中水回用反滲透係統中pH值的控製研究
科技專論
作者：馮偉傑
【摘要】在市場經濟的帶動下使得我國國內工業水平較以往有了很大程度的提升，這也使得工業需求資源日益加大，並且在人口壓力的雙重作用下給資源利用提出了極大的挑戰。水資源是居民日常生活及工業生產的重要基礎資源，在上述背景下同時也凸顯了水資源供求矛盾。為了實現居民生活過程中的能源及資源節約，中水回用技術則發揮了重要作用。本文對中水回用反滲透係統進行了綜合性闡述並對pH控製提出了相關觀點，供以參考。
【關鍵詞】中水回用；反滲透係統；pH值
引言
水資源是賴以生存的基礎，特別是全球經濟高速發展的背景下給水資源利用帶來了很大的壓力。一直以來我國都是一個缺水國家，水資源分布極不平衡，人均占有量低，在環保問題日趨被重視的同時，水資源問題也成為了社會各界的重點關注對象。對於國家發展與社會發展而言水資源起到了重要的支撐作用，其中工業生產對於水資源有著極大的依賴。工業生產促進了市場活躍度並讓經濟發展明顯提速，但其背後卻或多或少地付出了環境代價，另外生活用水用量加大也從一定程度上製約了城市的進一步發展[1]。通常情況生活排水必然會帶來一定量的汙水，而這些汙水往往被當作“廢物”排除，而這種方式不可避免地帶來了浪費。事實上生活用水經過淨化處理後依然可以循環使用，這可以有效控製水資源浪費。在社會環保意識日趨加深的情況下水循環利用已經成為了城市發展過程中重點關注對象，這刺激了中水回用技術的發展，使得技術體係不斷健全、完善。
1.中水係統概述
通常情況下認為中水水質處於給水與排水之間，因此被稱為中水。中水係統主要功能是對建築或小區中的生活汙水進行處理並經過循環作用使其重新用於供水係統當中。在缺水城市或地區中水係統發揮了重要水資源節約功能，從一定程度上降低了水資源應用壓力。從作用上來看中水係統可分為建築中水係統、小區中水係統以及城鎮中水係統等，在組成上又分為中水原水係統、處理係統以及供水係統。中水係統產生的再生水對於城市水資源利用具有十分重要的意義。再生水從本質上來看可謂是城市的第二水源，通過中水係統使得城市水資源利用率得以促進並可對水體汙染進行控製[2]。對再生水的合理利用同時兼顧了水資源缺失與環境汙染問題，這與“可持續發展戰略目標”具有高度契合性，在上述背景下無論是對於環境還是對於經濟乃至整個社會都將帶來效益。中水係統的存在極大程度上讓再生水資源得到了開發。相關研究表明正常情況下城市當中80%的供水最後將變成汙水，但這些汙經過有效處理後所得到的再生水占有率將達到70%，而這些再生水均可循環使用[3]。從水資源持續利用來看再生水承載了重要的經濟性特征，近年來無論是我國還是國際發達國家對於水資源管理目標已經有了新的方向，在水資源被利用、開發的過程中對水資源循環使用給予密切關注及重視，從而構建出一個良性的生態水源係統。再生水用途多樣，經過中水處理後可以得到大量的再生水，其水質較為穩定，即便是在特殊季節或氣候影響下均可保持較為穩定的狀態。它不僅可以集中化使用同時也能夠分開使用，目前很多歐洲國家將再生水作為農業灌溉用水，甚至部分國家由於其淨水技術出色可將再生水直接轉變為非飲用水，再生水還可用作環境景觀用水。總之由中水回用帶來的再生水成為了城市用水資源的重要補充，極大程度上緩解了城市用水壓力，為城市深入發展提供了推動力。
2.反滲透係統概述
反滲透技術是當前最為常見的水淨化技術之一，在該技術的應用過程中半透膜發揮了重要的作用。半透膜可對鹽通過產生明顯的顯著作用，隻允許水通過。溶液在經過半透膜處理後其濃度也將不斷稀釋，而水朝向濃溶液流動時將會產生一定程度的壓力，這種壓力將會對水持續流入產生阻斷作用並促使滲透保持平衡態並且這種平衡態體現了動態性特征[4]。若對溶液施壓及讓壓力超過滲透壓時，水則會從半透膜由高濃度向低濃度方向流動，那麼高濃度溶液的濃度將繼續升高，從而形成了一個反向滲透過程中。因此可將反滲透視作為以超過滲透壓的壓力為基礎，在它的推動下並結合膜的選擇性作用最終實現水體淨化。反滲透作用與滲透作用是相互對立的，滲透作用屬於自發性過程，而反滲透作用則具備了非自發性，由於反滲透作用主要依托於溶劑通量與溶質通量間的差異化達成，假設膜接近於理想狀態，那麼就不存在溶質通量這一說，而在這種理想狀態下隻有水才能通過半透膜，而其他小分子物質無法透過，然而這種理想態顯然是不現實的，但通過上述理論依然能夠發掘出低溶質通量膜即能夠有效達成反滲透作用。對於反滲透作用而言不同類型膜對於進水要求也存在著一定的差異，具體如下表所示：