海水淡化系统及工程技术开发”的支持下,先后在山东长岛、浙江嵊泗建成了1000吨/日级的反渗透海水淡化示范工程[3],采用了压力交换式能量回收装置,吨淡水能耗降至4.2度以下,各项技术经济指标达到国际先进水平。在示范工程的引导下,我国已建成百吨级以上反渗透海水淡化工程十余个,合计日产水近三万吨。目前,正在山东省荣成建设单机规模5000吨/日的万吨级反渗透海水淡化示范工程。目前,我国反渗透海水淡化尚未形成规模,工程投资基本上在5000~6000元/吨/日范围,小型海水淡化工程的工程投资更高,吨水能耗在4.0~5.5度左右,不同规模的海水淡化制水成本,视各地电费的差异,大致在5.0 ~6.0元/吨。
总体上讲,我国反渗透海水淡化技术和产业与美国、日本等发达国家相比尚有一定差距。一是反渗透海水淡化关键设备,如海水膜组器、高压泵、能量回收装置等尚未完全实现国产化,需要从美、日等发达国家引进;二是海水淡化工程规模尚小,总制水能力只占全球总产量的千分之几;三是掌握反渗透海水淡化技术的工程公司少。鉴于此,国家计委于2001年开始实施国家高技术产业化重大专项—万吨级反渗透海水淡化及其组器技术产业化项目,国家科技部也已将反渗透海水淡化成套技术开发纳入了国家“十五”攻关项目。
受海洋环境和海水特性的影响,海水淡化工程与其他水处理工程相比,在设计和施工上差异较大。设计海水取水设施时,应考虑潮位差、风浪、微生物和贝类生长等因素;设计海水预处理系统时,应考虑海水浊度的季节性变化、细菌繁殖和有机物等因素;设计反渗透系统时,应考虑高压、腐蚀性、微溶无机盐沉淀及浓差极化等因素。图1为常用反渗透海水淡化工艺流程示意图。当海水浊度较高时,如我国东海、渤海的沿海海域,宜采用加氯、混凝、澄清、过滤的海水预处理工艺。
能耗是反渗透海水淡化工程的主要技术经济指标。因此,反渗透海水淡化工程通常采用能量回收装置来回收高压浓缩海水的剩余能量,以便降低海水淡化吨水能耗和造水成本。目前常用的能量回收装置有水力透平式能量回收装置和压力交换式能量回收装置,前者视规模大小,可回收高压浓缩海水50~70%的剩余能量,而后者采用了直接接触正位移压力交换机理,其对高压浓缩海水能量回收率在90%以上。
苦咸水通常指含盐量低于5000毫克/升的天然水、地表水和井水,也包括含盐量高于5000毫克/升或含盐量接近海水的高浓度苦咸水。由于苦咸水一般含有较高比例的钙、镁、重碳酸根、硫酸根等微溶无机盐离子,在反渗透苦咸水淡化工程中,抑制和控制微溶盐的结垢沉淀是十分重要的。目前常用的方法有:添加阻垢剂、离子交换软化、加酸去除进水中的碳酸根和重碳酸根以及降低水回收率,避免超过溶度积。
反渗透是苦咸水淡化工程最具竞争力的方法,技术相对成熟。目前,我国已有上千套规模不等的反渗透苦咸水淡化装置应用在国民经济各个领域,积累了成功的经验。
3 纯水、超纯水制备 [4]
纯水、超纯水是现代工业中一种十分重要的原材料,已被广泛应用于半导体、微电子、电力、化工、医药等领域。我国从80年代起在纯水、超纯水制备系统中,采用以反渗透—离子交换为主导工艺,比单一离子交换工艺,其造水成本约下降30%,节省酸、碱耗量约90%,提高树脂再生周期造水量约20倍。反渗透膜法分离技术的先进性,经济效益和环保社会效益已被大量反渗透工程现场的实际运行结果所证实。目前纯水、超纯水制备系统反渗透膜工艺的市场占有率高达95%以上。
3.1 电厂中、高压锅炉补给水制备
大型纯水、超纯水制备系统较集中应用于电厂中、高压锅炉补给水制备,其主要工艺由原水预处理、反渗透除盐、离子交换深度除盐或电去离子(EDI)的三大部分组成。根据原水水质和产水水质要求来设计工程的工艺流程和设备配置。原水含盐量小于500毫克/升时,可选用一级反渗透和混床的组合工艺;原水含盐量大于500毫克/升,可选用二级反渗透和混床的组合工艺,达到产水电导率≤0.2μs/cm(25℃),SiO2≤20μg/L,硬度≈0μmol/L,满足电力行业《火力发电厂水汽化学监督守则》行业标准(DL/T561-95)。如要求产水水质电导率>1μs/cm时,可选用反渗透和复床的组合工艺。当反渗透产水中重碳酸根离子(HCO3)>50毫克/升时,可在阳床后设置脱气装置,如图2。
由于反渗透膜元件具有大于97%除盐率,而且还能去除水中大部分微粒、有机物、胶体等杂质,所以电厂中、高压锅炉补给水制备系统工程中,特别对高含盐量的原水,应用反渗透膜法除盐工艺,能获得显著的经济效益和环境效益。据不完全统计,目前在国内电厂中运行的产水量大于100吨/时反渗透装置已超过100套,最大规模的反渗透装置产水量800吨/时。
3.2 电子工业用纯水、超纯水制备
电子元器件的制造需要大量高品质的纯水、超纯水,电子级超纯水是目前世界上纯净品质要求最高的水。在电子级超纯水制备系统中汇集了当前水处理技术最先进的工艺和设备,如超滤、微滤、反渗透、膜脱气、电去离子(EDI)等,其中反渗透装置是整个纯水、超纯水制备系统工程中一个关键的设备。它能有效地去除原水中97%以上的溶解性无机物质、99%以上的分子量大于300的有机物、99%以上的包括细菌在内的各种微粒和95%以上的二氯化硅。目前反渗透——离子交换工艺在纯水、超纯水制备中已被广泛地采用。反渗透工艺在纯水、超纯水制备系统工程中的应用,不但能提高了产水的品质,降低生产成本,而且防止环境污染,有力地推进了电子工业的进步,同时也促进了纯水、超纯水制造技术的发展。
通过国家“七五”、“八五”科技攻关项目的实施,我国超纯水制备系统工程设计和成套能力有了很大的提高,掌握了整套工程的系统工艺设计、设备制造和成套、安装调试、技术培训等关键技术,工程应用技术已达到了国际水平常用流各如图3。
3.3 饮用纯净水制备
我国饮用纯净水的制备始于90年代,主要工艺流程为:自来水→机械过滤器→活性炭过滤→保安过滤→反渗透除盐→杀菌消毒→饮用纯净水。1997-1998年为瓶装、桶装饮用纯净水和小区楼层管道饮用纯净水生产发展的高峰期。自1999年《瓶装饮用纯净水》GB17323、《瓶装纯净水卫生标准》GB17324和《饮用纯净水质标准》CJ94标准的颁布,使饮用纯净水水质和卫生指标得到了有效的控制,有力地促进了饮用纯净水产业的健康发展。目前,饮用纯净水制备中的反渗透装置单机产水容量虽然不大,多数处于数十吨/时产量以下的中、小规模,但总数量不小,据不完全统计,全国大大小小的饮用纯净水厂商达数千家,饮用纯净水年生产总量达500万吨以上,年总产值约30亿元,现供销市场已基本趋于稳定。
4 分离、提纯、浓缩
反渗透组合工艺广泛用于食品工业和医药工业的分离、提纯、浓缩,反渗透主要用于料液的脱水。食品工业中糖类、果汁、蔬菜加工的脱水浓缩已达到先进的工业化程度。从渗透压考虑,反渗透特别适于浓度在10%(w)以下的食品料液的浓缩。与传统的蒸发法相比,反渗透的主要优点是降低能量消耗。每脱去1升水所需要的能量,包括锅炉和电动机的能量损失,反渗透能耗近似为110千焦/升,最先进的蒸汽压缩蒸发器则为700千焦/升[5]。国外蕃茄汁浓缩,每脱盐1吨水,反渗透费用为0.9英磅,蒸发法为7.6英磅。我国已开发了超滤—纳滤—反渗透提取甜叶菊糖苷的工艺,纳滤对甜叶菊苷预浓缩后,再用反渗透浓缩,提高了浓缩倍数,可直接喷雾干燥制成成品。国内有几家单位,开发了利用低档茶叶提取速溶茶的工艺,利用反渗透组合技术提取的速溶茶粉较好地保留了茶叶的有价值成份和天然香味,市场已有产品出售。反渗透与超滤等组合工艺用于干酪乳清的浓缩,得到乳清蛋白浓缩液和乳糖,固含量浓度可达20-25%(W),并发现其更适于后续的电渗析脱盐。牛奶脱水在欧洲已广泛采用反渗透工艺。在医药工业方面,膜组合技术成功应用于抗生素的提炼。抗生素分子量一般在200-1000之间,发酵液经超滤去除大分子后,用反渗透浓缩[6]。目前我国在中成药制造过程中,采用反渗透脱水浓缩也有不少实例。在医药辅料甘露醇生产工艺中,将超滤净化的料液进入反渗透预浓缩,可将甘露醇含量由1.3-1.5%浓缩到4.2%左右,再经电渗析脱盐、蒸发结晶,制成成品[7]。木糖醇是玉米蕊的提取物,用二级反渗透工艺浓缩,可将木糖醇溶液的折光度由4提 到15,比传统多效蒸发法节能80%。反渗透用于酒类脱醇已在北京啤酒集团投入应用,生产的无醇啤酒已投入市场。啤酒中酒精含量由通常的2-7.5%降到0.5%以下。
节能、产品纯度高、便于开发高附加值的新产品是反渗透技术在分离、提纯、浓缩工艺中迅速扩展应用的主要原因。过程在常温、无相变环境下进行,特别适于热敏物质和pH敏感物质的分离,能保持原料的固有香气和天然气味。反渗透透过水可以回用,节约水源,整个生产过程无环境污染。生体料液可能含有细菌、固体颗粒、多肽、蛋白或者糖胶、鞣质等复杂成份,要优化前处理步骤。在反渗透组合工艺的设计中,要合理分配各段的载留负担,保证系统的平衡运转。膜通量下降是常见的运行障碍,使用耐污染的膜、选取或开发无毒高效清洗剂和清洗方式是保证稳定运行的关键。纳滤过程比反渗透操作压力低,且膜面荷电,在分子量适于纳滤分离的某些过程,目前有以纳滤取代反渗透的趋势。
5 废水资源化
废水资源化具有开发淡水资源与保护环境双重目的。无机系废水处理与海水淡化采用同类装置并具有较多共性工艺技术。反渗透可使废液中的铜、铅、汞、镍、锑、铍、砷、铬、银、硒、铊、锌等离子脱除90-99%。用反渗透处理胶片加工废水,银的回收率可达99%。美国芝加哥API工艺公司采用B-9芳香族聚酰胺中空纤维膜组件处理Watt Ni漂洗水,废水含Ni2-650毫克/升,经RO浓缩到20倍达到13000毫克/升、Ni2的分离率为92%。北京广播器材厂用醋酸纤维素膜处理亮镍和暗镍的漂洗废水,废水中Ni2为1510-2400毫克/升,系统Ni2的回收率>99%。我国西部石油天然气开发中,从深井涌出的含盐量在10000-30000毫克/升的卤水,用反渗透-电渗析-三效蒸发(浸没燃烧)的工艺正计划开发。反渗透将卤水脱盐后400毫克/升以下,成为优质饮用水,浓缩到50-60克/升,可回灌井中,或再用电渗析浓缩到120克/升,蒸发—喷雾干燥,制成固体盐。
目前,反渗透在城市污水深度处理方面的应用受到了高度重视,包括中水回用和污水处理厂二级出水的深度处理制取优质淡水。中东不少缺水国家,在大量采用反渗透海水淡化技术的同时,引入反渗透技术处理二级污水,一级反渗透出水水质含盐80毫克/升,二级反渗透出水达到10毫克/升,以扩大淡水水源。一个典型例子是1999年在新加坡裕廊工业区建成的反渗透污水处理厂,以三级生化处理的城市废水为原水,用反渗透系统制取高级工业用水[8]。工程在预处理方面做了大量实验,进行了双介质过滤与微孔膜过滤的比较,最后选用二级双介质过滤——反渗透系统。处理厂共用FLMTETM生产的抗污染膜元件BW30-365FR 2184支,一级三段排列,日产水量30000吨,水回收率高达85%,产水电导率66-133μs/cm。悉尼奥运会体育场馆的日产水2200吨污水处理系统可供我们借监,如图3[9]。生活污水经SBR工艺处理、雨水经沉降和水生植物氧化塘处理后混合,进入0.2μm的微孔过滤系统,得到可冲厕回用的中水,中水再经过反渗透处理用于场馆绿化。这样即节约了自来水,又减少了市政污水处理量,实现了绿色奥运。
6 发展趋势
反渗透膜技术及其工程应用的发展方向主要集中于研究开发具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分离等性能的反渗透膜组器。超低压反渗透膜能在保持原脱盐率的情况下,操作压力下降25~40%,从而降低了系统的能耗和设备材料的要求。抗污染反渗透膜的开发,减少了膜清洗的药耗,延长了膜的使用寿命,广泛地应用于污水回用和化工原材料的浓缩提纯。带正电荷反渗透膜可直接应用于二级、三级反渗透系统制备1~4兆欧、10~15兆欧电阻率的纯水、超纯水,实现无酸碱废水污染的洁净工艺。耐高温反渗透膜具有90℃耐温性能,能应用于食品、医药等行业需采用高温杀菌消毒的反渗透装置。耐高压反渗透膜具有9.0MPa以上的耐压性能,应用于二级海水淡化反渗透装置能使水回收率达到60%。近20年来,多种高性能和特殊用途的新型反渗透膜组器的研制成功,有力地推进了反渗透应用工程的发展。
反渗透工程应用的另一个发展方向是反渗透膜组器与超滤、微滤、纳滤、电去离子(EDI)等组器的有机地组合应用,充发发挥各种膜分离技术的特性,形成一个完整的系统工程,达到浓缩、分离、提纯的目的。