国内反渗透膜工业应用的最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。
超低压膜
由于节省电能消耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点,自1996年以来超低压膜的应用比重日益增大,这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用最为突出,以目前国内最大反渗透膜供应商美国海德能公司为例,近两年售出的4英寸膜的80%为超低压膜,大型装置中应用超低压膜也呈大幅上升趋势,目前国内使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨/小时。
膜污染是反渗透应用中的最大危害,它不仅缩短膜使用寿命、增加运行费用,还直接影响膜系统的高效、连续运行。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。海德能公司的LFC1膜由于具有膜表面呈电中性且亲水性好等特点,成为低污染家族中的佼佼者,也是唯一在国内大型反渗透装置中得到应用的低污染膜。目前已在国内几家大型电厂、汽车厂、电子材料厂、茶叶浓缩厂中成功运行。此外,DOW公司的抗污染膜采用镜面技术,也具有良好的抗污染性能。
带正电荷的反渗透膜
现在广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酰胺,其膜表面均带有负电荷,现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜,这种膜现主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中,在日本,日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10~15兆欧电阻率的高纯水,在韩国的现代电子公司的三个生产厂的合计最终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8~9兆欧。在国内上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外在国内一些制药厂的5~20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1~4兆欧。2000年国内制药行业将投产20套这样的反渗透系统。
耐高温、食品级、卫生级反渗透膜
普通的水处理用反渗透膜的使用温度均为0~45℃,但在需要耐90℃高温杀菌的特殊场合,可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外,各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内得到应用。
海水淡化膜应用现状及最新进展
国外已有多套日产水量为10万吨级以上的反渗透海水淡化装置,目前正在运行的大型卷式膜海水淡化装置的单机能力多为日产水量6000吨。国内目前已建成和正在建设的反渗透海水淡化装置的规模为日产水量350~2500吨,国外单段反渗透海水淡化的水利用率最高45%,国内目前多为35%,另国内渔船上装载的反渗透海水淡化机多用直径2.5英寸的小型膜元件。目前国内有批量生产海水淡化装置经验的公司不超过10家,正在河北建设的日产水量18000吨的“亚海水”脱盐装置是国内最大的使用海水淡化膜的反渗透装置。今后国内海水淡化膜的应用将进入一个新时期,不久的将来,我国也会建设日产水万吨级的海水淡化装置,此外国内已开始商业生产海水淡化反渗透膜元件。