反滲透
反滲透(RO)是以壓力為推動力,利用反滲透膜只能透過水而不能透過溶質的選擇透過性,從某一含有各種無機物、有機物和微生物的水體中,提取純水的物質分離過程。1960年Loeb和Sourirajan,根據上述原理制備了世界上第一張高脫鹽率、高通量的不對稱膜醋酸纖維素(CA)反滲透膜。70年代初美國杜邦(Dupont)公司開發成功了芳族聚酰胺(PA)中空纖維反滲透膜;80年代初聚酰胺復合膜及卷式元件研究成功,80年代末,高脫鹽率復合膜及卷式元件投入生產;90年代中,超低壓高脫鹽度聚酰胺復合膜及元件投放市場。我國反滲透膜技術的研究開發,始于1965年,1967-1969年的“全國海水淡化會戰”為CA不對稱反滲透膜的開發打下了良好的基礎,1982年我國第一個CA卷式膜元件研究成功,1983年CTA中空纖維組件研制成功;1984年大型8"卷式組件研制成功;1985年8"大型中空纖維組件研制成功。這些組件成功地應用于18MΩ-cm超純水,高壓鍋爐補給水,無菌無熱源水和食用純凈水……的制造。并產生了重大的社會和經濟效益,近三年來,由于國外卷式PA復合膜的大量進入中國市場,對國產CA卷式膜的沖擊很大,目前國產CA卷式膜已停產,而國產CTA低壓中空纖維膜組件,雖其脫鹽率低于進口PA復合膜,但其由于相對價格低,供貨充足,目前仍在生產,以滿足市場的需求。
在反滲透工藝研究和工程應用方面,80年代末,國家“七.五”科技攻關期間,電子工業用18MΩ-cm大型工業化超純水系統、高壓鍋爐補給水用大型反滲透裝置,和海島苦咸水反滲透淡化制取飲用水,三項示范工程獲得成功,并在全國范圍內純水、超純水的制造中得到大力推廣應用,該項目獲國家科技進步一等獎。1991年國產CTA中空纖維反滲透膜組件用于食用純凈水生產獲得成功,我國第一批純凈水投放市場,1994年二級反滲透系統研制成功,并首次用于純凈水的制造,割除了原工藝中的離子交換過程,1995年膜法直接制取醫用注射用水獲得成功,并分別在安徽繁昌制藥廠和北京協和醫院投入示范考核運行。制備的無熱源水符合中國藥典(95版)和美國藥典(21版)注射用水的標準。
與國外相比,我國反滲透工藝和工程技術已接近國外先進水平,但膜和組器技術同國際同類產品仍有較大的差別,復合膜雖已完成中試放大,但離工業生產仍有較大距離,當前反滲透膜組件市場,中空纖維型仍以國產CTA膜組件為主,而卷式型,基本上由進口PA復合膜元件所占據。在工程上,引進PA復合膜和其他關鍵部件,設計制造反滲透裝置,取代了以往整機進口的局面,實踐證明是成功的。但注意的是許多小企業由于缺乏反滲透系統設計的專業技術,用戶技術培訓不到位,操作、維護不當,致使反滲透膜使用壽命大大縮短,這已成為當前我國反滲透工程應用中的一個普遍問題,應引起同行的注意。
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