反渗透法介绍
反渗透法可以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,其中溶质不能透过半透膜,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,这种现象就叫作"反渗透"。反渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离子（monovalent ions）的排除率（rejection rate）可达90%-98%,而双价离子（divalent ions）可达95%-99%左右（可以防止分子量大於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 polyamides）,polyimide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,使用寿命会缩短。polyamide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polyamide）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,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准备这一道步骤。
反渗透系统的调试工作显得尤为重要。我们可以从以下几个方面来掌握：
运行条件
运行前准备
试车运行
分离流程
反渗透膜分离工艺设计中常见的流程有如下几种：
①一级一段法这种方式是料液进入膜组件后,浓缩液和产水被连续引出,这种方式水的回收率不高,工业应用较少。另一种形式是一级一段循环式工艺,它是将浓水一部分返回料液槽,这样浓溶液的浓度不断提高,因此产水量大,但产水水质下降。
②一级多段法当用反渗透作为浓缩过程时,一次浓缩达不到要求时,可以采用这种多步式方式,这种方式浓缩液体体积可减少而浓度提高,产水量相应加大。
③两级一段法当海水除盐率要求把NaCl从35000 mg/L降至500mg/L时,则要求除盐率高达98.6%如一级达不到时,可分为两步进行。即步先除去NaCl 90%,而第二步再从步出水中去除NaCl 89%,即可达到要求。如果膜的除盐率低,而水的渗透性又高时,采用两步法比较经济,同时在低压低浓度下运行时,可提高膜的使用寿命。
④多级反渗透流程在此流程中,将级浓缩液作为第二级的供料液,而第二级浓缩液再作为下一级的供料液,此时由于各级透过水都向体外直接排出,所以随着级数增加水的回收率上升,浓缩液体体积减少浓度上升。为了液体的一定流速,同时控制浓差极化,膜组件数目应逐渐减少。
超过滤法
超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
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