反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用
水净化和废水回用等领域。2018年，全球采用反渗透
技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供
3.2亿人使用。近70年来，众多重要的科学家、企业
家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗
透技术发展史。
来源：万米空间作者：一头雾水的熊
反渗透（Reverse Osmosis，RO）的发明和大规模应用是现代水处理技术发展的标志性成就。作为一种1950年代以后发展起来的先进膜分离技术，反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用水净化和废水回用等领域。2018年，全球采用反渗透技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供 3.2亿人使用。近70年来，众多重要的科学家、企业家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗透技术发展。
反渗透海水淡化厂（图片来自网络）
第一部分概念验证
顾名思义，反渗透是相对于渗透（Osmosis）而言的，指的是渗透现象的逆过程。无论渗透过程还是反渗透过程，其核心都是一张半透膜。所谓半透，简单说就是水能透过，而溶解在水中的盐或其它溶质则不能透过。如果一张半透膜两侧溶液中的溶质浓度不一致，水分子就会自发地从低浓度侧透过膜进入到高浓度侧，直至膜两侧溶液浓度一致，或者在膜的高浓度侧由于水位升高等原因对低浓度侧建立起一定的净压差。这就是渗透现象，这个净压差就是渗透压。
我们知道，医生给病人输液时经常使用生理盐水，它是浓度为0.9%的氯化钠水溶液。这个浓度与人的体液浓度相当，因
此输液后不会因在细胞膜两侧发生显著的渗透现象而对人体造成伤害。渗透现象虽然在我们的身体内每天都在发生，但直到1748年才被法国物理学家诺莱（Jean-Antoine Nollet）从科学角度第一次发现。
诺莱是个热爱科学的大人物，据说还给路易十五演示过莱顿瓶放电实验。他采用猪膀胱作为半透膜，将两种不同浓度的乙醇水溶液隔开，从而通过实验观察到了渗透现象。1886年，一位荷兰科学家通过总结实验数据，提出了稀溶液的渗透压计算公司。如果你学过物理化学，你也许还记得，这个人叫范特霍夫（Van‘t Hoff）。
1950年代，肯尼迪政府为了解决美国一些干旱地区的水资源短缺问题，以及全国性过度使用地下水的问题，开始寄希望于海水淡化。1952年，美国国会通过盐水转化法案（Saline Water Conversion Act）。1953年，开始资助脱盐技术研究，尽管当年经费只有17.5万美元。1955年，美国内务部专门设立了盐水办公室（Office of Saline Water，OSW），以统筹各种海水淡化技术的研究。1970年，OSW的年度经费已增至约2600万美元。
1949年，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的哈斯勒（Gerald Hassler）等人最早启动了膜脱盐研究。1950年，哈斯勒在UCLA的一份内部报告中描述了“盐排斥渗透膜”（Salt Repelling Osmotic Membrane）的概念，但其后续研究有点跑偏。1956年8月，哈斯勒在另一份UCLA内部报告中首先创造了“Reverse Osmosis”一词。
1954年前后，弗罗里达大学瑞德（Charles Reid）教授的团队在OSW的资助下也开始研究脱盐渗透膜。他们评价了许多从市场上找到的商业薄膜，发现醋酸纤维素膜具有良好的半
透性，盐截留率大于99%，水渗透系数为0.00012m3/m2·d·atm。尽管膜的透水性较现代商业膜低两个数量级以上，毫无商业价值，但他们第一次使用人工合成膜实验验证了压力驱动的反渗透膜脱盐概念。1957年4月，瑞德和他的同事布勒东（E. J. Breton）在给OSW的一份报告中使用了“RO”一词。
有意思的是，在那个没有互联网和朋友圈的年代，尽管这两所大学都在研究脱盐膜，但互相并不知情，直到1957年11月，他们在OSW组织的一次研讨会上相遇。
接下来的问题是，如何大幅提高膜的透水率，以获得实用价值呢？
第二部分制膜技术突破
1956年，UCLA除了哈斯勒课题组外，尤斯特（Samuel Yuster）教授的课题组也在OSW的资助下开展膜脱盐研究。33岁的索里拉金（Srinivasa Sourirajan），一位印度裔科学家，首先参与了这项研究。尽管他们并不知晓瑞德课题组正在进行的研究，但英雄所见略同，他们采用了类似的压力驱动的研究路线。1958年夏天，41岁的洛布（Sidney Loeb），一位犹太裔科学家，也加入了该课题组。
索里拉金和洛布首先进行的工作也是筛选商业薄膜。在此过程中，他们发现通过对一种商业醋酸纤维素超滤膜进行热处理，可以使其具有一定的脱盐性能。他们还意外地发现，膜在测试时的朝向至关重要，其中一面朝向进料液的效果要显著优于另一面。
热处理醋酸纤维素膜的盐截留率达到了92%，水的渗透系数则达到了0.00095m3/m2·d·atm，远高于其它薄膜。更为重要的是，他们由此认识到，膜结构上的不对称性对膜性能影响重大，降低膜的有效厚度是关键。为了进一步提高膜的性能，两位科学家决定自己制膜。
1959年，洛布和索里拉金通过一系列探索，采用醋酸纤维素-丙酮-水-高氯酸镁四种原料，以22.2：66.7：10.0：1.1的比例配制铸膜液，并通过温度、蒸发时间、热处理等因素优化，首次制备出具有不对称结构的合成反渗透膜。所谓不对称结构，简单说就是一张膜由支撑层和分离层两部分构成，支撑层在结构上比较疏松，分离层在结构上比较致密。这种膜后来被称为L-S膜。
洛布和索里拉金的不对称膜的盐截留率达到99%，水的渗透系数则达到惊人的0.0048 m3/m2·d·atm，是超滤热处理膜的5倍，几乎与现代商业反渗透膜处于同一个数量级。这种膜还具有良好的机械稳定性。这一突破为反渗透技术最终走向大规模工程应用提供了最重要的技术基础。此后，反渗透膜技术进入了快速发展期，并逐步走向商业应用。
1965年，在洛布参与指导下，世界上第一台商业反渗透装置在加利福尼亚州科林加（Coalinga）小镇建成，每天产水5000加仑。这标志着人类以可接受成本大规模地从海水制取饮用水的梦想成为了现实。很快，加州多地相继出现了新的中试线，推动了该技术的迅速进展。
鉴于洛布和索里拉金在反渗透膜领域的传奇地位，再对他俩的个人经历多八卦几句。
洛布（图片来自网络）
先说洛布。洛布出生在堪萨斯，1958年加入UCLA攻读博士学位时已经41岁。在他帮助建立科林加反渗透系统时，他的婚姻也开始出现问题。1966年，也许是为了离开伤心之地，洛布接受了一个去以色列工作9个月的项目邀请。
洛布在以色列的受欢迎程度远大于美国，这促使他3年后正式加入了以色列本古里安（Ben-Gurion）大学化学工程系，继续从事膜技术研究工作。2005年，洛布受邀参加了以色列阿什凯隆（Ashkelon）日产30万吨淡水的反渗透海水淡化厂的开幕式，亲眼见证自己的发明以一种宏大的方式造福世界。洛布2008年去世，终年91岁。
索里拉金（图片来自网络）
再说索里拉金。索里拉金1923年出生于印度，比洛布小7岁。1953年在印度班加罗尔科学研究所获得博士学位，1954年到耶鲁大学化工系从事研究工作，1956-1961年在UCLA工作，1961年到加拿大国家研究院担任助理研究员，1967年成为高级研究员，1976年晋升为一级研究员。索里拉金长期活跃在膜技术研究领域，并曾于1983年首次来中国讲学。
第三部分成功商业化
L-S膜的诞生给反渗透技术的工业应用带来了曙光。但要实现商业化应用，显然还需要解决一个至关重要的工程问题，这就是膜组件的设计。
洛布和索里拉金1959年发明的L-S膜是平板膜片，因此早期的膜组件直接借用了工业过滤设备的板框式结构。洛布等人随后还开发了直径在1-3厘米之间的管式反渗透膜，并应用在科林加装置上。但无论是板框式还是管式，都存在装配复杂、单位体积内装填的膜面积小等缺陷，因此最终没能发展为商业反渗透膜组件的主流形式。
1965年前后，陶氏化学（Dow Chemical）和杜邦（DuPont）公司均投入力量开发中空纤维反渗透膜，这可能与它们熟悉纺织业的背景有关。
1966年，陶氏化学的马洪（H. I. Mahon）设计了第一套中空纤维膜纺丝系统，开发了基于三醋酸纤维素材料的中空纤维反渗透膜，并申请了第一件专利（US3228877）。他们采用的同心毛细孔喷丝头，外孔内径为400微米，内孔外径为200微米，内孔内径为100微米。
1971年，杜邦公司申请了基于聚酰胺材料的中空纤维反渗透膜组件专利（US3567632）。1979年，另一家具有纺织背景的公司也在开发中空纤维反渗透膜组件，这就是日本东洋纺（TOYOBO）公司。
中空纤维反渗透膜组件具有很高的装填密度，但由于丝径极细，水力学状态不可控，容易产生污堵，因此最终并未成为反渗透膜组件的主流。这也是促使陶氏化学后来转向卷式膜的原因。东洋纺则是唯一一个至今仍保留醋酸纤维素中空纤维反渗透膜生产线的厂家。
如果说1959年是反渗透在技术上取得里程碑式突破的一年，那么1963年就是反渗透在商业化上成功播下种子的一年。
1963年，位于明尼苏达州明尼阿波利斯（Minneapolis）市的北极星研究所（North Star Research Institute）也在OSW资助下开展脱盐技术研究。1967年，北极星研究所的卡多特（John E. Cadotte）发明了微孔聚砜支撑膜。随后几年，他又开发了多种非醋酸纤维素复合膜。但他对反渗透的热情并不仅限于研究。
1977年，卡多特与其他3人一起成立了FilmTec公司。1979年，卡多特申请了世界上第一个界面聚合法制备反渗透膜的专利（US4277344）。界面聚合法使得反渗透膜的支撑层和分离层在制备过程中可以分别加以优化，从而进一步提升了膜的性能，这就是所谓的薄层复合膜（TFC）。界面聚合也成为现代商业化反渗透膜的标准制备工艺。
1985年，陶氏化学在放弃中空纤维反渗透膜后，全资收购了FilmTec公司。这就是大名鼎鼎的陶氏膜的由来。时至今日，陶氏反渗透膜产品依然沿用了FilmTec商标。2017年，曾经在中空纤维反渗透膜上惺惺相惜的陶氏化学与杜邦公司实现了合并。
也是在1963年前后，41岁的二战退伍老兵布雷（Donald T. Bray）开始研究反渗透膜。他于5年前加入了通用原子（General Atomics）公司。1965年，布雷申请了世界上第一个多膜片卷式反渗透膜组件专利（US3417870），奠定了现在通用的卷式反渗透膜组件的基本结构。
通用原子公司的反渗透膜业务后来演变为流体系统（Fluid Systems）公司。1998年，流体系统公司被科氏膜系统（Koch Membrane Systems）公司收购，这就是科氏膜的由来。
但布雷的故事并未结束。1967年，他离开了通用原子公司，并创立了脱盐系统（Desalination Systems）公司。脱盐系统公司在膜片生产与膜组件卷制机器上做了大量工作，成为业内知名的反渗透膜生产商，其产品还包括具有独特多层结构的纳滤膜。
同样是1963年，达特茅斯学院（Dartmouth College）的二年级学生斯帕茨（Dean Spatz）正在忙于他的工程课项目。他们要为南达科他州居民糟糕的饮用水设计一种合适的处理方法，而他决定采用刚刚问世不久的反渗透技术，并成功制作了一台样机。
斯帕茨由此对反渗透技术产生了浓厚兴趣，将其作为自己本科及硕士学位论文的主题，并在1965年获得OSW的经费资助。据说斯帕茨在硕士研究期间，还请到了索里拉金担任顾问。
1968年，硕士毕业的斯帕茨加入一家总部位于迈阿密的公司，并被派往明尼阿波利斯发展反渗透业务。1969年，由于公司承诺的资金没有到位，斯帕茨成立了自己的公司。这就是奥斯莫尼斯（Osmonics）公司的诞生。
1996年，84岁的布雷把脱盐系统公司卖给了Osmonics公司。2002年，GE以2.5亿美元的价格收购了Osmonics公司，这就是GE膜的由来。现在知道业内著名的GE纳滤膜从何而来了吧。2017年，GE反渗透膜业务随GE水处理以34亿美元的价格整体卖给了苏伊士（SUEZ）水务。
还是在1963年，日后成为反渗透膜领域的另一家大名鼎鼎的公司，海德能（Hydranautics）公司也在美国加州成
立。1970年，海德能公司正式进入反渗透膜领域。公开资料显示，海德能与FilmTec公司还因卡多特的界面聚合专利结过梁子。1987年，海德能公司被日本日东电工（Nitto Denko）正式收购。
在日本，还有一家公司很早就开始关注反渗透技术，这就是东丽（Toray）公司。1968年，东丽开始研究醋酸纤维素反渗透膜。1978年，其第一款低压RO膜产品上市。1991年，其海水RO膜元件上市。2009年，蓝星东丽（TBMC）合资公司在北京成立。
除了这些源自1960或1970年代的老牌厂家，反渗透膜领域的后浪也陆续涌现出来。
1990年，韩国三星（Samsung）集团的一家子公司开始研究反渗透膜技术。1995年，其家用反渗透膜开始出口。1997年，这家公司更名为世韩（Saehan）集团。2001年，其高脱盐率海水淡化膜开始上市。2008年，世韩集团更名为熊津化学（Woongjin Chemical）。熊津化学的反渗透膜产品就是俗称的世韩膜。2020年初，东丽收购了熊津化学56.2%的股权。
2005年，号称以纳米技术提升反渗透膜性能的NanoH2O公司在美国加州洛杉矶成立。2014年，韩国LG化学以2亿美元全资收购了NanoH2O。该公司近年来也逐步跨入主流RO膜供应商的行列。
至此，国际上最知名的几大反渗透膜厂家都已经出场了。据全球水务情报（GWI）统计，2012-2017年间，在50000吨/天以上的大型反渗透系统中，76%的RO膜出自东丽、陶氏、
海德能、LG化学等4家供应商，分别占比28%、21%、17%和10%。
第四部分反渗透技术在中国
从上文可以看出，上世纪60、70年代是国外反渗透关键技术密集取得突破的时期。而我国当时研究基础较弱，而且处于一段特殊的历史时期，因此同期反渗透技术的研究显著落后。但通过适时的技术引进和自主研发，积累了丰富的应用经验和初步的技术成果，为我国反渗透膜技术甚至是水处理技术的全面进步打下了极为重要的技术和人才基础。
1966年，山东海洋学院化学系、国家海洋局一所、中科院青岛海洋所、中科院化学所等单位开始研究反渗透技术，开发非对称醋酸纤维素膜。1967年，国家科委和国家海洋局组织了全国性的海水淡化会战，青岛和北京主要开展反渗透法的研究。参加会战的一部分人后来汇集到海洋局二所，成立了海水淡化研究室。1975年，海洋局二所等单位研制了日产淡水 1.7吨的圆盘板式醋酸纤维素反渗透装置。海洋局二所的海水淡化研究室逐渐发展成今天的杭州水处理技术中心。
中科院兰州冰川冻土沙漠研究所，因为地处西北苦咸水地区，也是国内较早从事反渗透技术研究的单位之一。1974年，他们开发出了日产10吨的醋酸纤维素套管式反渗透装置。兰州所的膜技术团队也逐渐发展成今天的甘肃省膜科学技术研究院。
1974年12月，为了解决天津等地的严重缺水问题，国家科学技术领导小组在北京组织召开了全国海水淡化科技工作会
议，并制订了《1975-1985年全国海水淡化科学技术发展规划》。海洋局二所、兰州冰川冻土沙漠所、北京环化所、天津合成材料研究所、中科院海洋所等单位参与反渗透技术研究。
70年代中后期，国内一些单位紧跟国际技术发展趋势，进行了中空纤维和卷式反渗透元件的研究，并于80年代实现了初步的工业化。80年代中重新开始复合膜的开发，经七五、八五攻关中试放大成功后，我国反渗透膜技术开始从实验室研究走向工业规模应用。
我国在上世纪80年代后期开始应用反渗透技术，此后应用规模快速增加。1988年，中国市场销售的8寸膜为600支。1990年，大亚湾核电站建设了国内第一套反渗透海水淡化装置，日产淡水200吨。1999年，大连市建成第一套1000吨/天的反渗透海水淡化装置。2005年，青岛市建成第一套10,000吨/天的反渗透海水淡化装置。2009年，天津建成第一套100,000吨/天的反渗透海水淡化装置。
2018年底，我国累计建成反渗透海水淡化工程121个，淡化规模达到825,641吨/天。但我国更多的反渗透膜和系统应用在发电、石化、煤化工等工业用户上。2014年，在中国工厂使用的反渗透膜有180万支，产水量达到2700万吨/天。
最近20年，我国反渗透膜的国产能力也在不断提升。2000年，我国第一家国产反渗透膜生产企业——汇通源泉在南方汇通科技园区成立。2002年，汇通源泉开始批量生产和销售聚酰胺复合反渗透膜元件。2006年，汇通源泉更名为贵阳时代汇通；2010年，再次更名为时代沃顿科技有限公司。
除时代沃顿和蓝星东丽外，湖南沁森、山东九章膜等众多国内反渗透膜生产企业也陆续出现。
第五部分小结与展望
反渗透技术的发明和大规模应用是人类历史上一项了不起的科学成就。这一发明的最初动力来自于人类向大海要水的梦想。反渗透技术近70年的发展历史，完美讲述了人类利用科学技术将这个梦想变成现实的故事。
回顾这段历史，应该说美国政府的专项资助计划对反渗透技术初期的发展起到了极大的推动作用，很大程度上奠定了美国在反渗透技术上的领先优势。从创新链条看，哈斯勒、瑞德等先驱提出了正确的设想，确立了反渗透技术正确的研究方向；洛布和索里拉金的开创性工作填补了反渗透从概念到实用之间最大的技术鸿沟；卡多特、布雷、斯帕茨等人兼具科学家素养和企业家精神，在推动反渗透实现从技术到产品的跨越上功不可没。
从研发角度看，洛布和索里拉金合成第一张不对称反渗透膜的研究工作十分出色但并非神奇。洛布曾在1980年详细回顾过这段经历。他们从验证概念、发现差距开始，到分析原因、提出假设，到改进方案、验证假设，最后才获得成功。其中既有运气和灵感的因素，也受到了文献的启发，还有同事的有益建议，就像发生在我们身边的故事那样。
近年来，反渗透技术的应用越来越多地拓展到工业水处理领域，特别是工业废水回用与零排放处理领域。这一方面对反渗透膜在抗污染、耐清洗等方面提出了更高的要求，另一方
面也对反渗透的浓缩能力寄予了更高的期待。碟管式反渗透（DTRO）、高压反渗透（HPRO）、高盐反渗透（HSRO）等新型反渗透膜产品与工艺应运而生。
展望未来，反渗透技术还将不断拓展应用领域与规模，甚至可能颠覆40年前建立的技术框架。而随着技术、人才和经验的积累，国产反渗透膜与进口品牌之间的技术壁垒正在消失，国产膜全面取代进口膜只是时间问题。此外，由于我国是全球最主要的工业废水回用与零排放市场，这为国产反渗透膜技术在未来实现技术超越提供了有利条件。
反渗透综述 1、渗透基本原理 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。 2、反渗透简介 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）。 3、反渗透工艺 反渗透技术是当今最先进和最节能有效的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性，可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质。具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。
1. 反渗透膜的应用现状 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%，根据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜一万六千支，4英寸膜二万六千支。 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。 2. 反渗透膜最新进展及发展趋势 2.1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。 2.2低污染膜 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。 2.3 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。
第一章反渗透水处理技术 第一节反渗透技术概述 1 反渗透的发展历史及其应用 反渗透作为一项新型的膜分离技术最早是在1953年由美国C.E Reid 教授在弗罗里达大学首先发现醋酸纤维素类具有良好的半透膜性为标志的。与此同时，美国加利福尼亚大学的Yuster，Loeb和Sourirsjan等对膜材料进行了广泛的筛选工作，采用氯酸镁水溶液为添加剂，经过反复试验研究和试验，终于在1960年首次制成了世界上具有历史意义的高脱盐率（98.6%），高通量（10.1MPa下渗透通量为0.3×10-3cm/s，合259L/d.m2），膜厚约100μm的非对称醋酸纤维反渗透半透膜，大大促进了膜技术的发展。从此，反渗透技术开始作为作为经济实用的苦咸水和海水的淡化技术进入了实用和装置的研制阶段。70年代初期，杜邦公司的芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器―Permasep B-9‖问世，使反渗透的性能有了大幅度的提高。80年代初，全芳香族聚酰胺复合膜问世，80年代末高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜工业化，90年代中超低压高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜也开始进入市场，从而为反渗透技术的进一步发展，开辟了广阔的前景。 2 我国目前反渗透技术的发展状况 我国对反渗透技术的研究始于1965年，1967年～1969年在国家科委和国家海洋局组织的海水淡化会战中为醋酸纤维素不对称膜的开发打下了良好的基础。70年代进行了中空纤维和卷式反渗透元件的研究，并于80年代实现了初步的工业化。70年代还曾经对复合膜进行了广泛的研究，后一度停了下来，80年代中重新开始复合膜的开发。经―七五‖、―八五‖攻关，中试放大成功，我国反渗透技术开始从试验室研究走向工业规模应用。反渗透技术是膜分离技术领域中投资高、难度大的一项技术。首先是原材料的质量很难保证均一和稳定，其次，在制膜、制器工艺和环境条件上也非常严格和苛刻。因此，尽管我国某些反渗透工艺理论技术已接近国际水平，但膜及组件的技术和性能与国外相比仍有较大的差距，复合膜性能比国外同类产品低且还未规模化生产，还有不少路要走。
反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用 水净化和废水回用等领域。2018年，全球采用反渗透 技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供 3.2亿人使用。近70年来，众多重要的科学家、企业 家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗 透技术发展史。 来源：万米空间作者：一头雾水的熊 反渗透（Reverse Osmosis，RO）的发明和大规模应用是现代水处理技术发展的标志性成就。作为一种1950年代以后发展起来的先进膜分离技术，反渗透已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用水净化和废水回用等领域。2018年，全球采用反渗透技术生产的海水淡化水已达到110亿吨以上，可供 3.2亿人使用。近70年来，众多重要的科学家、企业家和一大批科技公司联袂演绎了一段精彩纷呈的反渗透技术发展。
反渗透海水淡化厂（图片来自网络） 第一部分概念验证 顾名思义，反渗透是相对于渗透（Osmosis）而言的，指的是渗透现象的逆过程。无论渗透过程还是反渗透过程，其核心都是一张半透膜。所谓半透，简单说就是水能透过，而溶解在水中的盐或其它溶质则不能透过。如果一张半透膜两侧溶液中的溶质浓度不一致，水分子就会自发地从低浓度侧透过膜进入到高浓度侧，直至膜两侧溶液浓度一致，或者在膜的高浓度侧由于水位升高等原因对低浓度侧建立起一定的净压差。这就是渗透现象，这个净压差就是渗透压。 我们知道，医生给病人输液时经常使用生理盐水，它是浓度为0.9%的氯化钠水溶液。这个浓度与人的体液浓度相当，因
此输液后不会因在细胞膜两侧发生显著的渗透现象而对人体造成伤害。渗透现象虽然在我们的身体内每天都在发生，但直到1748年才被法国物理学家诺莱（Jean-Antoine Nollet）从科学角度第一次发现。 诺莱是个热爱科学的大人物，据说还给路易十五演示过莱顿瓶放电实验。他采用猪膀胱作为半透膜，将两种不同浓度的乙醇水溶液隔开，从而通过实验观察到了渗透现象。1886年，一位荷兰科学家通过总结实验数据，提出了稀溶液的渗透压计算公司。如果你学过物理化学，你也许还记得，这个人叫范特霍夫（Van‘t Hoff）。 1950年代，肯尼迪政府为了解决美国一些干旱地区的水资源短缺问题，以及全国性过度使用地下水的问题，开始寄希望于海水淡化。1952年，美国国会通过盐水转化法案（Saline Water Conversion Act）。1953年，开始资助脱盐技术研究，尽管当年经费只有17.5万美元。1955年，美国内务部专门设立了盐水办公室（Office of Saline Water，OSW），以统筹各种海水淡化技术的研究。1970年，OSW的年度经费已增至约2600万美元。 1949年，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的哈斯勒（Gerald Hassler）等人最早启动了膜脱盐研究。1950年，哈斯勒在UCLA的一份内部报告中描述了“盐排斥渗透膜”（Salt Repelling Osmotic Membrane）的概念，但其后续研究有点跑偏。1956年8月，哈斯勒在另一份UCLA内部报告中首先创造了“Reverse Osmosis”一词。 1954年前后，弗罗里达大学瑞德（Charles Reid）教授的团队在OSW的资助下也开始研究脱盐渗透膜。他们评价了许多从市场上找到的商业薄膜，发现醋酸纤维素膜具有良好的半
超纯水处理设备技术发展史 超纯水处理设备技术发展阶段 第一阶段：预处理——>阳床——>阴床——>混合床 第二阶段：预处理——>反渗透——>混合床——>精混 第三阶段：预处理——>反渗透——>EDI装置——>精混 反渗透(RO)技术是一种利用膜分离去除水中离子的方法，尽管反渗透系统将水中 95%-99%的离子去除，但还不能满足工业生产的要求，其后续工艺必须使用离子交换设备。近几十年以来，混合床离子交换技术作为纯水制备的标准工艺。由于其需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品(酸碱)和纯水，因此已很难满足于无酸碱纯水系统。正因为传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需要，于是将膜和树脂结合 EDI 超纯水处理设备技术成为水处理技术的一场革命。其离子交换树脂的的再生使用的是电，而不再需要酸碱，因而更满足于当今世界的环保要求。 自从 1986年 EDI技术工业化以来，全世界已安装了近2000套 EDI超纯水处理设备系统，尤其在制药、半导体、电力和表面冲洗等工业中得到了大力的发展，同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。
EDI装置特点 EDI装置是应用在反渗透系统之后，取代离子交换树脂，具有水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。 E-CellTM的特点 E-CellTM是 EDI技术的一次革命。它是由通用电气公司下属的加拿大 E-Cell公司和日本 Asahi Glass公司共同开发研制的，并于 1996年推出市场。此技术专利完全满足无酸碱、低成本、取代初级混床的市场需要。 EDI超纯水设备是水处理技术上一项革命性进步。该技术应用电再生离子交换除盐工艺取代传统混合离子交换除盐工艺。通过离子交换树脂及选择性离子膜达到高脱盐效果，与反渗透结合的联合工艺使产水水质可10~15MΩ·CM的高规格产水。
要想了解反渗透的相关知识，首先要知道什么是RO净水器。 RO净水器是采用RO膜净化污水的净水器产品，RO净水器配件种类：水龙头，压力桶，水管，接头(球阀)，机壳，邓元泵，PP滤芯，活性炭滤芯，RO膜，废水比，逆止阀，高压开关，低压开关等。 RO净水器净水流程 原水通过水管进入RO净水器的前三级滤芯进行初滤，然后再由增压泵对水施压，让水流RO反渗透膜中，通过RO膜的逆渗透效果精细净化水源，将水输送到压力桶，由压力桶保存。 当需要使用时在打开压力桶球阀，通过压力桶施压让水流入最后一级小T33滤芯(精致活性炭滤芯，主要为净化水质口感)，再通过鹅颈水龙头输出干净的水。
RO反渗透技术原理 RO反渗透技术是滤除重金属非常有效的处理技术。 反渗透原理是在原水的一方施加大于压力使水分子由浓度高的一方逆渗透到浓度低的一方。由于反渗透的孔远远小于病例毒和细菌的几百倍乃至上千倍以上，故各种病毒、细菌、重金属、固体可溶物、污染有机物等根本无法通过RO反渗透膜，从而达到净化水质的目的。 为什么要叫“反渗透”过滤?
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。 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。 简单地说，就是通过通电，对浓溶液施加压力，改变原本的渗透方向，实现浓溶液的逆流，从而净化浓溶液，产生纯水。 以上就是为大家解答的什么是反渗透的相关知识，希望能对大家了解反渗透有帮助。 武汉玉泉净水设备有限公司采用国际先进的水处理技术和设备，已为多家企事业单位设计安装了数千套的水处理系统，由于其技术先进、设计完善、造价合理、运行平稳、服务周到，深受广大用户和厂家的赞誉。
反渗透技术介绍 一、概述 反渗透是二十世纪后期迅速发展起来的膜法水处理方式，它是苦咸水处理、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方法之一。它中心技术是反渗透膜，该膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力的作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的。 早在1748年就法国人Abble Nellet就发现了渗透现象。1950美国人Hassler提出了利用与渗透相反的过程进行海水淡化的设想。但是，只有当1960年LoebSourirajan用醋酸纤维素作材料、研制成第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜以后，反渗透技术才从可能变为现实。 1960年世界第一张不对称醋酸纤维膜的出现使反渗透膜应用于工业上制水成为可能。初期是板式膜、管式膜，在六十年代中、后期出现了卷式、中空纤维膜，七十年代初期又研制出海水淡化膜。在1972至1977的五年间，世界范围内的反渗透装置数量增加了15倍，制水容量增加了41倍，直至八十年代以后仍以14-30%的速度递增。反渗透除在苦咸水、海水淡化中使用外，还广泛应用于纯水制备、废水处理以及饮用水、饮料和化工产品的浓缩、回收工艺等多种领域。 反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点： ●反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化； ●依靠水的压力作为动力，其能耗在众多处理方法中最低； ●化学药剂量少。无需酸、碱再生处理； ●无化学废液及废酸、碱排放，无酸碱中和处理过程，无环境污染； ●系统简单、操作方便，产水水质稳定，两级反渗透可取得高质量的纯 水； ●适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、海水以至污水的处理， 也适用于低含盐量的淡水处理。 ●设备占地面积少，需要的空间也小； ●运行维护和设备维修工作量少。 对锅炉补给水处理，反渗透法也具有常规的离子交换处理方式难以比拟的优异特色，如： ●产水中的二氧化硅少，去除率可达99.5%，有效的避免了发电机组随压 力升高对SiO2的选择性携带所引起的硅垢，以及天然水中硅对离子交 换树脂的污染，造成再生困难、运行周期短等问题，并影响除硅效果；
反渗透简介 宁波水处理宁波水处理价格宁波水处理图片 （一）设备简介：反渗透是一种借助于选择透过（半透过）性膜的工力能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从 而达到分离净化目的。技术特点： RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到100%。我公司采用法国原装进口设备，开机后设备实现膜自动冲洗功能，冲洗时间2-10分钟可调。设备有废水回流装置，可对水进行二次利用，提高水的利用率，节省水费。低压保护系统，当源水压力不足或无源水时，设备自动停机，保护高压泵及设备安全。纯水箱水满后设备可自动停机。设备设有清洗保养系统，可定期对设备定行清洗保养，延长反渗透膜使用寿命3-5年。设备采用不锈钢架结构，实现无卫生死角，设备无腐蚀，使用10-20年依旧如新。双级反渗透设备设有多路调节阀，可实现双级出水、单级出水或单双级同时出水，使产水水质多元化。反渗透设备可灌装机设备配套使用，减少投资成本，提高水资源利用率。设备基本可实现24小时无人值守运行。备有在线水质检测仪，随时观察出水水质。应用范围： 系统配置全自动低压冲洗装置，在线CIP清洗系统、高低压保护装置、电导率仪、流量计、压力表等设备。是食品饮料行业、电子工业集成电路用高纯水、医药行业、化妆品、电镀、电站用水、高压锅炉给水的优 选配置。 工艺流程图： 上海水处理海反渗透批发 反渗透设备，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。反渗透设备体积小，操作简单，在锅炉、光电、光伏、化工、造纸等行业都应用很广泛。用反渗透设备，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。反渗透膜分离技术，简称RO技术。 RPRO1-12T单反渗透宁波水处理设备浙江水处理设备 台州纯水设备台州反渗透设备台州超滤设备台州水处理厂家宁波大型超滤设备厂家台州大型超滤设备价格象山大型超滤设备 原 我公司生产的反渗透纯水处理设备可使回收率达到75%，脱盐率高达98%以上，而且关键部件反渗膜为美国进口产品，使出水水质得到保证且出水水质稳定。系统预处理部分的
反渗透和纳滤技术发展历史 作者：莱特莱德来源：东北亚水网 反渗透和纳滤技术发展历史 1.反渗透和纳滤技术发展历史 自从上世纪五十年代未六十年代初期，反渗透(RO)和纳滤(NF)技术产品商品化投放市场，起初，反渗透主要用于海水和苦咸水脱盐，由于工业领域对保护水源、减少能耗、控制污染以及从废水中回收有价值物质的需求日益增加，反渗透和纳滤的新用途变得更有经济价值。此外，伴随着膜分离技术的发展，促进了生物技术和制药行业的技术进步，相对于传统蒸馏法，膜法分离浓缩技术更加节省能量消耗，同时也不会引起产品热分解变质。 自从那时起，原有产品得到不断地改进，并不断地推出了新产品，提高了膜元件地产水水质，降低了水处理总成本。 现在反渗透膜能够在显著地降低运行压力的条件下，实现更高的脱盐率和产水量，纳滤膜也可在相对低的操作压力下提供对某些盐类或化合物的更高的分离选择性。 2.反渗透和纳滤技术发展历史 目前常规的过滤过程可以按照脱除颗粒的大小进行分类，传统的悬浮物的过滤是通过水流垂直流过过滤介质来实现的，全部的水量完全通过过滤介质，全部变成出水流出系统，类似的过滤过程包括：滤芯式过滤、袋式过滤、砂滤和多介质过滤。这种大颗粒过滤形式仅仅对粒径大于1微米的不溶性固体颗粒有效。 为了除去更小的颗粒和可溶性盐类，必须使用错流式的膜过滤，错流式膜过滤对与膜表面平行的待处理流体施加压力，其中部分流体就透过了膜表面，流体中的颗粒等被排除在浓水中，由于流体连续地流过膜表面，被排除的颗粒不会在膜表面上累积，而是被浓水从膜面上带走了，因此一股流体就变成两股流体，即透过液和浓缩液。 膜法液体分离技术一般可分为四类：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)，它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。 微滤(MF) 微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。 超滤(UF) 超滤能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质，超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，用于表征超滤膜的切割分子量一般介于 1,000~100,000之间，超滤膜两侧的运行压差一般为1-7bar。
水处理反渗透、电渗析等技术详解 在当今的水处理领域，反渗透（RO）、电渗析（ED）和电去离子（EDI）技术发挥着至关重要的作用。它们在工业、食品、医疗和实验室等领域得到广泛应用，用于制备高纯水、净化废水以及淡化海水等。本文将详细介绍这三种技术的原理、特点及应用场景。 一、反渗透（RO） 反渗透是一种以压力差为推动力的膜分离技术，通过施加压力使水分子透过半透膜，而盐分和其他杂质被截留下来。这种技术主要用于去除水中的溶解盐类、有机物、重金属离子等。 1.反渗透原理：在压力作用下，水分子透过半透膜，而盐分和其他杂质被截留下来。通过控制压力和膜的孔径大小，可以有效地去除水中的各种物质。 2.应用场景：反渗透技术广泛应用于电力、化工、食品、医药等领域。例如，在电力行业，反渗透技术用于制备高纯水，保障锅炉和涡轮机的正常运行；在化工行业，反渗透技术用于提取和纯化产品；在食品和医药行业，反渗透技术用于制备超纯水和药
物成分。 二、电渗析（ED） 电渗析是一种利用电场作用进行分离的过程，通过在两个电极之间施加直流电场，使带电离子在电场作用下迁移，从而实现盐分的分离。 1.电渗析原理：在两个电极之间施加直流电场，带电离子在电场作用下向相反方向移动。阳离子向负极移动，阴离子向正极移动，从而实现盐分的分离。 2.应用场景：电渗析技术常用于化工、冶金、电子等领域含盐废水的处理。例如，在化工行业，电渗析技术用于回收和再利用废水中的盐分；在冶金行业，电渗析技术用于提取和纯化金属离子；在电子行业，电渗析技术用于处理和回收电镀废水。 三、电去离子（EDI） 电去离子是一种结合了电渗析和离子交换两种技术的新型水处理工艺。它通过电场作用将水中的离子迁移到离子交换树脂中，实现连续除盐。
反渗透概述 反渗透是一项高新膜分离技术，其孔径很小，大都≤10×10–10（1 0A），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。它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用蒸馏水、太空水的生产，还应用于生物、医学工程。 工作原理 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20 01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值。 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、环保等行业的应用也形成了一定规模。 反渗透膜最新进展 超低压膜由于节省电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1999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，大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势，目前使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨／小时。 低污染膜膜污染是反渗透应用中的最大危害。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。 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酸胺，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，这种膜目前主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中。日本日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半
反渗透水处理技术方案 反渗透水处理技术方案 反渗透（RO）水处理技术是一种电力、化工、轻工、食品、制药、饮料等多种 行业中广泛应用的水处理技术。RO反渗透技术最初是研发应用于其特别要求质量的海水淡化处理方案，随着科学技术的发展，RO反渗透技术被应用于纯水生产和工业废水回收和再利用。 反渗透技术原理 反渗透技术是一种物理过滤技术，是将水通过半透膜过滤来取得纯净水的过程。反渗透技术的半透膜在水处理中起到了关键的作用。反渗透膜具有微孔结构，可过滤 掉水中的杂质、离子和大分子有机物质，以产生高度纯净的水。水进入反渗透膜时， 因为膜是半透的，所以大分子、离子等不能通过，而小分子的水分子可以通过RO膜，使水产生质量更高的纯净水。实际上，RO反渗透技术利用反渗透膜来过滤水中的杂质和离子，以产生高度纯净的水。 RO反渗透技术方案 RO反渗透技术应用非常广泛，可用于纯水生产、海水淡化、工业废水、食品饮 料等行业。在实际应用中，RO反渗透技术的方案设计应根据水质特点、要求水的性质以及产水量等方面进行设计。下面以一家饮料厂工程案例为例，介绍RO反渗透技术 的方案设计过程。 案例背景 一家饮料厂要求水压在1.6 kg/cm²以下，PH值从6.5-8.5，总硬度应小于270 ppm。饮料厂的生产水需求为10m³/h。
RO反渗透技术方案设计 1、原水预处理 因为饮料生产对水的纯净度要求极高，所以在RO反渗透膜前必须进行原水预处理。在预处理过程中，需要通过消毒、澄清、过滤等步骤去除水中的悬浮物、有机物、微生物等有害物质。 2、RO反渗透膜系统设计 饮料厂生产对水的纯净度要求极高，RO反渗透技术是生产饮料所需要的纯净水 的最佳选择。在设计RO反渗透膜系统时，需要根据实际要求考虑膜的类型、数量、 压力、流量等因素。 3、RO反渗透膜模块的选择 在RO反渗透膜系统中，选择合适的RO膜模块是非常重要的，因为不同的膜模 块其性能指标差异较大。在此案例中，我们选择具有高回收率和高流量的RO膜模块，以满足饮料厂的要求。 4、系统中的控制与监控 RO反渗透技术方案设计中，应注意系统控制方面。需要对系统进行常规巡检、 维护和管理，在操作中严格控制RO系统的输入水质观察RO反渗透系统的运行情况，如水质，产水量、耗水量、膜通量、回收率等。 总结 可以看出，RO反渗透技术方案设计是一项复杂而又关键的工作。设计工作的重 点在于确定水源、流量和质量参数、熟悉RO反渗透系统的特征、选择膜元件和设计
反渗透知识 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（NittoD enko ）公司、美国Fluidsystem 公司、日本东丽（Toray ）公司、美国Desel 公司、美国Trisep 公司。 美国、欧洲反渗透装置主要用于各种工业用水及饮用水，中东、西班牙的海水淡化 应用较多，日本则主要用于半导体、电子工业，韩国、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。 反渗透膜技术的特点是：
反渗透技术研究与应用 摘要：反渗透技术是目前应用较为广泛的一类水处理技术。在对反渗透分离原理讨论的基础上,对反渗透技术的现状和研究进行了总结,并以锅炉供水系统为例进行系统的讨论。并提出反渗透系统安全运行影响因素以及反渗透技术新的发展方向。 关键词：反渗透分离应用 反渗透技术在美国、日本的研究应用较早,我国的研究始于1966年,近年来已得到广泛应用。反渗透技术最初只用于海水淡化,后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面,产生了很高的经济效益。 1 反渗透分离原理 用一张半透膜将稀溶液(如纯水)与浓溶液(如盐水)隔开,稀溶液会向浓溶液渗透并保持相应的渗透压,此现象称为渗透。如果在浓溶液处施加大于渗透压的压力,则浓溶液会向稀溶液一侧渗透,此现象称为反渗透。一般反渗透膜微孔尺寸在1OA左右,操作压力为1.0-10.0MPa,切割分子量小于500,能截留盐或小分子量有机物,可使水中离子的含量降低96%-99%。反渗透的去除性能一般有如下规律: (1)高价离子去除率大于低价离子A13+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+ (2)去除有机物的特性受分子构造与膜亲和性影响 分子量:高分子量>低分子量 亲和性:醛类>酸类>胺类 侧链结构:第三级>异位>第二级>第一级 (3)对分子量>300的电解质、非电解质都可有效的除去,其中分子量在100-300之间的去除率为90%以上。 2 膜污染 近年来,反渗透以其操作简单、可靠性高、不产生二次污染等特点而得到了广泛的应用。然而反渗透经长期运行,在膜上浓水侧会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质,造成膜污染,引起系统脱盐率下降,出水量降低,压差增大等问题。因此,当反渗透性能下降到一定程度时,就应对膜进行及时有效地清洗,避免造成严重膜污染而难以恢复系统是否需要清洗可根据产水量、脱盐率、压差变化来判断。 3 反渗透技术应用实践 20世纪末,反渗透水处理的市场份额以每年18%的速度增长,它与许多高科技产品一样,技术含量高,科技附加值高,易操作,使用方法易掌握。反渗透用途几乎涵盖了所有工业部门,广泛应用于电力、化工、石油、饮料、制药、电子、冶金等行业。包括水的脱盐,由苦咸水和海水制取饮用水,辅助处理过程的净化,高纯漂洗水的生产,化学制造业所接触的水,食品和饮料的生产,工业污水的净化等。不同行业所处理的水质情况不同。在反渗透的使用中,必须重视反渗透装置的长期安全经济运行,其经济可行性很大程度上取决于其能达到的最高透过速率和膜寿命。在反渗透运行过程中,当系统设计合理的情况下,并排除设备机械损坏(如O形环的损坏)等因素,由于水质千差万别,若运行控制不当,必然会导致膜的污染,严重的会导致整个反渗透装置的报废,会造成巨大的经济损失。应对不同水质的实际情况设计出合理的反渗透系统,掌握正确的反渗透操作方法和运行技术,以保证反渗透设备的安全经济运行。下面以一套用于锅炉补给水的反渗透系统的应用情况讨论。 1、系统概述 本系统的产水用于锅炉补给水。采用软水系统的出水(软水)作为反渗透水处理系统的水源。系统工艺流程如图1所示。 2 系统设计及应用实践 自然界的天然水的水质千差万别,不同的水源水质及对水处理后的不同用途,需采用不同的水处理工艺,水处理系统。合理的水处理系统是保证设备安全经济运行的前提和基础,根据以上原则首先对水源(软水)水质进行了分析。根据所分析水质特点的结果,采取了上述的水处理工艺。 2.1 加酸系统 虽然在本系统选用的进口阻垢剂阻垢效果非常好,但原水经过石灰软化后,PH值将达到9－10,反渗透装置浓水侧仍存在结垢倾向,所以本系统配置一套加酸系统调节反渗透进水PH值至7.2左右,以降低浓水的LSI
反渗透基础原理及设计第一部分反渗透系统基本介绍 一、反渗透基本原理 1.1 渗透与反渗透 1.1.1 渗透现象 1.1.2 反渗透 1.1.3 渗透压 1.2 反渗透膜的种类及其结构特点 1.2.1 反渗透膜的性能 1.2.2 反渗透膜的分类 1.3 反渗透膜元件的构型及特点 1.3.1 膜元件的构型 1.3.2 涡卷式膜元件 1.3.3 中空纤维型膜元件 二、反渗透系统的设计 2.1 反渗透系统常用术语 2.2 反渗透给水要求及预处理 2.2.1 反渗透给水要求 2.2.2 给水预处理 2.3 反渗透本体系统 2.3.1 反渗透系统组成 2.3.2 反渗透系统的仪表设置 三．反渗透系统的安装及运行 3.1 反渗透膜元件的安装 3.2 反渗透装置的运行 3.2.1 反渗透装置初次启动前的检查 3.2.2 反渗透装置的运行 3.2.3 反渗透运行数据的记录及处理
3.2.4 反渗透装置运行维护注意事项 3.3 反渗透系统的一般故障原因分析四．反渗透膜的化学清洗与停用保护 4.1 反渗透膜的化学清洗 4.1.1 化学清洗的必要性 4.1.2 化学清洗的条件 4.1.3 反渗透膜元件常见的污染物 4.1.4 反渗透系统的清洗步骤 4.2 反渗透系统的停运保护 第二部分某厂反渗透预脱盐系统操作说明一．反渗透系统工艺流程及设备规范 1.1 反渗透预脱盐系统流程 1.2 工艺说明 1.3 仪表设置 1.4 机务设备规范 二．操作步骤 2.1 #1双介质过滤器 2.1.1 投运步骤 2.1.2 反洗步骤 2.2 #1活性炭过滤器 2.2.1 投运步骤 2.2.2 反洗步骤 2.3 #1反渗透装置 2.3.1 反渗透装置的启动