水处理反渗透应用方式

反渗透与其他传统分离工程相比，反渗透分离过程有其独特的优势：

（1）压力是反渗透分离过程的主动力，不经过能量密集交换的相变，能耗低；

（2）反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂，运行成本低；

（3）反渗透分离工程设计和操作简单，建设周期短； 

（4）反渗透净化效率高，环境友好。因此，反渗透技术在生活和工业水处理中已有广泛应用，如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。

海水和苦咸水淡化

20世纪60年代以来，反渗透脱盐已成为一种获取饮用水的重要途径，是解决淡水资源紧缺的一种有效方法。目前，反渗透脱盐技术主要应用在两个方面：海水淡化和苦咸水脱盐。

海水和苦咸水淡化是反渗透技术的传统应用领域，目前存在的问题仍然是操作压力偏高，能耗较大，另外海水中的Cl-对反渗透膜也有较大的污染，阻碍了反渗透技术在该领域的进一步推广。目前，低压、低能耗、抗污染、抗氧化的反渗透膜正在积极的研发之中，以便从根本上解决现在存在的问题。

纯水和超纯水的制备

反渗透+混床水处理技术改进了原来的全离子交换制水工艺，运行期间，产水增加，水质改善，大幅度降低了制水成本。此外，许多科研人员均对反渗透+电去离子法制取纯水进行了实验研究，达到了预期结果，证实了反渗透+电去离子法制取高纯水的可行性。通过控制反渗透的级数可制取不同纯度脱盐水。随着反渗透级数的增加，脱盐水的纯度提高，但是出水量减少，水利用率降低，因此，反渗透装置连用一般不会超过二级，通常将反渗透与电去离子技术联用，不仅克服了反渗透出水不能彻底除盐的不足，还可以提高电去离子装置的进水水质，防止电去离子设备损坏，提高整体净水效果。

工业废水处理

工业废水处理是除脱盐和纯水的制备领域外，反渗透技术应用最多的一个领域。工业废水处理具有降低生产成本，保护环境，实现废水资源化等多重意义。由于反渗透膜对进水要求较高，运用反渗透技术对废水进行深度处理时，往往还要结合沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH调节等预处理工艺。

研究进展

反渗透具有低能耗、高效率等突出优点，是目前应用最为广泛的分离技术之一。反渗透膜的性能是影响反渗透过程效率的决定因素，反渗透膜的研制一直是国内外膜领域的研究热点。特别是近年来，石墨烯、碳纳米管等新型材料展现出优异的水传递行为，成为新型反渗透膜材料的研究热点。

反渗透膜主要通过膜的脱盐率、水通量和耐氯抗污染性能等指标进行考量。脱盐率是决定反渗透膜应用可行性的关键指标; 提高膜的水通量则能够降低压力能耗、操作成本和膜清洗成本; 提高膜的耐氯及抗污染性能可以提升膜的稳定性能，延长膜的使用寿命，降低处理及清洗成本。聚酰胺 渗透膜通过氨基基团(R-NH2) 和酰氯基团( R’ —COCl) 缩聚脱除 HCl 制备。单体侧链基团的多样性和理论上的可修饰性为膜的结构和性能调变提供了空间。近年来，围绕提高反渗透膜的脱盐率和水通量、改善耐污染性能，通过应用多种聚合反应单体、改进成膜后处理方法，对聚酰胺反渗透膜进行了大量相关研究。

在反渗透膜基础研究层面，如何通过材料特性 的设计与调控，突破反渗透膜脱盐率与水通量的相互制约关系仍需深入探讨，主要包括: 1) 成膜反应单体性质与膜结构和膜性能的关系，新型反应单体的设计与合成。2) 混合基质膜中添加的一维及二维材料的取向排布方法，建立有效水通道。3) 解决有机/无机纳米粒子在界面聚合反应中的分散性问 题，使得粒子的加入对膜分离性能和通量起到提高作用。4) 无机材料性质及复合有机/无机纳米粒子对反渗透复合膜结构、分离性能的影响机制及膜传递机理的规律性、机理性认识。5) 各种新型反渗透膜的构效关系，长期应用条件下的膜性能的演变规律的研究也有待开展。

反渗透膜在水处理和海水苦咸水淡化方面发挥了重要作用，随着我国最严格“水十条”的实施，可以预见反渗透水处理技术和新型反渗透膜研制 将迎来新的发展机遇。在商品化反渗透膜方面，我国与国外产品性能差距较大。可能的原因是缺乏对规模化连续生产条件下成膜反应-膜结构-膜效能关系的充分认识。开展成膜反应机制与膜性能调控研究、连续化成膜条件控制与膜结构关系、膜产品应用性能评价等将是规模化反渗透膜研究的方向。