0.25-100吨反渗透加纳滤膜分离小试设备

膜分离设备主要应用领域：

RO反渗透加纳滤技术工艺的应用领域分为两大类：工农业生产领域、民用生活用水领域。工农业生产主要用于纯水、超纯水的制备和污水处理；民用主要是指生活饮用纯水方面。

　　国内反渗透膜工业应用的**大领域仍为大型锅炉补给水，各种工业纯水、饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保、冶金、纺织等行业的膜应用也都形成了一定规模。今后有潜力的应用领域有发电厂冷却循环水的排污水处理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等。总结超来RO反渗透工艺技术的应用主要分布在以下8大行业，用于制备行业用纯水超纯水、水的淡化脱盐以及纳滤浓缩分离等。

　　1、电子工业用水：集成电路、硅晶片、显示管、电极箔等电子元件冲洗水

　　2、制药行业用水：输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等

　　3、化工行业工艺用水：化工循环水、化工产品制造、化肥等

　　4、电力行业锅炉补给水：火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统

　　5、食品工业用水：应用纯净水、饮料、啤酒、白酒、保健品等

　　6、海水、苦咸水淡化：海岛、舰船、海上钻井平台、苦咸水地区

　　7、饮用纯净水：房产物业、社区、企事业单位等

　　8、其它工艺用水：汽车、家电产品涂装、镀膜玻璃、化妆品、精细化学品、印染等

　　二、RO反渗透在食品行业的应用

　　RO膜的工艺技术应用于食品饮料行业在我国出现的比较晚。膜技术用于食品工业始于60年代未，**应用于乳品加工，随后才逐渐用于果蔬汁饮料的无菌过滤、酒类精制和酶制剂的提纯和浓缩等方面。

　　1、RO反渗透在果蔬汁浓缩加工中的应用

果汁浓缩，可以减少果汁容积，便于运输贮藏，能够提高果汁贮藏的稳定性。常规的果汁浓缩法是采用多级真空蒸发法。由于热作用的影响易导致果汁芳香成分的逸散、褐变和焦糊味道的产生，耗能高。

　　为了提高产品质量和降低能耗。目前**有可能替代热浓缩的是膜分离技术。用于果蔬汁浓缩一般采用反渗透浓缩技术。它适用于分子量小于500道尔顿的低分子无机物或有机物水溶液的分离，操作压力也容易控制，一般为0.1~10Mpa。

　　人们对反渗透浓缩苹果、梨、柑桔、菠萝、葡萄及蕃茄等果蔬汁在近20年的时间内作了大量的研究。果蔬汁浓缩多用醋酸纤维素反渗透膜，它对醇和有机酸的分离率较低，与蒸发法相比，反渗透浓缩的果汁可使浓缩果汁有更好的芳香感与清凉感。

　　采用蒸发法浓缩的果汁，其中芳香成分几乎全部消失；采用速冻法浓缩的果汁芳香成分只保留8%，而采反渗透法芳香成分可保留30%~60%，而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多，Vc、氨基酸及香气成份的损失均比真空蒸馏浓缩要小得多。果汁浓缩时膜的透水速率随果汁种类、操作条件以及预处理条件而异。透过膜的液体成分因膜种类而异，一般都含有一定量的无机盐和果酸，透过液可作为矿泉水或天然饮料的用水。利用醋酸纤维膜管式反渗透装置浓缩苹果汁可以得到高质量的浓缩苹果汁。用高脱除率和低脱除率二种卷式反渗透组件所组成的反渗透流程,可以制取相对高浓度的苹果浓缩汁。

　　2、RO反渗透在茶饮料浓缩过滤

　　茶饮料目前正值黄金上升期，茶饮料是由茶叶提取物，速溶茶粉、茶浓缩汁经过滤调配制得，其中速溶茶粉或浓缩汁对实现”集中生产主剂、分散灌装”的工业化生产起到很大作用。由于绿茶汁中含有丰富的叶绿素和多酚类营养保健物质，这些成份易氧化褐变，而应用反渗透膜低温浓缩方法工业化生产制得澄清、黄绿明亮具有原汁原味的绿茶风味。

　　工艺流程：绿茶叶→浸提→过滤→制冷→超过滤→反渗透膜浓缩→绿茶浓缩汁→速溶茶粉

　　绿茶汁在生产过程中易氧化褐变，温度高易使茶汁产生熟汤味，故在工艺中对绿茶汁进行制冷，冷却到15～18℃以达到护色、保质、延缓氧化褐变的目的。

RO反渗透膜浓缩的前提是必须达到膜的进液要求，故对绿茶汁进行超过滤，去除大分子物质及一些杂质，使之达到要求。

3、RO反渗透在酒类酿造上的应用

　　1）啤酒酿造

　　反渗透法生产低度啤酒。**将啤酒经反渗透浓缩，由于膜对酒精的截留能力差，一定量的透过液一起被分离出来，然后用不含酒精的溶液(如无菌水)稀释浓缩液，这样就降低了啤酒的酒精度。

　　2）控制酒的甜度

　　为了提高葡萄酒的甜度，日本酿酒业已应用反渗透膜设备生产葡萄酒，用于分离溶液成分中的水，使酒浓缩而达到所需的甜度，生产出优质天然葡萄酒。其优点是：不需加热，因而不会产生煮熟味，不发生色素分解和褐色现象；不经过蒸发过程，不损失营养成分，可保持良好的酒质和香气；耗能低。

　　4、RO反渗透用于饮料用水的纯化处理

　　反渗透可用于饮料用水的软化，能实现95%~99%的脱盐率，可满足不同要求的软化水。水的利用率为75%~85%，高于电渗析。反渗透的操作简单，能耗低，可运行1~2个月进行设备清洗，投资虽然比电渗析高，但生产成本与电渗析相约。

　　由于反渗透是分子级分离，它可以除去一些无极性的有机物及细菌，因此,再用反渗透软化水的同时也完成了水的除菌和净化。

　　5、反渗透用于纯净水的制备处理

　　近两年来国内的纯净水(包括蒸馏水)发展很快，除标明的蒸馏水是用蒸馏法生产之外，几乎所有的纯净水都是用膜法来进行生产的。

　　众所周知，离子交换、电渗析只能脱除一些极性物质，对一些有机物，尤其是一些小分子有机物是很难去除的；蒸馏法也难以去除一些低沸点或挥发性有机物，而反渗透却能有效地去除这些物质。因此，反渗透在净化水处理中所占的地位将日益重要。

　　6、RO反渗透在食品工业中其他方面的应用

　　反渗透技术还可用于食品工业中其它方面的作用，如在乳清加工中，反渗透可用于全乳清的浓缩；制糖工业中，可用反渗透进行糖液的浓缩等。

　　三、RO反渗透在制药行业中的应用

　　反渗透制备纯水法是物理法，反渗透法在制取纯水的过程中，是以压力作为动力，使纯水透过反渗透膜，后将其收集而制得，因而在整个制水过程中，不发生相变，且无酸碱废液处理。所以，反渗透膜法以其节能、环保等特点，成为目前制取医药用纯水、高纯水的主要方法。

　　医药用纯水、高纯水的水质要求和相应反渗透膜法水处理工艺如下：

　　医药制备用纯水、高纯水要求的电导率、离子含量等有一定要求，主要水质指标：电导率≤2μs/cm、重金属≤0.3μg/LTOC≤500μg/L。为达到纯化水的水质要求，目前主要采用的反渗透膜法水处理工艺为”反渗透+混床”、”二级反渗透“和”反渗透+电除盐”。

　　在”反渗透+混床”工艺中，虽然RO反渗透设备除去了进水中的极大部分离子，但混床的离子交换树脂失效后，仍需酸碱处理，以复苏树脂的离子交换性能，因而在制取纯化水的过程中，仍有废酸碱再生液排放，污染环境。在环保要求日趋严格的条件下，虽然其设备投资成本较低，产水电导率也较低，但其应用仍受到环保要求的限制。

　　在’反渗透+电除盐‘工艺中，由于电除盐装置对进水水质（如硬度、TOC等指标）要求极为严格，一般一级反渗透产水经常不能达到电除盐装置的进水要求，因而在大多数情况下，需采用二级反渗透产水作为电除盐装置的进水。同时，由于电除盐设备单元价格较高，这样就使其纯化水制取设备投资成本大幅升高。虽然其出水电导率低、纯化水制备过程无酸碱处理，但由于其单位制水成本极高，故导致其应用受到投资成本的限制。

　　而二级反渗透制水工艺，虽然其产水电导率相对较高，但在一般情况下，其产水电导率能达到纯化水的要求，因而它以工艺设备投资成本适中，操作维护简单。二级反渗透工艺由于具有高脱盐率、自动化程度高、环保等优点，对大部分水源来说，其产水水质能达到医药纯化水的要求，因而二级反渗透技术在制取医药纯化水中的应用必然越来越广。

　　四、RO反渗透在电子行业中的应用

　　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**高的水。电子工业用的超纯水，例如广泛用于生产计算机硬盘、集成电路芯片、半导体、显像管、液晶显示器、线路板等用的纯水，对水的纯度要求较高，对出水电阻率的要求达到上’MΩ.cm’级。

　　随着电子工业的发展对高纯水提出了越来越高的要求。例如，制作16K位DRAM允许水中TOC（总有机碳）为500ppb、金属离子为1ppb、≥0.2μm的颗粒为100个/毫升；而制作16M位DRAM时，则要求TOC＜5ppb、金属离子＜0.2ppb、水中≥0.1μm颗粒数为0.6个/升。

　　可以说在电子级超纯水制备系统中汇集了当前水处理技术**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**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%以上的相对分子质量大于300的有机物、99%以上的包括细菌在内的各种微粒以及95%以上的二氯化硅。

　　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。

　　在我国RO应用于电子工业水处理的报道，**早可追溯到1981年，RO技术就己成功应用于大规模集成电路超纯水制备。此后，不断出现RO制取超纯水工艺流程研究和更大规模超纯水制备的报道。2004年4月，国家海洋局杭州水处理技术开发中心为乐金飞利浦曙光电子有限公司设计和建成的13Om3/hRO彩色显象管废水回收项目是RO纯水制备技术在电子工业领域应用的拓展。该项目是迄今我国**个较大规模进行彩色显象管生产企业废水回用项目。

　　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。

　　五、RO反渗透应用于海水淡化

　　海水淡化技术种类很多，有蒸馏法（多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏等）、膜法（反渗透、电渗析、膜蒸发等）、离子交换法、冷冻法等，但适用于大规模淡化海水的方法只有多级闪蒸（MSF）、多效蒸馏（MED）和反渗透法（RO）。

　　RO反渗透法于20世纪70年代起用于海水淡化，经过几十年的发展，随着反渗透膜性能提高、预处理技术进步、能量回收效率的提高等，已成为投资**省、成本**低、应用范围广泛的海水淡化技术。

　　RO反渗透法是一种膜分离淡化法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将海水与淡水分隔开，若对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将通过半透膜进入到淡水中。反渗透海水淡化法（SWRO）技术使反渗透技术的发展有了更广阔的前景。经过几十年的不断发展，海水淡化反渗透膜的性能有了较大的提高，膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜等新型材料与高效膜。目前的反渗透膜，水通量是1978年的2倍，盐的透过率大约为1978年的四分之一，价格稳中有降。