如上所述，反滲透膜技術(shù)具有凈化效率高、成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點，使得它在近幾十年的時間里發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)或生活廢水處理等領(lǐng)域。 1 海水和苦咸水淡化 膜法脫鹽在過去的 40 年里，已經(jīng)發(fā)展成為一個獲取飲用水的重要途徑［24］，為人類解決水資源問題提供了一個有效途徑。反滲透脫鹽技術(shù)現(xiàn)在的應(yīng)用主要有兩大分支:海水淡化和苦咸水脫鹽。反滲透海水 淡 化( SWRO) 技 術(shù) 自 上 世 紀 70 年代進入海水淡化市場后，發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在已經(jīng)占全世界淡化水總產(chǎn)量的 44% ，世界上將近 80% 的海水淡化裝置都采用的是反滲透膜技術(shù)［25］。 21 世紀初出 現(xiàn) 的 能 量 回 收 技 術(shù) 使 得 反 滲 透 膜技術(shù)的生產(chǎn)成本大大降低，能量回收裝置和脫鹽 /動力混合裝置的發(fā)展極大地提高了反滲透海水淡化系統(tǒng)的能量使用效率。目前，反滲透海水淡化系統(tǒng)的單位能耗已經(jīng)降至 3 kWh /m3 淡水以下［26］。此外，新型反滲透膜組件的設(shè)計，例 如 大 直 徑 卷 式 膜 組件［27］以及高通量反滲透膜等，也在一定程度上降低了系統(tǒng)的運行成本。 現(xiàn)在世界上最大的反滲透海水淡化裝置位于以色列的阿什克倫，其 2008 年的產(chǎn)水量為 1. 11 × 108m3，占到以色列全部需求量的 13% ，產(chǎn) 水 成 本 在 同行業(yè)中最低［28］。 未來隨著對大型反滲透系 統(tǒng)各個階段 ( 預(yù) 處理、反滲透、能量回收和后處理等) 技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計方面的研究和優(yōu)化的不斷深入，反滲透脫鹽在成本和能量利用效率方面的優(yōu)勢會更加的突出［25，29］。 苦咸水通常 指 水 中 總 溶 解 性 固 體 含 量 在1 000mg /L 至15 000 mg /L 之 間 的 水 源。由 于 其 較 高 的含鹽量不適合用于人類生產(chǎn)和生活飲用，按照世界衛(wèi)生組織的規(guī)定，含鹽量低于 500 mg /L 的水才適合人類飲用。目前，反滲透苦咸水淡化( BWRO) 是 利用苦咸水生產(chǎn)淡化水中最具競爭力的方法，有關(guān)反滲透苦咸水淡化裝置的設(shè)計優(yōu)化已經(jīng)相對成熟［30］。 隨著新制膜材料的發(fā)展以及成本的降低，反滲透膜技術(shù)已經(jīng)逐漸成為脫鹽產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)，配合特定的預(yù)處理工藝以及膜系統(tǒng)設(shè)計，被廣泛應(yīng)用于各種含鹽水質(zhì)的淡化過程［25］。 2 純水和超純水的制備 純水和超純水是現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的原材料，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微 電 子、電 力、化 工和醫(yī)藥等領(lǐng)域。目前，利用反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)超純水的工藝已經(jīng)很成熟，反滲透膜能夠有效地降低水的電導(dǎo)率和其中總?cè)芙庑怨腆w的含量，對大部分鹽類成分的截留率超過 95% ，并且水通量大。雖然也出現(xiàn)了膜污染問題，但是通過化學(xué)清洗的方法可以有效地解決［31］。 另外，伴隨著純水制備工藝的不斷進步，傳統(tǒng)的陽陰離子交換工藝逐漸被反滲透系統(tǒng)取代，傳統(tǒng)的混合離子交換則逐漸被電去離子( EDI) 裝 置 取 代，最終發(fā)展成了反滲透( RO) -電去離子( EDI) 脫鹽系統(tǒng)，與傳統(tǒng)方法相比，該系統(tǒng)具有出水質(zhì)量高、連續(xù)生產(chǎn)、使用方便、無人值守、不用酸堿、不污染環(huán)境、占地面積小和運行經(jīng)濟等一系列優(yōu)點，被 稱 為“綠色”脫鹽系統(tǒng)［32］。 3 廢水處理 廢水資源化具有開發(fā)淡水資源與保護環(huán)境雙重目的。除了脫鹽與純水的制備外，反滲透膜應(yīng)用最多的就是在廢水處理領(lǐng)域，而且絕大多數(shù)是對廢水的深度處理，所以往往還要結(jié)合其他的預(yù)處理工藝。最近，科威特建立起17 418 m3 / h 規(guī)模的超大型反滲透裝置用于污水回用［33］。此外，反滲透也開始應(yīng)用于水中微量無機污染物 ( 主要包括一些重金屬離子)和有機污染物的去除［34 ～ 36］，以及一些工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理，例如制藥廢水［37］、石油化工 廢 水［38，39］和煉鋼廢水［40］等領(lǐng)域。 反滲透膜在應(yīng)用到這些領(lǐng)域時，主要是通過電荷斥力和空間排阻作用來移除水中的這些化合物，然而廢水中各種雜質(zhì)含量較多，膜表面容易形成沉積層，造成膜性能的急劇下降，所以膜污染和預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計將會是反滲透系統(tǒng)在應(yīng)用到這些領(lǐng)域時應(yīng)該重點關(guān)注的方面。

如上所述，反滲透膜技術(shù)具有凈化效率高、成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點，使得它在近幾十年的時間里發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)或生活廢水處理等領(lǐng)域。 1 海水和苦咸水淡化 膜法脫鹽在過去的 40 年里，已經(jīng)發(fā)展成為一個獲取飲用水的重要途徑［24］，為人類解決水資源問題提供了一個有效途徑。反滲透脫鹽技術(shù)現(xiàn)在的應(yīng)用主要有兩大分支:海水淡化和苦咸水脫鹽。反滲透海水 淡 化( SWRO) 技 術(shù) 自 上 世 紀 70 年代進入海水淡化市場后，發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在已經(jīng)占全世界淡化水總產(chǎn)量的 44% ，世界上將近 80% 的海水淡化裝置都采用的是反滲透膜技術(shù)［25］。 21 世紀初出 現(xiàn) 的 能 量 回 收 技 術(shù) 使 得 反 滲 透 膜技術(shù)的生產(chǎn)成本大大降低，能量回收裝置和脫鹽 /動力混合裝置的發(fā)展極大地提高了反滲透海水淡化系統(tǒng)的能量使用效率。目前，反滲透海水淡化系統(tǒng)的單位能耗已經(jīng)降至 3 kWh /m3 淡水以下［26］。此外，新型反滲透膜組件的設(shè)計，例 如 大 直 徑 卷 式 膜 組件［27］以及高通量反滲透膜等，也在一定程度上降低了系統(tǒng)的運行成本。 現(xiàn)在世界上最大的反滲透海水淡化裝置位于以色列的阿什克倫，其 2008 年的產(chǎn)水量為 1. 11 × 108m3，占到以色列全部需求量的 13% ，產(chǎn) 水 成 本 在 同行業(yè)中最低［28］。 未來隨著對大型反滲透系 統(tǒng)各個階段 ( 預(yù) 處理、反滲透、能量回收和后處理等) 技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計方面的研究和優(yōu)化的不斷深入，反滲透脫鹽在成本和能量利用效率方面的優(yōu)勢會更加的突出［25，29］。 苦咸水通常 指 水 中 總 溶 解 性 固 體 含 量 在1 000mg /L 至15 000 mg /L 之 間 的 水 源。由 于 其 較 高 的含鹽量不適合用于人類生產(chǎn)和生活飲用，按照世界衛(wèi)生組織的規(guī)定，含鹽量低于 500 mg /L 的水才適合人類飲用。目前，反滲透苦咸水淡化( BWRO) 是 利用苦咸水生產(chǎn)淡化水中最具競爭力的方法，有關(guān)反滲透苦咸水淡化裝置的設(shè)計優(yōu)化已經(jīng)相對成熟［30］。 隨著新制膜材料的發(fā)展以及成本的降低，反滲透膜技術(shù)已經(jīng)逐漸成為脫鹽產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)，配合特定的預(yù)處理工藝以及膜系統(tǒng)設(shè)計，被廣泛應(yīng)用于各種含鹽水質(zhì)的淡化過程［25］。 2 純水和超純水的制備 純水和超純水是現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的原材料，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微 電 子、電 力、化 工和醫(yī)藥等領(lǐng)域。目前，利用反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)超純水的工藝已經(jīng)很成熟，反滲透膜能夠有效地降低水的電導(dǎo)率和其中總?cè)芙庑怨腆w的含量，對大部分鹽類成分的截留率超過 95% ，并且水通量大。雖然也出現(xiàn)了膜污染問題，但是通過化學(xué)清洗的方法可以有效地解決［31］。 另外，伴隨著純水制備工藝的不斷進步，傳統(tǒng)的陽陰離子交換工藝逐漸被反滲透系統(tǒng)取代，傳統(tǒng)的混合離子交換則逐漸被電去離子( EDI) 裝 置 取 代，最終發(fā)展成了反滲透( RO) -電去離子( EDI) 脫鹽系統(tǒng)，與傳統(tǒng)方法相比，該系統(tǒng)具有出水質(zhì)量高、連續(xù)生產(chǎn)、使用方便、無人值守、不用酸堿、不污染環(huán)境、占地面積小和運行經(jīng)濟等一系列優(yōu)點，被 稱 為“綠色”脫鹽系統(tǒng)［32］。 3 廢水處理 廢水資源化具有開發(fā)淡水資源與保護環(huán)境雙重目的。除了脫鹽與純水的制備外，反滲透膜應(yīng)用最多的就是在廢水處理領(lǐng)域，而且絕大多數(shù)是對廢水的深度處理，所以往往還要結(jié)合其他的預(yù)處理工藝。最近，科威特建立起17 418 m3 / h 規(guī)模的超大型反滲透裝置用于污水回用［33］。此外，反滲透也開始應(yīng)用于水中微量無機污染物 ( 主要包括一些重金屬離子)和有機污染物的去除［34 ～ 36］，以及一些工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理，例如制藥廢水［37］、石油化工 廢 水［38，39］和煉鋼廢水［40］等領(lǐng)域。 反滲透膜在應(yīng)用到這些領(lǐng)域時，主要是通過電荷斥力和空間排阻作用來移除水中的這些化合物，然而廢水中各種雜質(zhì)含量較多，膜表面容易形成沉積層，造成膜性能的急劇下降，所以膜污染和預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計將會是反滲透系統(tǒng)在應(yīng)用到這些領(lǐng)域時應(yīng)該重點關(guān)注的方面。