1953年，美國佛羅里達大學的Reid 等人首次提出用反滲透技術淡化海水的構想。隨后著名的加拿大國家研究院反滲透膜理論創始人索里拉金（Sourirajans）博士和Loeb合作，成功地研制出第一張非對稱性、具有高脫鹽率與高水通量的反滲透膜，從此為該技術的研究與應用打開了大門。20世紀80年代初，美國政府實驗室開發出第一張復合聚酰胺膜，與纖維素膜相比，具有高而多的水通量和鹽截留率，大大促進了反滲透技術的應用。反滲透技術在美國、日本應用較廣，我國的研究始于1966 年。由于反滲透技術具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優點，它由最初的只用于海水淡化，逐步擴大到苦咸水淡化、食品加工、醫藥衛生、飲料凈化、超純水制備等方面，產生了很高的經濟效益；并且,反滲透工藝生產過程中不使用酸、堿等對環境的有害物，因此,在環境污染日益嚴重和人們的環保意識日益增強的今天,反滲透過濾工藝有著廣闊的應用前景，本文對反滲透在酒勾兌用水方面的應用做了介紹。
1 工作原理
用一張半透膜將稀溶液（如純水）與濃溶液（如鹽水）隔開，稀溶液會向濃溶液滲透并保持相應的滲透壓，此現象稱為滲透。如果在濃溶液處施加大于滲透壓的壓力，則濃溶液會向稀溶液一側滲透，此現象稱為反滲透。一般反滲透膜微孔尺寸在10A左右，操作壓力為1.0-10.0MPa，可使水中離子的含量降低96%-99%。
2 工藝流程
原水→原水箱→增壓泵→砂濾器→碳濾器→軟化器→保安過濾→高壓泵→反滲透裝置→臭氧發生器→凈水罐→酒勾兌等生產用水、生活直接飲用水或罐裝純凈水。
砂濾器：砂濾器的主要作用是去除水中的顆粒狀雜質的及大分子的有機物，腐植酸和其它膠體物質。
活性碳濾器：其主要作用是吸附小分子量的有機物。它吸附快，吸附量大，由于城市自來水主要用漂白粉和氯胺殺菌，因此水中的大量氯靠活性碳來去除。
軟化器：陽離子交換樹脂吸附。它的主要作用是置換水中的鈣鎂離子，往往經過軟化處理的水，電導率會有所增加，主要是鈉離子增加。陽離子交換樹脂可用氯化鈉再生。
軟化出水進入保安過濾器，在保安過濾器中進一步降低水中的濁度（≤5 us）。以上三道工序稱為RO裝置的預處理，以保證RO裝置的正常使用和達到一定的使用壽命。
反滲透系統：預處理后的原水經高壓泵，進入RO系統，反滲透裝置包括反滲透膜和加壓泵。反滲透膜是一個含有大量微孔(孔直徑2nm，分子量大于200D的物質不能通過)的膜。該系統主要作用是去除水中的離子及細菌，熱原。出水經臭氧殺菌后進入凈水罐，可滿足酒勾兌等生產用水、生活直接飲用水和灌裝純凈水。
3 RO系統運行狀況
(1)運行時水源地水首先根據需要進行混凝、沉淀、過濾處理。然后通過加酸調整pH值，加聚磷酸鹽防止垢在反滲透膜面上沉積。最后再根據水質狀況確定是否進行滅菌處理等。處理后的水流經保安過濾器，測試污染指數合格后，由高壓泵加壓后進入反滲透裝置，反滲透膜使原水中95％以上的鹽類被濃縮在濃鹽水一側排走。水分子及極微量鹽類則在高壓下經反滲透膜進入產水管成為產品水，產水率一般為75％。
(2)運行一段時間后反滲透膜表面會有結垢和雜質聚集，影響制水，其表現為反滲透各級壓差增大，產水率下降。當級間壓差大于初時壓差10％或產水率下降15％時，就要進行清洗。清洗系統由消洗水箱、清洗水泵、微孔過濾器和管系組成。要求系統材料應防腐、清洗水箱容積能滿足一套反滲透裝置一次清洗的用液量，清洗液應根據垢的成份專門配制。反滲透設備前叁級預處理必須在運行累計滿24小時，單獨進行一次手動或自動反沖洗，每次沖洗10分鐘。
(3)反滲透裝置運行時，必要的監督儀表和報警保護裝置必須投運，運行值班工應定期抄表檢查，及時發現問題。為保險起見，還要進行人工化驗與表計對照比較。
4反滲透水處理系統的維護
反滲透法的制水與輸送都在常溫下進行，正常情況下，活性碳需每周反向沖洗1次，離子交換樹脂需每次用后或至少每周還原1次，反滲透裝置經常保持濕潤，每周清洗消毒1次，以免細菌污染。軟化樹脂需每年更換1次。
反滲透系統不能長時間停車，如果系統停用一段時間后，再開車前需用0.1％亞硫酸氫鈉溶液清洗。設備如短期停止動作（3天內），前置過濾系統應每天按沖洗段步驟進行沖洗動作10分鐘，然后關閉所有閥門，以保證組件中充滿水；設備如停止動作3天以上，則應向膜組件內灌注1%的亞硫氫鈉或甲醛溶液（打工膜組件上部管接頭，用漏斗灌注溢出）以防止細菌在膜表面繁殖；且若長期停用，最少1個月應檢查運行一次。夏天控制環境溫度，以防霉變，冬季防凍，必要時灌注液中可加入10%-20%的甘油。
5 RO系統使用應注意的問題
膜制造商指出，在RO裝置啟動時，應進行低壓沖洗，其目的是排盡裝置內積水和排出氣體，以利于RO裝置正常運行。在實際工程中，積水易排，氣體難排，因此為了防止RO裝置內的氣體的出現，應將濃水排放管、低壓沖洗管、產水管以及產水排放管等，垂直向上引出，高于RO裝置。同時為了排氣順利，應將一段、二段或三段設置為從底部向上排列的方式，并且配水支管應從每只壓力容器側向上面接入，這樣設計以利于迅速向上排氣。其它方式的設計均可能使RO裝置內存有氣體，開機后，可以發現整個RO系統不僅噪聲大，而且管道振動也較大。除此之外，在RO系統停運時，進行低壓沖洗，極有可能將RO裝置內的水排空，若排放管設計位置不高于RO裝置，只能將RO裝置內的水排放一部分，使其內存有氣體。陶氏膜是干膜，海德能膜是濕膜，為了保證濕膜不干，所有的出水口都應引到裝置的頂端再排出。
6 RO系統在酒勾兌用水方面的應用
由于勾兌用水水質的高要求，同時也對水處理技術提出了新要求。離子交換法、電滲析法雖能降低原水硬度、去除金屬離子，但卻不能去除微生物、細菌及有機污染。四川意文公司結合多年生產酒、水處理設備的經驗，并摸索出一套酒勾兌用水要求（國家目前對酒勾兌用水無標準），將反滲透技術引入釀酒勾兌用水制取中，采用美國進口海德能公司的復合膜ESPA，使脫鹽率達到96%~99％以上，回收率達到80％以上，電導率≤10μS/cm。使勾兌用水符合國標GB17323-1998《瓶裝飲用純凈水》、國標GB17324-1998《瓶裝飲用純凈水衛生標準》及《反滲透出水水質標準》。用離子交換法和反滲透法處理后的水質比較見表1。
采用反滲透裝置不僅水質可達預期指標，而且設備投資和操作費用與傳統工藝相比具有明顯的競爭力。也能節能降耗，在減少環境污染和降低工作強度方面具有一定的優勢。
表1 離子交換法和反滲透法處理后的水質比較
項目 |
原水 |
離子交換法 |
反滲透法 |
|
色度 |
＜5 度 |
無色 |
無色 |
|
渾濁度 |
1度 |
透明，無沉淀 |
透明，無沉淀 |
|
嗅和味 |
正常 |
無 |
無 |
|
肉眼可見物 |
無 |
無 |
無 |
|
pH |
8 |
7 |
7 |
|
總硬度 |
70.6 mg/L |
42.6 mg/L |
38.7 mg/L |
|
氯化物 |
288.8 mg/L |
58.7 mg/L |
42.2 mg/L |
|
硫酸鹽 |
47.5 mg/L |
12.9 mg/L |
12.7 mg/L |
|
溶解性總固體 |
726.4 mg/L |
184.2 mg/L |
132.8mg/L |
|
細菌總數 |
20 cfu/ml |
＜1 |
無 |
|
大腸菌群 |
未檢出 |
未檢出 |
未檢出 |
|
致病菌 |
未檢出 |
未檢出 |
未檢出 |
7 結論
反滲透技術具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優點。
并在水質方面、運行費用、節能降耗、減少環境污染，降低工作強度等方面同傳統工藝相比具有明顯的競爭力。
在反滲透的使用過程中，要注意設備的清洗，維護等問題
