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反渗透膜的作用和原理
反渗透膜是一种应用广泛的膜分离技术，能够有效去除水中的溶解性固体、细菌、病毒等微小颗粒。
其主要作用是通过压力驱动，将溶液中的溶质逆向推进，使水通过膜，从而实现物质的选择性分离。
反渗透膜的原理是利用半透膜的特性。
该膜拥有一系列微孔与孔道，这些通道
大小相对较小，能够阻挡较大的溶质分子、固体颗粒或微生物等。
同时，半透膜具有高度选择性，使得水分子可以轻易通过膜孔。
在反渗透过程中，将水溶液施加一定的压力，使溶液在膜的一侧形成相对高压，从而驱动水分子逆向通过半透膜的微孔与通道。
溶质、微生物等被膜阻挡在膜的一侧，而纯净的水则通过膜孔，从而实现了水与溶质的分离。
这种物质分离的过程称为“逆渗透”，因为其与自然渗透的方向相反。
逆渗透膜
可以有效去除许多溶质，如重金属离子、无机盐、有机物以及各种微生物等，从而提供高质量、纯净的水。
反渗透膜在水处理、制药、食品加工、海水淡化等领域具有广泛的应用。
其作
用是使得水的品质更加纯净，去除有害物质，并提供安全可靠的饮用水和工业用水。
同时，反渗透膜还能够较好地保留水中的营养物质，使得水的口感更好。
总而言之，反渗透膜通过利用半透膜特性和压力驱动，实现水与溶质的分离。
其作用是去除水中的溶解性固体、微生物等，提供高质量的水资源。
反渗透膜在许多领域都有重要应用，对改善人类生活和各个行业的可持续发展具有积极意义。
1反渗透膜简介反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，它采用醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜等高分子材料制成，表面微孔的直径一般在0.5～10 nm 之间，其透过性大小与膜本身的化学结构有关。
反渗透膜有非对称膜和均相膜两种结构，当前产业领域所使用的膜材料主要有醋酸纤维素和芳香聚酰胺类。
醋酸纤维素膜（CA 膜）为疏松的白色小粒或纤维碎粉状物，无臭、无味、无毒，对光稳定，吸湿性强，是目前研究最多的反渗透膜材料。
缺点：由于其分子链中的-COOR 的存在，使其在较高的温度和酸碱条件下易发生水解，碱式或酸式水解会使乙酰基消失。
因此单纯CA 材料的使用受到一定的限制。
人们采用共混改性和化学改性技术以得到性能更优良的反渗透膜。
芳香族聚酰胺膜（PA 膜）具有物化稳定性，耐强碱、油酯、有机溶剂，机械强度好等优点，因此在膜工业得到了广泛的应用。
缺点：由于PA 膜在pH＝6～10 的环境运行时具有带电性，容易使水中颗粒在膜表面沉积，降低使用寿命，为了完善PA 的制膜性能，通常需对其进行改性。
壳聚糖类膜（Cs 膜）由甲壳素分子脱去乙酰基得到的，其来源广泛，带有强的羟基、氨基，成膜性、生物相容性好，易对其进行化学改性，用于反渗透法制纯水由于自身分子结构的特点可与水分子形成较强的氢键, 并且它对碱土金属离子的脱除能力很强，因此较CA 膜和聚酰胺膜更优越，被认为是一种极有潜力的膜材料，在国际上受到广泛的关注。
Cs反渗透膜具有较高的通量和选择性，对二价金属盐有比较好的脱除效果。
由于Cs 膜能耐强碱，交联后又耐酸，不易繁衍微生物，常作为硬水软化的反渗透膜，但耐酸性能差。
聚苯类反渗透膜如聚苯并咪唑（PBI）、聚苯醚（PPO）等因其材料耐高温、耐酸碱等性能，也受到人们的广泛关注，通过改性可获得性能比较优良的膜材料。
反渗透膜组件可应用于纯水制备和水处理行业中的分离、浓缩、纯化等化工单元操作，组件主要分为中空纤维式、卷式、板框式和管式，其中又以中空纤维和卷式膜组件使用最为广泛。
ro反渗透膜给水管材料
RO反渗透膜给水管材料通常是采用耐腐蚀、耐高酸碱和高温
性能的材料，以确保水质的安全和稳定。
常见的RO反渗透膜给水管材料包括：
1. 聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种常见的管材，具有良好的抗
腐蚀性能，适用于一般的水处理和管道系统。
2. 聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种常用的塑料管材，具有良好的耐酸碱性和耐腐蚀性，适用于一般的水处理和管道系统。
3. 聚丙烯烷腈（CPVC）：聚丙烯烷腈是一种具有良好耐高温
性能的管材，适用于高温环境下的水处理和管道系统。
4. 不锈钢：不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的金属材料，适用于一般的水处理和管道系统。
以上是常见的RO反渗透膜给水管材料，具体选择应根据实际
需求和环境条件来确定。
建议在选择时，考虑到管道的耐用性、安全性和整体成本等因素。
2-1. CSM 系列膜产品的产品名称RE - 80 40 - BN①产品种类- RE ：反渗透膜（Reverse Osmosis Element）- UE ：超滤膜（Ultrafiltration Element）- NE ：纳滤膜（Nanofiltration Element）②膜元件直径- 80 ：8.0 英寸- 40 ：4.0 英寸- 25 ：2.5 英寸- 18 ：1.8英寸③膜元件长度- 40 ：40 英寸- 21 ：21 英寸- 12 ：12 英寸④产品特性1）第一位英文字母- B：苦咸水淡化用膜(Brackish Water Membrane)- T：自来水净化用膜(Tap Water Membrane)- S：海水淡化用膜(Sea Water Membrane)- F：抗污染膜(Fouling Resistant Membrane)2）第二位英文字母- N：一般面积（Normal Area）- E：扩展膜面积（Extended Area,High Flux）- R：高脱盐率膜（High Rejection）- L：低压用膜(Low Pressure,High Flux)2-2. CSM 反渗透膜的特性CSM反渗透膜是世韩公司开发的一种表面活性层为三维交连结构的芳香聚酰胺复合膜（TFC膜）。
我们都知道，反渗透复合膜中的活性层与膜支撑层是采用不同材料，最后采用界面聚合的方法成型的。
CSM反渗透膜的底层为聚酯无纺布支持结构，并且在膜片合成之前首先用压光机将其表面压制成坚实光滑无松散纤维状，厚度约为1 00微米；CSM膜的承托层（中间层）为浇铸在聚酯无纺布上厚度约为40微米左右的聚砜高聚物，二者共同组成了CSM复合膜的坚固支撑层，故此世韩公司提供的CSM反渗透膜在应用时，对来自于外界机械压力和化学降解作用都有相当高的抵抗力。
而最后通过界面聚合而形成的CSM反渗透膜表面活性层为三维交连芳香聚酰胺结构，其厚度约为0.2微米。
谈谈反渗透膜(Reverse osmosis)Welkin | 2009/11/20 | 分类：膜技术 | 标签: desalination membrane nanocomposite reverse osmosis RO SWRO反渗透水处理海水淡化膜膜分离膜材料 | 浏览：200次反渗透英文名为reverse osmosis，缩写为RO，中文又有叫做逆渗透，不过我还是习惯反渗透的叫法。
接触反渗透膜是在2006年初，那时候刚刚入职一家排名靠前的反渗透膜制造生产的美国公司做反渗透膜的研发工作，当时的主要工作是膜材料和膜配方的设计和研究。
对于膜分离过程来讲，膜是心脏，膜材料又是膜的根本，膜材料决定了膜的很多本质性质，成膜过程亦是非常关键，也就是生产制造中膜的生产工艺。
反渗透膜主要分为这么几类：一是海水淡化SWRO膜，二是苦咸水淡化BWRO膜，包括常规压力的RO膜和低压LP或者低能量LERO膜两类，三是家庭用RO膜，超低压比较多。
当然也还会有诸如低污染RO膜，抗氧化RO膜等，这些还是包括在前面三类当中，只不过由于膜材料改性衍生出来的具有某种特定功能和用途的RO膜种类。
国际上生产RO膜供应商主要有陶氏化学DOW FilmTec、日东电工美国海德能Hydraunautics、美国通用电气GE Osmonics、日本东丽Toray、韩国世韩等等，这些公司占有的市场份额较大，膜的质量属FilmTec和Toray的最好，但是Toray 的市场份额并不高。
据报道Toray已经联手蓝星公司在北京建立生产车间，准备大手进攻反渗透膜市场。
另外还有很多小的公司，比如美国这边的SepRO，Pall （本身不小，但RO份额小）等等。
中国现在RO膜的老大是北京沃顿（汇通源泉）公司，另外还有长沙的威灵顿，杭州的北斗星，深圳的惠灵顿（好像是CA类？其他都是聚酰胺类）等等。
反渗透膜生产的入门门槛较高主要是因为生产线投资较大，而且往往国内引进的生产线又是美国这边淘汰的落后生产线，国内引进后若不进行消化并改进，是很难占领市场份额的。
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）。
反渗透工艺流程图反渗透及纳滤设备选用设计基本参数介绍1. 摘要反渗透(RO)和纳滤(NF)系统的实际运行效果达不到用户的预期设计结果时，在很多情况下，常会导致最终用户运行费用的增加、失望和对供应商的不满。
这些未预料到的结果，有部分原因是有一些最终用户对系统运行条件正确管理的必要性不太了解或没有引起足够的重视，以致使系统达不到预期的运行效果。
更多的原因是对RO技术和设备理解的不全面，导致在项目准备和计划阶段不完善的选择。
本文力图为用户阐述RO和NF系统的一些重要设计参数，以便使最终用户在选购设备时根据RO和NF的特点和自身的需要，使RO和NF的运行达到最佳的期望值。
2. 前言RO和NF的应用技术日新月异。
许多反渗透和纳滤膜性能的不断提高和新型反渗透和纳滤膜的诞生令人振奋，用户可针对不同用途作出相应的选择。
更为周全、合理地RO和NF设计系统，使得系统的运行更佳、运行费用更低成为可能。
然而，还会时常出现运行并不能达到用户的要求，引起用户对系统供货商的失望。
只要用户增加一些当今RO和NF系统关键技术细节的基本了解，这种情况是可以避免的，有了较好的理解，才可以作出更合理的购货规划和工程公司的选择，使所需设备、控制以及运行管理培训达到要求。
反渗透简介、工作原理及反渗透设备的特点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别离技术，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，经过产水流道流入基地管，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，然后到达别离净化意图。
反渗透简介反渗透设备是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，再通过泵加压，利用孔径为1/10000μm（相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300）的反渗透膜（RO膜），使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准，产出至清至纯的水，是人体及时补充优质水分的最佳选择.由于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%，所以人们称这种产水机器为反渗透纯净水机。
反渗透是一种现代新型的纯净水处理技术。
通过反渗透元件来提高水质的纯净度，清除水中含有的杂质和盐。
我们日常所饮用的纯净水都是经过反渗透设备处理的，水质清澈。
世界上最早使用反渗透技术的国家是美国，发明了以动力差为动力的膜分离技术。
随着该技术的推广，我国开始使用反渗透技术。
市场上的纯净水设备都是采用的反渗透膜处理技术，并且在我国经过了一定的改良和设计创新。
技术已经非常成熟。
为动力，压迫原水通过反渗透膜，盐的浓度低的会向浓度高的盐方向渗透，能够达到的平衡状态下，就是液体的渗透压。
当含有的盐水一侧的压力对于另一侧的渗透压力时候，就会发生反方向的流动，就产生了反渗透过程。
反渗透纯净水设备都是采用了这种技术，采用了自动供水和断水的智能化控制，这就是纯净水设备。
反渗透工作原理对透过物质具有挑选性的薄膜称为半透膜，通常将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为抱负半透膜。
当把一样体积的稀溶液（例如淡水）和浓溶液（例如盐水）别离置于半透膜的两边时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自觉地向浓溶液一侧活动，这一现象称为浸透。
反渗透膜1、反渗透现象渗透是指一种溶剂（即水）通过一种半透膜进入一种溶液或是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。
但是在浓溶液一边加上适当的压力，即可使渗透停止，此时的压力称为该溶液的渗透压。
若在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂（水）压到半透膜的另一边稀溶液中，这是和自然界正常渗透过程相反的，此时就称为反渗透。
渗透是在所有活细胞中存在的一种自然过程，水可以透过半透膜而悬浮固体、盐类、大分子物质被截留，这些半透膜的孔径大概在0.0005微米左右。
渗透过程－在纯水溶液和盐溶液两种环境之间，水分子有从纯水溶液向盐溶液渗透的倾向。
水流通过半透膜从纯水溶液向盐溶液渗透，该过程的作用力是两种环境的浓度差。
反渗透过程－膜渗透过程中，在盐溶液的方向施加压力可以使渗透过程反向进行。
外加压力的作用下，水透过半透膜与溶液中的离子分离，当渗透过程进行到一定程度时，渗透压与外加压力相等后反渗透过程结束。
在实际应用中，在反渗透压力显著上升前盐溶液需要不断更换。
为有效利用切向流理论，半透膜表面的溶液需要不断更新，因此，商业膜组件设计有一个进水口和两个出水口，进水口作为给水入口，而出水出口分别作为处理后纯水和浓缩液的排出口。
渗透现象早在1748年已由Abbe Nollet首次得到证明，直到20世纪50年代，科学家们才开始利用反渗透或超滤作为溶液中溶质和溶剂的有效分离方法，并使其成为一种实验室技术。
2、反渗透技术反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。
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。
反渗透膜的透过机理关于反渗透膜的透过机理，自20世纪50年代末以来，许多学者先后提出了各种不对称反渗透膜的透过机理和模型，现介绍如下：1 、氢键理论这个理论是由里德（Ried）等人提出的，并用醋酸纤维膜加以解释。
这种理论是基于一些离子和分子能通过膜的氢键的结合而发生联系，从而通过这些联系发生线形排列型的扩散来进行传递。
在压力的作用下，溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上氧原子形成氢键，而原来的水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之转移到下一个活化点，并形成新的氢键，如是通过这一连串氢键的形成与断开，使水分子离开膜表面的致密活化层，由于多孔层含有大量的毛细管水，水分子能畅通流出膜外。
2 、优先吸附-毛细孔流理论索里拉金等人提出了优先吸附－毛细孔流理论。
他们以氯化钠水溶液为例，溶质是氯化钠，溶剂是水，膜的表面能选择性吸水，因此水被优先吸附在膜表面上，而对氯化钠排斥。
在压力作用下，优先吸附的水通过膜，就形成了脱盐的过程。
这种模型同时给出了混合物分离和渗透性的一种临界孔径的概念。
临界孔径显然是选择性吸着界面水层的两倍。
基于这种模型在膜的表面必须有相应大小的毛细孔，根据这种理论，索里拉金等研制出具有高脱盐率、高脱水性的实用反渗透膜，奠定了实用反渗透膜的发展基础。
3 、溶液扩散理论朗斯代尔（Lonsdale）和赖利（Riley）等人提出溶解扩散理论。
该理论假定膜是无缺陷的“完整的膜”，溶剂和溶质透过膜的机理是由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的推动力下，从膜的一侧向另一侧进行扩散，直至透过膜。
溶剂和溶质在膜中的扩散服从（Fick）定律，这种模型认为溶剂和溶质都可能溶于均质或非多孔型膜表面，以化学位差为推动力（常用浓度差或压力差来表示），分子扩散使它们从膜中传递到膜下部。
因此，物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度。
溶质的扩散系数比水分子的扩散系数小得越多，高压下水在膜内的移动速度就越快，因而透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。
目前一般认为，溶解扩散理论较好的说明膜透过现象，当然氢键理论、优先吸附－毛细孔流理论也能够对反渗透膜的透过机理进行解释。
此外还有学者提出扩散－细孔流理论，结合水-空穴有序理论以及自由体积理论等。
也有人根据反渗透现象是一种膜透过现象，因此把它当作非可逆热力学现象来对待。
总之，反渗透膜透过机理还在发展和完善中。
有机物及无机物的去除机理1、有机物去除机理对于有机溶质的脱除机理最初认为纯属筛网效应其脱除率主子量大小和形状有关。
后来经过大量的研究，发现膜与有机溶质的电荷斥力对脱除率的影响有时不容忽视。
近年来的研究证明，膜对有机溶质的脱除主要受两方面的影响：一是膜孔径的机械筛除作用；二是膜与有机物间排斥力的作用，这种排斥作用的大小与膜材料和有机物的物理化学特征参数有很大的关系。
这些物理比学特征参数及其对分离度的影响(不考虑膜孔径的机械筛除作用)介绍如下。
1、极性参数极性效应表征的是有关分子的酸性或碱性。
以下参数中的任何一个均可以给出极性效应以定量的量度。
(1)△Ms(酸性)或△Ms(碱性)△Ms(酸性)是溶质(ROH)在CC14和醚溶液中测得的红外光谱中OH谱带最大值的相对位移，△Ms(碱性)是溶质(CH3OD)在苯中测得的红外光谱中OD谱带最大值的相对位移△Ms(酸性)或△Ms(碱性)的数据分别与质子给予体或质子接受体的分子的相对氢键键合能力相联系。
氢键键合能力愈大，表示一种酸(如醇或酚)给予质子的能力愈大或一种碱(如醛、酮)接受质子的能力愈大。
由于质子给予能力与质子接受能力表现出相反的趋势，因此△Ms(酸性)的增加值等于△Ms(碱性)的减小值。
一般来说，有机溶质的△Ms(酸性)增加，表示有关分子与膜的氢键键合能力增强，这种增强的结果就会减小膜与有机溶质间的排斥力。
因此，随着△Ms(酸性)的增加，有机物的分离度减小。
或者说，随着△Ms(碱性)的增加，有机溶质与膜的氢键键合能力减小，因此膜与有机溶质间的排斥力增大，有机物的分离度增加。
但当△Ms(碱性)值超过随某一化合物的种类而异的值时，随着△Ms(碱性)的增加，溶质分离度的增加甚微。
(2)解离常数Ka或pKa (PK＝－logKa )解离常数是水溶液中具有一定离解度的溶质的的极性参数。
离解常数给予分子的酸性或碱性以定量的量度，pKa减小，对于质子给予体来说，其酸性增加；对于质子接受体来说，其碱性增加。
对于酸性有机物来说，随着pKa的减小，一方面，有机溶质与膜的氢键键合能力增强，相当于溶质与膜间的吸引力增加，因而分离度下降；另一方面，它离解成为离子的倾向增加，相当于增强了该有机物与膜之间的静电斥力，从而分离度升高。
上述两种作用的相伴相克，起主导作用的因素决定着分离度高低的走向。
因此，对于酸性分子来说，酸性的大小和pKa共同影响着溶质分离度。
与酸性有机物有所不同，对于碱性有机溶质来说，随着pKa的减小，有机溶质与膜间的静电斥力增加，去除率升高。
(3)Hammet数或Taft数Hammet数σ是表示芳香族间位或对位取代基的极性常数，Taft数σ*是表示芳香族邻位化合物或脂肪族化合物中取代基的极性常数。
σ和σ*两者定量表示取代基对有机分子的极性效应的影响；σ和σ*具有加和性；取代基的σ和σ*值愈低，它的电子收回能力(或质子给予能力)愈小。
因此对一给定的官能团，σ和σ*值的降低相当于分子的酸性降低或碱性增加。
一般来说，无论是酸还是碱，有机溶质的分离度随着σ和σ*值的减小而增加。
2、位阻参数（Es）Es是表示有机物原子之间或原子与官能团之间相互排斥力的常数，ΣEs为所有官能团的Es之和。
ΣEs 减小，表明有机溶质的位阻障碍增大，因而去除率增加。
ΣEs正常用来表示对醚的分离度的影响。
ΣEs降低，溶质的分离度趋于增加。
3、非极性参数（Small数或修正Small数）Small数S是表示非极性有机分子间凝聚力的常数，又称摩尔吸引常数：修正Small数（ΣS*）是表示非极性有机分子疏水程度相对大小的常数，它是松蒲和Souriragan等利用溶质的溶解度数据对凝聚力进行修正后而得到的，故称修正Small数。
Small数或修正Small数常用来表示对碳氢化合物分离度的影响。
碳氢化合物的的溶解度越高，修正Small数越小。
溶质的Small数或修正Small数增大，意味着疏水或非极性增强。
松蒲等人通过大量的研究发现，对于同一张膜来说，ΣS*值增加，溶质的分离度趋于增加。
2、无机物去除机理关于反渗透膜去除无机物的原理有多种理沦，现将几种主要的介绍如下1、Scatchafd理论该理论认为溶质的分离与膜及溶液的介电常数有关，荷电离子在不同介电常数的介质中具有不同的离子浓度，介电常数越低，该离子浓度也越低。
这里把溶液和膜分别记作为I相和II相，相应的介电常数分别为和II，并以“膜一溶液”两相界面(记作I－)作为计算距离的基准。
离子浓度是距离的函数，因为>1I，所以在液相中，距离I－界面越远，离子浓度越高；在膜中，距离I－II界面越远，离子浓度越低。
Scatchard认为，膜与溶液的介电常数差别越大，或者说膜的介电常数越小溶液的介电常数越大，则离子在膜表面处及膜内的渡度越小。
膜内离子浓度越低，膜对溶质的去除率越高。
因此，为了提高膜的分离性能，应选择介电常数较低的膜材料。
Scatchafd还发现，溶液的浓度越高，膜的去除率越低。
