膜分离技术及研究进展

    人们认识膜现象已有 200 多年的历史，第一张商品膜的出现至今已有 40 多年。膜技术由
于高效、实用、可调、节能和工艺简便等，已广泛应用，产生极高的经济效益。在环境问题的
圆满解决，更有效的资源利用和医疗保健等领域，膜技术有着光明的发展前景。现在已有许
多膜分离技术获得大规模应用，如微滤、反渗透、超滤、纳滤、电渗析、渗透蒸发、液膜等，特
别是反渗透膜，已经在许多发电厂、制药厂得到利用。还有不少如双极膜、膜蒸馏、膜萃取等
新膜技术也有技术开发上的进展。

 

1 、几种常见膜分离技术简介及应用现状和进展 
1.1 反渗透 
　　反渗透技术在

50 年代才开始研究，到 60 年代末制成具有工业价值的反渗透膜，1971

年开始有工业性反渗透装置在电厂投入运行，现在反渗透法进行水处理工艺遍及美国、日本、
法国、意大利等国家，我国于

70 年代末开始引进反渗透装置于发电厂的水处理。90 年代反

渗透膜的开发研制成为热点。现在反渗透技术已有大范围的应用。

 

1.1.1 反渗透的基本原理 
　　对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的
薄膜称之为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液

(例如淡水)和相同的体积的浓溶液(例如盐

水

)分别置于半透膜的两侧时稀溶液的溶剂将自发的向浓溶液的一侧流动，这一现象称为渗

透。图

1 是渗透膜的示意图。当渗透过程达到平衡时，浓溶液侧的液面将会比稀溶液的液面

高出一定高度，即形成一个压差，称为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与
溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液的一侧施加一个大于渗透
压的压力，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，
这一现象称为反渗透。见图

2。 

　　反渗透装置就是利用这一原理用高压泵将待处理水经过增压以后，借助半透膜的选择
截留作用来去除水中的无机离子的，由于反渗透膜在高压情况下只允许水分子通过，而不
允许钾、钠、钙、锌等离子及病毒、细菌通过，所以它能获得高质量的纯水。

 

1.1.2 典型的反渗透工艺流程 
　　反渗透应用于不同的工艺有不同的工艺流程，一般情况下，它们都遵从于以下几个过
程，即预处理、反渗透及后处理。见图

3。 

　　反渗透技术应用十分广泛，主要应用于海水淡化、中水回用、纯水和超纯水制备、城市给
水处理、城市污水处理及应用、工业电镀废水及纸浆和造纸工业废水处理、化工废水处理、冶
金焦化废水处理、食品工业、医药工业等废水处理，我国有大港电厂、宝钢自备电厂、沧州电
厂等九个发电厂应用反渗透技术来进行预脱盐处理。在不断的应用过程中，反渗透的缺点和
不足日益显露，主要表现在以下几点：

 

① 进口设备由于原水水质的不同，缺乏技术论证及工艺修改，照抄照搬，不适合我国国情。
所以反渗透进水一定要根据原水水质的不同进行预处理以满足设备对进水水质的要求。

 

② 有些技术能力差的企业，不懂得反渗透膜元件及其数量的合理选择，膜元件的合理排列
等，造成部分膜元件在非常情况下运行。