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1反滲透技術的基本透過機理
反滲透技術一般的來講分為三種基本的透過機理,即氫鍵理論、溶解擴散型以及優先吸附—毛細孔孔流理論,下文將對其進行詳細的分析和探究。a)氫鍵理論。氫鍵理論的模型將醋酸纖維膜看成是一種高度的、有序的矩陣結構聚合物,在實際的操作過程當中,當水進入到醋酸纖維膜的非結晶部分當中之后,與其中的羥基氫原子發生一系列的反應,進而形成結合水。水分子能夠在一個氫鍵的位置之上,移動至另外一個位置,而當實際的操作過程當中,外界施加進一步的壓力之后,水分子就依次地從上至下的一系列氫鍵位置上面進行移動,通過聚合物,直到離開醋酸纖維膜的表面層,進入到膜的多空層當中,而由于其中存在有大量的毛細管水,所以水分可以暢通地經過;b)溶解—擴散性。在這一模型當中,是將半透膜看成是一種完全的致密的中性界面,而水以及溶質的透過膜過程是分成兩個階段來進行的。首先的一個階段是水以及溶質吸附到膜材質的表面之上,接下來的1個階段是水和溶質在膜當中進行擴散,進而傳遞,直至最后通過膜,達到最初的效果和目的;c)優先吸附—毛細管流動。此模型的主要理論是將反滲透膜看成是一種細微的多孔的結構物質,根據相關的吸附方程作為其基本的理論依據,認為膜的相關化學性質使其對溶液當中的溶質具有一定的排斥作用。在實際的操作當中,靠近膜表面的濃度梯度急劇下降,進而在溶液的膜表面上形成一層可以被膜吸附的純凈水層。然后,在反滲透的進一步壓力作用之下,純水層當中的水分子不斷地透過反滲透膜,鹽一類的物質被膜所排斥,當離子的化合價越高的時候,排斥的效果和作用就越強。
2反滲透技術在環境工程當中的應用
根據上文對反滲透相關原理以及模型的詳細介紹,可以對其主要的技術有著一個較為初步的了解和掌握,下文將根據反滲透技術在實際當中的應用進行深入的探究,幫助在實際的使用和操作過程當中有著更加準確的應用。反滲透技術由于其分離率較高,同時操作上比較便捷、能耗較低、運行的費用較低等特點,在環境工程當中有著極為廣泛的運用,且取得了非常好的效果。
2.1重金屬廢水處理
在反滲透的相關環境工程應用當中,對于重金屬的廢水處理是比較重要的1個部分。通過采用超低壓的反滲透膜分離以及稀釋溶液當中的銅離子、鉻離子等等,測試的結果表示,在進行了相關的反滲透處理之后,截留率隨著進料壓力的不斷增加而增加,而當壓力進一步地增加至某一值時,對于銅離子以及鉻離子的截留率達到了百分之九十九以上,效果極為明顯,為環境工程的具體建設和應用做出了重大的貢獻[1]。現今,國外很多地區的電鍍廠已經采用了膜分離滲透技術,對其排出的污水進行處理,在進行了相關的研究之后發現,在壓強差大于一定數值且溫度處于20℃~25℃之間的時候,可以使料液的濃縮度達到原有的10倍以上,而采用了低壓復合反滲透膜技術進行相關的處理之后,可以發現其中的銅離子以及鉻離子的脫除率會進一步地提升。在韓國的某公司的實際操作當中,運用反滲透進行高導電率的二次處理廢水的相關工作,成功地將其中的單價離子以及二價離子進行去除,而根據相關的報道,使用反滲透的相關技術,運用到環境工程當中,可以使廢液當中的Pb、Cu、Cr、As、Se、Hg等離子的脫除率高達95%以上,有的甚至能達到99%以上,實際處理和應用效果非常顯著,為環境工程的相關建設作出了極大的貢獻。
2.2城市垃圾的滲濾液處理
在城市的垃圾滲濾液當中,其主要的性質為水質比較復雜,且水量變化較大,有害的污染物質濃度較高,氨氮含量以及金屬的含量很高。一般地來講,中國城市滲濾液使用的處理技術是生物處理技術,但是由于反滲透技術能夠更加高效地截留污水當中存在的溶解態的無機污染物質以及有機污染物質,所以在近幾年當中得到了廣泛的運用和發展,前景較好。在意大利的某城市垃圾滲濾液的處理當中,通過反滲透技術的相關設備和技術的運用,將垃圾填埋場當中的滲透濾液進行了一系列的測試和處理,而實驗的結果表明,當滲濾液的濃度逐漸地增加的時候,滲透量大大地降低,而當操作當中的壓力進一步加大時,COD的去除率則可以上升至98%,達到了非常好的使用效果。另外,在中國北京房山區垃圾填埋場當中,運用反滲透的相關理論和技術手段,對其中的滲濾液進行了實際的實驗處理,其結果同樣表明,通過相關的反滲透技術的使用,可以對進水的水質進行有效的處理,完全可以使排放出的水質達到污染控制的一級標準,而隨著高壓反滲透相關技術的出現以及實踐當中不斷地應用加強,其在環境工程當中發揮的作用將更加明顯[2]。
2.3印染廢水的處理
在印染的相關工業當中,其排出的廢水有著極大的污染,含有染料、助劑、無機鹽以及纖維雜質、酸堿等等,其染料當中的硝基以及胺類化合物對環境有著較大的污染,同時其中還含有一系列的重金屬元素離子,直接進行排放的話會對環境造成很大程度的破壞[3]。而通過反滲透技術的相關運用,在印染行業當中,可以對其排放的污水進行極為有效的處理,根據相關的報道以及文獻資料,反滲透技術非常適合使用在染色槽當中的離子以及大分子的處理之上,在使用了一系列的技術手段之后,第一級苦咸水用膜可以有超過96%的脫除率,顏色脫除率可以達到90%以上,總碳脫除率可以達到85%以上,第二級脫除率可以達到98%以上,實際的使用效果非常明顯,對于環境工程來講有著非常重大的貢獻。
3結語
綜上所述,根據對反滲透技術的相關原理以及模型進行詳細的分析,對其具體的在環境工程當中的應用情況進行逐步的分析,力求在實際的操作和使用當中達到更好的效果,更加合理地為社會和人民服務。
作者:王開亮單位:黑龍江省先鋒環保工程有限公司