反渗透原理及技术与应用
专业：给水排水工程
摘要：反渗透技术是一种高效、易操作的液体分离技术，同传统的废水处理方法相比具有处理效果好、可实现废水的循环利用和对有用物质回收等优点。文章简要介绍了厦渗透技术的基本原理，重点介绍了反渗透技术在垃圾渗滤液、矿区污水、钢铁工业废水、电厂废水处理中的应用研究进展状况。并讨论了反渗透膜技术的预处理、反渗透膜污染及清洗和反渗透技术的发展前景。
关键词：反渗透原理技术流程简介
反渗透简介：
反渗透原文是REVERSE OSMOSIS--（RO），它是美国太空总署集合多国科学家，在政府支持下，花费数十亿美元，经过多年研究而成。它最初用于将太空人的生活用水回收处理，使之可再次饮用，从而使太空船不必运载大量的饮用水，故称之太空技术。它所制出的水也称之为"太空水"。近年来，在我国发展很快。反渗透就是对溶液施加一个大于渗透压的压力，使水透过特制的半透膜，从溶液中分离出来。因为这个过程和渗透现象相反，所以称为反渗透。按各种物料的不同渗透压，就可以对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法，达到对溶液进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物，如细菌、病毒、热源等。
反渗透装置，主要是分离溶液中的离子范围，它无需加热，更没有相变过程，因此比传统的方法能耗低。反渗透装置体积小，操作简单，适用范围比较广。用反渗透装置，处理工业用水，不耗用大量酸碱，无二次污染，它的运行费用也比较低。用反渗透方法处理的水，纯度高，它不但能去除离子范围的杂质，还能去除有机污染物、微生物、病毒和热原质等，用其它方法难去除的杂质。
1 反渗透膜发展概况
膜广泛的存在于自然界中，特别是生物体内。人类对于膜现象的研究源于1748年，但是人类对它的认识和研究则较晚。1748年，Abbe Nollet观察到水可以通过覆盖在装有酒精溶液瓶口的猪膀肌进入瓶中时，发现了渗透现象。然而认识到膜的功能并用于为人类服务，却经历了200多年的漫长过程。人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。其发展的历史大致为；30年代微孔过滤；40年代透析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代渗透汽化[2]。
在国外，其发展概况为：1953年美国的Reid 提出从海水和苦盐水中获得廉价的淡水的反渗透研究方案，1960年美国的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不对称膜，从此
RO作为经济的淡化技术进入了实用和装置的研究阶段。20世纪70年代初期开始用RO法处理电镀污水，首先用于镀镍污水的回收处理，此后又应用于处理镀铬、镀铜、镀锌等漂洗水以及混合电镀污水。1965年英国首先发表了用半透膜处理电泳涂料污水的专利。此后美国P.P.G公司提出用UF和RO的组合技术处理电泳涂料污水，并且实现了工业化。1972－1975年J J .Porter 等人用动态膜进行染色污水处理和再利用实验。1983年L.Tinghuis 等人发表了用RO法处理染料溶液的研究结果。1969年美国的J . C. V Smith 首先报道了处理城市污水的方法。30年来，反渗透(RO)技术先后在含油、脱脂废水、纤维工业废水、造纸工业废水、放射性废水等工业水处理、苦咸水淡化、纯水和高纯水制备、医药工业和特殊的化工过程和高层建筑废水等各类污水处理中得到了广泛的应用。尤其是近几年，一些新型的膜法污水处理技术逐一问世，如膜蒸馏、液膜、膜生化反应器、控制释放膜、膜分相、膜萃取等[3]
在我国，膜技术的发展是从1958年离子交换膜研究开始的。1958年开始进行离子交换膜的研究，并对电渗析法淡化海水展开了试验研究；1965年开始对反渗透膜进行探索，1966年上海化工厂聚乙烯异相离子交换膜正式投产，为电渗析工业应用奠定了基础。1967年海水淡化会战对我国膜科学技术的进步起了积极的推动作用。1970年代相继对电渗析、反渗透、超滤和微滤膜及组件进行研究开发，1980年代进入推广应用阶段。1980年代中期我国气体分离膜的研究取得长足进步，1985年中国科学院大连化物所，首次研制成功中空纤维N2/H2分离器，主要性能指标接近国外同类产品指标，现己投入批量生产，每套成本仅为进口装置的1/3。进入90年代以来，复合膜的制备取得了较大进展[2]。
反渗透工作原理
1. 渗透及渗透压
渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如下图所示,如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。
2. 反渗透现象和反渗透净水技术
反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
反渗透纯水设备主要工艺流程说明
1．原水罐（可选）
储存原水，用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。（如水压过低或过高引起的压力传感的反应）。
2．原水泵
恒定系统供水压力，稳定供水量。
3．石英砂过滤器
采用多次过滤层的过滤器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质，可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。4．活性炭过滤器
系统采用果壳活性炭过滤器，活性炭不但可吸附电解质离子，还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量（COD）由15mg/L(O2)降至2～
7mg/L(O2)，此外，由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加，因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物（THM）以及其它的污染物。可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。同时，设备具有自我维护系统，运行费用很低。
5．离子软化系统/加药系统
R/O装置为了溶解固体形物的浓缩排放和淡水的利用，为防止浓水端特别是RO 装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏膜原件的应有特性 ,在进入反渗透膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐, SiO2,硫酸盐的晶体析出.
6．保安过滤器
采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除，使RO 系统等后续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元，漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面，从而损坏膜的脱盐性能。
7、高压泵
采用立式多级不锈钢离心高压泵，这是RO 主机的一个重要组件，它的作用是给反渗透膜输送一定数量一定压力的水源。其品质的好坏对整机的影响很大。使用中应保证不得空转，不得长期超负荷运行，经常按要求排除空气，应保证电器部件的干燥。
8．一级反渗透系统
反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。反渗透法能适应各类含盐量的原水，尤其是在高含盐量的水处理工程中，能获得很好的技术经济效益。反渗透法的脱盐率提高，回收率高，运行稳定，占地面积小，操作简便，反渗透设备在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除。
9、半成品水箱
储存未经消毒的纯净水。
10．臭氧杀菌器（可选）
采用臭氧杀灭水中的细菌和病毒，防止水箱器有新的细菌产生，彻底保证纯净水水质。
11、成品水箱
储存经消毒后的成品水，供给用水点。
12、增压泵
保证用水点的供水量和压力。
结语
当今世界水处理业正朝着以开发水资源（即废水回用）与保护环境双重目标的废水资源化方向发展，由于反渗透膜法能有效处理城市污水，并且能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻，膜组件简洁、紧凑，易于自动化操作、维护方便。可以预计，反渗透膜技术在水处理领域将发挥越来越重要的作用。反渗透技术在水处理中的应用具有极为重要的作用,值得大力研究,而目前反渗透膜市场95%为进口膜,国产膜只占据了5%左右的市场,中国的反渗透技术还有很长的路要走。
参考文献
①给水排水设计手册第4册工业给水处理（第二版中国建筑出版社）
②给水排水设计手册第4册工业给水处理（第二版中国建筑出版社）
③给水排水设计手册第4册工业给水处理（第二版中国建筑出版社）
④王乐云反渗透膜的污染及控制水处理技术，2003.29（2）
反渗透膜分离设备的技术优势 2020年8月27日
为保证我国经济的可持续发展,缓解当代水资源短缺,大力发展海水淡化技术产业来解决淡水资源问题已迫在眉睫。传统的方法具有很多劣势。而膜分离具有高效节能、选择性好、无相态和化学变化及可以在常温下操作等优点,是继蒸馏法后的又一项重要技术。主要包括反渗透膜法、电渗析法和纳滤膜法。这里主要介绍目前使用广泛的反渗透膜法。 反渗透膜分离设备法是一种高效节能技术,它是利用选择性半透膜,孔径为0.1—1nm,通常运行切割的分子量<500,能截留盐或小分子量有机物,使水通过。较之传统的蒸馏法,具有起动产水迅速、尺寸紧凑、重量轻、全电力操作能耗少、性能稳定、不用防结垢化学剂,操作过程中,无需相变、无需热液等优点。更加节能,工程造价和运行成本持续降低,其发展速度远远快于蒸馏法。但其缺点是操作压力大,膜组件易受到污染,进料液浓度有限制以及浓缩液的二次污染等问题。 德兰梅勒反渗透膜分离技术，简称RO技术。反渗透技术是近几年来才在我国发展起来的一项现代高新技术。按各种物料的不同渗透压，对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法，达到对溶液进行分离提取、纯化和浓缩的目的。反渗透设备技术是当今节能、效率高的膜分离技术。 德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差
异化需求。帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新，帮助企业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。
反渗透膜技术 膜分离技术作为新型、高效、节能的分离技术在水及其他液体分离域逐步占有重要的位置。1953年美国佛罗里达大学的Reid等人首次提出用反渗透技术淡化海水的构想，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜，标志着现代膜科学技术的诞生。从此以后，反渗透膜开发有了重大突破，膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜等新型材料与高效膜。操作压力也扩展到高压（海水淡化）膜，中压（醋酸纤维素）膜，低压（复合）膜和超低压（复合）膜。80年代以来，又开发出多种材质的纳滤膜。膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势。除了传统的中空纤维式、卷式、管式及板框以外，又开发出回转平膜、浸渍平式膜等。在工业上应用最多的是卷式膜，它占据了绝大多数陆地水脱盐和越来越多的海水淡化市场。中空纤维膜在海水淡化应用中仍占有一定的份额。 今天世界上反渗透、纳滤膜水处理装置的能力已达到每天数百万吨。目前世界最大的反渗透苦咸水淡化装置在美国日产水量为28万吨的运河水处理厂；最大的反渗透海水淡化装置是位于沙特阿拉伯的日产水量为12．8万吨的淡化厂；最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州，日产水量3．8万吨。中国台湾除半导体、电子工业外，小型饮用水需求量也很大。美国除大量使用中、小型及家用反渗透系统外，还建有许多大型公共供水系统。1996年美国国立研究所发表了美国21个州以饮用水为目的的179家脱盐水厂的调查数据。结果表明这些装置的总产水量为140万吨／日，各种脱盐方法在总装置产水能力中所占比重分别为：陆地水（苦咸水）反渗透47％，纳滤膜软化31％，海水淡化8％。值得注意的是，纳滤膜软化装置的增长速度最快，大大高于其他方法。这是因为纳滤膜不仅可在低压下水源软化和适度脱盐，而且可脱除三卤甲烷生成能（THMFP）、色度、细菌、病毒和溶解性有机物，因而日益受到青睐。目前国外反渗透膜的主要生产厂商均为美国和日本公司，其中美国杜邦公司和日本东洋纺公司垄断了中空纤维反渗透膜的世界市场。卷式反渗透膜的主要生产厂商为七家，他们是：Filmtec公司、美国Hydranautics公司、日本日东电工（NittoDenko）公司、美国Fluidsystem公司、日本东丽（Toray）公司、美国Desel公司、美国Trisep 公司。
反渗透计算公式 1 反渗透的工艺原理 反渗透膜分离技术的原理通过对如下几个专业名词的解释来描述： 1)半透膜：只能允许溶剂分子通过，而不允许溶质的分子通过的膜称为理想半渗透。 2)渗透：在相同的外压下，当溶液与纯溶剂为半透膜隔开时，纯溶剂会通过半透膜是溶液变稀的现象称为渗透。 3)渗透平衡：渗透过程中，单位时间内溶剂分子从两个相反方向穿过半透膜的数目彼此相等，即达到渗透平衡。 4)渗透压：当半透膜隔开溶液与纯溶剂时，加在原溶液上使其恰好能阻止纯溶剂进入溶液的额外压力称为渗透压。通常溶液越浓，溶液的渗透压越大。 5)反渗透：如果加在溶液上的压力超过了渗透压，则反而使溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动，这个过程叫做反渗透。
反渗透是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。它的操作压差一般为 1.5～10.5MPa，截留组分的大小为1～10?的小分子溶质。除此之外，还可以从液体混合物中去除其他全部的悬浮物、溶解物和胶体。 2 反渗透工艺的技术特点 1)在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分离，适用于对热敏感物质的分离、浓缩、并且与有相变化的分离方法相比，能耗较低。 2)杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类、还可以去除各类有机杓杂质。 3)较高的除盐率和水的回用率、可截留粒径几纳米以上的溶质。 4)由于只是利用压力作为膜分离的推动力、因此分离装置简单，容易操作、自控和维修。 5)反渗透装置要求进水达到一定的指标才能正常运行，医此原水在进入反渗透装置之前要采用一定的预处理措施。为了延长膜的使用寿命，还要定期对膜进行清洗，以清除污垢。 3 反渗透工艺设计、计算 典型工艺流程：反渗透系统一般包括三大主要部分：预处理、反渗透装置、后处理。 与微滤和超滤过程类似，良好的预处理对反渗透装置长期稳定运行十分必要。 其目的主要为： a.国去除悬浮固体和胶体，降低浊度；
反渗透原理 反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般指水）通过反渗透（或称半透膜）而分离出来，因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透，根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透法达到进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透主要对象是分离溶液中的离子范围，反渗透法由于分离过程不需加热，没有相的变化，具有耗能少，操作简单适应性强，应用范围广等特点，在水处理中应用范围日益扩大，成为水处理技术的重要方法之一，卷式元件是根据反渗透原理，将半透膜、导流层、格网按一定的排列粘和在有派孔的中心管上形成元件。原水从元件一端进入格网层，在经过格网时，在外界压力作用下，一部分水通过半透膜的孔，渗透到导流层内，在顺导流层的水道流到中心管的排孔，经中心管排出。剩余部分(称为浓水)从格网另一端排出。 一、运行条件 1、设备进水温度10-35℃，适应最低进水温度10℃最高 进水温度35℃. 2、原水供水压力范围1-3KG/㎡，供电电压为380V±5% 3、PH值运行最佳范围在5—8. 4、根据水质及水量，可做多级串联或并联，但最终出 水膜元件浓水与淡水流量之比不大于5：1，作为纯
净水处理比例可作相应调整。 5、每只膜元件的最大压降为0.7KG/㎡。 6、新装RO膜元件设备运行开始，必须进行冲洗，将新 膜元件内的保护液冲洗干净，新装RO膜元件开始运 行时，膜元件运行压力控制5-10KG/㎡,水利用率在 50%为最佳状态，当原水水温低于5℃，原水应加换 热器，以提高原水温度，降低第一段膜元件的压力， 来提高产水量。最佳进水温度为25℃。 二、反渗透有关计算公式 1、脱盐率 cf---cp R=----------------100% Cf 2回收率 QP Y=----------- QP+QM 式中：CF—给水电导（US/CM） CP—产水电导率（US/CM） QP---淡水流量（CM3/H） QM—浓水流量（CM3/H） 三、运行操作 1、在任何条件下反渗透装置周围的环境温度不低于 0℃，不得高于35℃，水温控制在20-25℃为宜。
反渗透系统的设计流程 反渗透也成为逆渗透，英文名称为：REVERSE OSMASIS(RO).。反渗透技术室当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其技术以压力差为推动力，从溶液中分离出容易的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过他的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。它已广泛应用于太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子灯行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。 反渗透原理 反渗透原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，从而达到纯净水的目的。当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值的时候，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是谁的反渗透（RO）处理的基本原理。 反渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚合纤维素组成的。他的孔径为0.1纳米-1纳米，即一百亿分之一米（相当于大肠杆菌大小的千分之一，病毒的百分之一）。其孔径很小可以去除滤液中的离子范围和分子量很小的重金属、农药、细菌、病毒、杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法，不添加任何杀菌剂和化学物质，所以不会发生化学变相。并且反渗透膜并不分离溶解氧，所以通过此法生产得出的纯水是活水，喝起来清甜可口。 反渗透膜 对透过的物质具有选择性的薄膜称之为半透膜。一般将只能渗透溶剂而不能透过溶质的薄膜视为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液，如淡水河浓液，比如海水或盐水分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程成为反渗透。 反渗透系统参数定义 回收率：膜系统中的回收率指的是给水/进水流量转化成为产水/透过液的百分率比值。通常膜系统的设计是依照预设的进水水质而定，因此在浓水管道上设置浓水阀可以调节并设定回收率。回收率常常希望最大化以便获得最大的产水量，但是应该以膜系统内不会因盐类杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。 脱盐率：通过反渗透膜从系统进水中除去总可溶性的杂质浓度的百分率，或通过纳滤膜脱出特定组分如二价例子或有机物的百分数。 透盐率：脱盐率的相反值，它是进水中溶解性的杂质成分透过膜的百分率。 渗透液：经过膜系统产生的净化产水。 流量：流量是指进入膜元件的进水流率，常以每小时立方米(m3/h)或者每分钟加仑（gpm）表示。浓水流量是指离开膜元件系统的未透过膜的那部分的进水流量。这部分浓水含有从原水水源带入的可溶性的组分，常以每小时立方米(m3/h)或者每分钟加仑（gpm）表示。 通量：以单位膜面积透过液的流率，通常以每小时每平方升（l/m2h）或每天每平方英尺加
反渗透膜工作原理 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。 反渗透亦称逆渗透（RO）。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。 特点：常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，因而能耗低；杂质去除范围广，可去除无机盐和各类有机物杂质；较高的水回用率；分离装置简单，容易操作和维修。 应用范围： 太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。 反渗透膜应用现状 在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20％；据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2000年和2010年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产
反渗透系统工艺流程及说明 原水箱 作用：克服管网供水的不稳定性，保证整个系统的供水稳定连续；同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。 选型：PE材质。 控制：水箱配置高水位浮球阀和低水位液位开关。其具备了可靠性高,价格低廉,结构简单,安装方便等优点。当水位处于高位时，浮球阀关闭，停止进水。水位处于低水位时，高水位浮球阀打开，开始向水箱注水。同时，低水位液位开关断开，增压泵停止工作。 增压泵 作用：给预处理各设备提供必需的工作压力。 选型：根据预处理各设备设计压力降（每台过滤设备最大压降0.05Mpa），以及高压泵前压力不能小于0.5Kg/cm2，确定增压泵的工作压力。 控制：泵后用调节阀调节压力及进水量。 机械过滤器 作用：原水首先经过机械过滤器，在过滤器中放置1-16目的精致石英砂，使原水中的絮凝体、铁锈等悬浮杂质在此过程中被截留。由于机械过滤器在工作中截留了大量的悬浮杂质，为保证过滤器的正常工作，必须对过滤器定期进行冲洗、反冲洗。 选型：选用碳钢材质容器. 控制：机械过滤器的反洗操作採用手工控制器，过滤器应每周天进行一次清洗，清洗时间为10-20分钟。 活性碳过滤器 作用：本工艺采用活性碳过滤器，作为反渗透装置的予处理，是非常重要的。反渗透系统要求进水指标SDI≤5，余氯<0.1mg/L。为满足其进水要求，需进一步纯化原水，使之达到反渗透的进水指标。在反渗透装置前设置碳滤器，主要有两
个功能：1、吸附水中部分有机物，吸附率为60%左右；2、吸附水中余氯。吸附粒度在10-20埃左右的无机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质以及在砂滤器中是难以去除的余氯。活性碳之所以能用来吸附粒度在几十埃左右的活性物，是由于其结构存在大量平均孔径在20-50埃的微孔和粒缝隙，活性碳的这个结构特点，使它的表面吸附面积能够达到500-2000m2/g，由于一般有机物的分子直径略小于20-50埃，因此活性碳对有机物具有很强的吸附作用。此外活性碳具有很强的脱氯能力，由于余氯具有很强的氧化性，余氯和碳起反应，生成二氧化碳和-1价氯离子，因此只是损失了少量的碳，所以活性碳脱氯可以使用相当长的时间。活性碳不仅仅具有以上功能，还能够去除水中的异味、色素，提高水的澄明度，活性碳使用一段时间后，其吸附能力下降，需要进行再生或更换。所以，原水通过碳滤器后，能大大提高水质，减少对反渗透膜的污染，经过处理后的水质都能达到反渗透装置进水水质要求（余氯<0.1mg/L）。 选型：选用碳钢材质容器。 控制：活性碳过滤器的控制採用手工控制器，由于活性碳过滤器在工作中吸附了大量的悬浮杂质，为保证系统正常工作，每天必须进行冲洗、反冲洗，冲洗过程由清洗时间为10-15分钟。 精密过滤器 作用：精密过滤又称为保安过滤器。它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺。PP过滤芯具有过滤流量大，纳污量大，压力损耗小的特点，可阻截不同粒径的杂质颗粒，集表面过滤与深层过滤于一体。精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象，因此，一定时期后PP熔喷滤芯必须更换，更换依据：精密过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。 选型：选用不锈钢材质容器. 高压泵 作用：高压泵是提供给反渗透系统所需产水流量及水质的工作压力。使过滤水经过泵体后达到10公斤左右的压力，以满足膜体的进水压力，保证纯水的出水量。
超滤、钠滤、反渗透、微滤的区别 超滤、钠滤、反渗透、 超滤、钠滤、反渗透、微滤的区别 1、 超滤(UF)：过滤精度在 0.001-0.1 微米，属于二十一世纪高新技术之一。是 一种利用压差的膜法分离技术， 可滤除水中的铁锈、泥沙、 悬浮物、 胶体、 细菌、 大分子有机物等有害物质， 并能保留对人体有益的一些矿物质元素。 是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。超滤工艺中水的回收率高达 95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较 长。超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使 用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。因此未来生活饮用水的净化 将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更 全面地消除水中的污染物质。 2、 钠滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一 种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。也就是说用钠滤膜 制水的过程中， 一定会浪费将近 30%的自来水。这是一般家庭不能接受的。 一般用于工业纯水制造。 3、 反渗透(RO)：过滤精度为 0.0001 微米左右，是美国 60 年代初研制的一种 超高精度的利用压差的膜法分离技术。可滤除水中的几乎一切的杂质（包 括有害的和有益的），只能允许水分子通过。也就是说用反渗膜制水的过 程中，一定会浪费将近 50%以上的自来水。这是一般家庭不能接受的。一 般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。反渗透技术需要加压、 加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。一级RO 产水电导率为530us/cm, 也相对较高,二级RO 产水电导率为16.2us/cm,一级RO产水电导率随着进水电导率 变 化 而 波 动 而 二 级产水电导率变动不大 说明系统最终产水水质基本稳定。 4、 微滤（MF）：过滤精度一般在 0.1-50 微米，常见的各种 PP 滤芯，活性碳 滤芯， 陶瓷滤芯等都属于微滤范畴， 用于简单的粗过滤， 过滤水中的泥沙、 铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。滤芯通常不能清 洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。① PP 棉芯：一般只用于要求不 高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。② 活性碳：可以消除水 中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也 很差。③ 陶瓷滤芯：最小过滤精度也只 0.1微米，通常流量小，不易清 洗。 反渗透膜（ 一、 反渗透膜（RO 膜）： RO 是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是（逆渗透），一 般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压
反渗透水处理的工作原理及优点 反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％）。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。 反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水；水的软化处理；废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外，反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果，能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上，树脂的再生剂用量也可减少90%。因此，不仅节约费用，而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物，对减轻离子交换树脂的污染，延长使用寿命都有着良好的作用。 反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物，反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（ED）技术都属于膜分离技术。 近30年来，反渗透、电渗析，超过滤和膜过滤已进入工业应用，发展很快，在半导体、集成电路制造工艺中、食品、医药工业中，通常将反渗透作为高纯水制备中的脱盐，超过滤则多作为制水系统的后处理，膜过滤则用于水处理的预处理和后处理，用于过滤微粒和细菌。 工作原理： 反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。 渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水
反渗透水处理设备制作原理以及工作原理 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
反渗透水处理设备工作原理以及制作原理 反渗透水处理设备，选择国外着名厂商的配件，采用多级预过滤、反渗透、核子级混床树脂纯化、双波长紫外线消解等国外先进处理技术和本公司独特的工艺设计，确保产品卓越的性能及其稳定性。实验室超纯水机整机一体化设计，集预处理系统、RO系统、超纯水系统、后处理系统于一体，易于操作、维护。还可以根据用户需要轻松实现功能升级。 中文名反渗透水处理设备外文名 Reverse Osmosis 简称 RO 类型高效节能技术 制备原理 反渗透水处理设备通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物（理论上）最经济高效的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的最终水质指标要求。 工作原理编辑 反渗透是最精密的膜法液体分离技术，在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力加于浓溶液侧时水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部份通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水;反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，反渗透复合膜脱盐率一般大于98%，它们广泛用于工业纯水及电子超纯
水制备，饮用纯净水生产，锅炉给水等过程，在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降底操作用水和废水的排放量。 预处理编辑 反渗透水处理设备的预处理系统通常由聚丙烯纤维（PP）过滤器和活性炭（AC）过滤器组成。对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。PP滤芯可高效去除原水中5μm以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物，保护后续过滤器，其特点是纳污量大, 价格低廉。AC活性炭滤芯可高效吸附原水中余氯和部分有机物、胶体，保护聚酰胺反渗透复合膜免遭余氯氧化。软化树脂可脱除原水中大部分钙镁离子，防止后续RO膜表面结垢堵塞，提高水的回收率。 反渗透编辑 反渗透（Reverse Osmosis，简称RO）是以压力差为推动力的一种高新膜分离技术，具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点。反渗透膜“孔径”已小至纳米（1nm=10-9m），在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。在高于原水渗透压的操作压力下，水分子可反渗透通过RO半透膜，产出纯水，而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。 通常当原水电导率<200μS/cm时，一级RO纯水电导率≤5μs/cm，符合实验室三级用水标准。对于原水电导率高的地区，为节省后续混床离子交换树脂更换成本，提高纯水水质，客户可考虑选择二级反渗透纯化系统，二级RO纯水电导率约1~5μS/cm，与原水水质有关。反渗透的原理作用：把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶
技术文件 一、反渗透膜技术简介 二、设计基础 三、工艺讲明 四、操纵系统和仪表 五、设备清单
六、设备技术规范书 附： 工艺流程图；
一、反渗透技术简介 反渗透简称RO，是六十年代进展起来的一种膜分离技术，其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜，水中的溶剂由高浓度向底浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的，由于它于自然界的渗透方向相反，因而称它位反渗透。反渗透能够去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98%以上的溶解性盐类。该方法具有运行成本低，操作简单，自动化程度高，出水水质稳定等特点。与其他传统的水处理方法相比具有明显的优胜，广泛运用于水处理相关行业。 反渗透水处理工艺差不多上属于物理脱盐方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点： 1、反渗透是在室温条件下，采纳无相变的物理方法将含盐水进行脱盐、纯化。目前，超薄复合膜元件的脱盐率可达到99.5%以上，并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等。 2、水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理中最低。 3、不用大量的化学药剂和酸、碱再生处理，无化学费液排放，无环境污染。 4、反渗透能够连续运行制水，系统简单，操作方便，产品水质稳
定。 5、反渗透装置自动化程度高，运行维护和设备维护工作量专门少。 6、设备占地面积小，需要的空间也小。 7、适应于较大范围的原水水质，既适应于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低含盐量的淡水处理。我公司集多年工业水处理系统的工艺设计、设备制造、系统成套及膜应用技术的经验，选取合理的工艺设置和设计参数，确保设备长期稳定运行。
二、设计基础 1、水源水质
反渗透机理模型及基本原理有哪些？ 作者苏占华 莱特莱德水处理设备有限公司 反渗透机理模型及基本原理有哪些？ 基本原理 反渗透机理模型 统一的“干闭湿开”反渗透机理模型有几个经典模型 1.优先吸附毛细孔模型：弱点干态膜电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。 2.溶解扩散模型：不认为有孔。 3.干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。即 膜干时，膜孔收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到制成干态备镜检的干膜； 膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。 当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。
在压力作用下，溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键，而原来水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键，于是通过一连串的氢键形成与断开，使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水，水分子能够畅通流出膜外。 非加压渗透吸附法（90年代） 非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分"提取液"很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。 海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。 另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进 碳纳米管薄膜 一种用碳纳米管来做薄膜的小孔，另一种 活细胞的蛋白质膜 薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。 应用范围 太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。
反渗透原理及优点 反渗透介绍： RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10-9米)，在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中 的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 RO膜过滤后的纯水电导率 5 s/cm, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2M .cm，超过国家实验室一级用水标准(GB682—92)。 反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其 他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右)，因此 能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97-98%)。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。 反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的 提纯、浓缩、分离等方面。此外，反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果，能够使离子交换树脂 的负荷减轻松90%以上，树脂的再生剂用量也可减少90%。因此，不仅节约费用，而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物，对减轻离子交换树脂的污染，延长使用寿命都 有着良好的作用。 反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量 几百的有机物，反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(ED)技术都属于膜分离技术。 近30年来，反渗透、电渗析，超过滤和膜过滤已进入工业应用，发展很快，在半导体、集成电路制造工艺中、食品、医药工业中，通常将反渗透作为高纯水制备中的脱盐，超过滤则多作为制水系统的后处理，膜过滤则用于水处理的预处理和后处理，用于过滤微粒和细菌。 反渗透原理： 反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。 渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子 进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。 我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高 度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直 接相关。 在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设
RO水处理工艺及RO膜工作原理介绍 基础RO水处理工艺介绍：原水→原水箱→原水泵→多介质过滤器 (石英砂过滤器)→活性炭过滤器→精密过滤器→高压泵→一级反渗透(RO)装置→纯净水箱→用水点·脱盐率高，又可以同时除去细菌、毒素及其它有机物，出水水质符合国标GBI7323-1998标准; ·反渗透纯水设备主件采用进口复合膜元件及进口高压不锈钢泵，进水适应性、脱盐率和使用寿命等方面，与其它反渗透元件相比，具有独特的优点; ·设计压力：1.05~1.6Mpa，脱盐率：96~99%; ·自动化程度高，运行稳定，故障率低且运行费用低等优点; ·能耗低，运行成本低。 ·结构合理，占地面积少。 ·先进的膜保护系统，在设备关机时，淡化水可自动将膜表面的污染物冲洗干净，延长膜寿命。 ·系统无易损部件，无需大量维修，运行长期有效。 反渗透设备不仅可用在食品饮料工业，它还能用在电子行业清洗用水，中水处理循环利用，苦咸水，海水的淡化等。 ro膜工作原理即反渗透膜——对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。以下为ro膜的构造图
RO反渗透膜的原理、尺寸、编号的了解 一、RO反渗透膜的原理： RO反渗透工作原理为: 在外力的作用下, 借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的溶质与溶剂分开，从而达到浓缩、提纯或分离的目的，可以从水中除去90% 以上的溶解性盐类和99% 以上的胶体微生物及有机物等。 现在学术界对于反渗透分离机理的解释主要流行以下三种理论： 1、溶解-扩散模型 Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜，并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内，各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为：第一步，溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解；第二步，溶质和溶剂之间没有相互作用，他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层；第三步，溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。 在以上溶质和溶剂透过膜的过程中，一般假设第一步、第三步进行的很快，此时透过速率取决于第二步，即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于 膜的选择性，使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力，不仅取决于扩散系数，并且决定于其在膜中的溶解度。 2、优先吸附-毛细孔流理论
当液体中溶有不同种类物质时，其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质，可使其表面张力减小，但溶入某些无机盐类，反而使其表面张力稍有增加，这是因为溶质的分散是不均匀的，即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同，这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时，若膜的化学性质使膜对溶质负吸附，对水是优先的正吸附，则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下，将通过膜表面的毛细孔，从而可获取纯水。 3、氢键理论 在醋酸纤维素中，由于氢键和范德华力的作用，膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域，而大分子之间完全无序的为非晶相区域，水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方，水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了第一层水分子后，会引起水分子熵值的极大下降，形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里，结合水的占有率很低，在孔的中央存在普通结构的水，不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水，并以有序扩散方式迁移，通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。在压力作用下，溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点--羰基上的氧原子形成氢键，而原来水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键，于是通过一连串的氢键形成与断开，使水分子离开膜表面的致密活性层
反渗透膜工作原理: 反渗透膜工作原理
□ 膜的发展史 19 世纪 30 年代硝酸纤维素微滤膜商品化。 1953 年美国佛罗里达大学的 Reid 等人最早提出反渗透海水淡化。 1960 年美国加利福尼亚大学发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜， 反渗透(RO) 首次用于海波及苦咸水淡化。 1961 年美国 Hevens 公司首选提出管式膜组件的制造方法。 1965 年美国加利福尼亚大学制造出用于苦咸水淡化的管式反渗透装置。 1970 年开发成功高效芳香聚酰胺中空纤维反渗透膜，使 RO 膜性能进一步提高。 20 世纪 80 年代后进入工业应用的膜用渗透汽化进行醇类等恒沸物脱水。 20 世纪 90 年代出现低压反渗透复合，为第三代 RO 膜，膜性能大幅度提高，为 RO 技术 发展开辟了广阔的前景。 反渗透膜的发展史 1748 年 Nollet 发现渗透现象。 1920 年 建立了稀溶液的完整理论。 1953 年 发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。 1960 年 人类首次制成醋酸纤维素反渗透膜。 1970 年 杜邦公司发明了芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器。 1980 年 全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件问世。 1990 年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场，从而为反渗透技术的发 展开辟了广阔前景。 1998 年 低污染膜研发成功，进一步扩大了反渗透的应用范围。 反渗透膜工作原理 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不 能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐 水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流 动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高 度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶 液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的 压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一 过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透 膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯 与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、 细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。 反渗透技术基础——什么是反渗透膜 渗透膜早已存在于自然界中，但直到 1748 年，Nollet 发现水能自然的扩散到装有酒精溶液 的锗膀胱内，人类才发现了渗透现象。
自然的渗透过程中，溶剂通过渗透膜从低浓度向高浓度部分扩散；而反渗透指
反渗透原理 当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。 中文名 反渗透原理 外文名 Reverse Osmosis 主要指标 脱盐率和透盐率，产水量，回收率 影响因素 进水压力，温度，PH值，盐浓度 过程 水分自然渗透过程的反向过程 物质 反渗透膜 起源于 最早使用于美国太空人将尿液回收为纯水使用。医学界还以反渗透法的技术用来洗肾(血液透析)。反渗透膜可以将重金属、农药、细菌、病毒、杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法，不添加任何杀菌剂和化学物质，所以不会发生化
学变相。并且反渗透膜并不分离溶解氧，所以通过此法生产得出的纯水是活水，喝起来清甜可口。 反渗透，英文为Reverse Osmosis，它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透 过程的反向过程。早在1950年美国科学家DR.S.Sourirajan有一回无意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水，隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水，那为什么海鸥就可以饮用海水呢,这位科学家把海鸥带回了实验室，经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜，该薄膜构造非常精密。海鸥正是利用了这薄膜把海水过滤为可饮用的淡水，而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外。这就是以后逆渗透法(Reverse Osmosis 简称 R.O)的基本理论架构。 工作原理编辑 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。 技术基础编辑