反滲透膜原理

RO是英文Reverse Osmosis membrane的縮寫，中文意思是逆滲透。RO膜是反滲透純水機(jī)主要濾材之一。一般水的流動(dòng)方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之后，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理：由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬分之五（0.0001微米），一般肉眼無法看到，細(xì)菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過，其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出。所有海水淡化的過程，以及太空人廢水回收處理均采用此方法，因此RO膜又稱體外的高科技“人工腎臟”。

反滲透是60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過程。反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”，縮寫為“RO”。

RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動(dòng)力的膜分離過濾技術(shù)，源于美國二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。

RO反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10*-9米），在一定的壓力下，水分子可以通過RO膜，而源水中的無機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來。

一般性的自來水經(jīng)過RO膜過濾后的純水電導(dǎo)率5μs/cm（RO膜過濾后出水電導(dǎo)=進(jìn)水電導(dǎo)×除鹽率，一般進(jìn)口反滲透膜脫鹽率都能達(dá)到99%以上，5年內(nèi)運(yùn)行能保證97%以上。對出水電導(dǎo)要求比較高的，可以采用2級反滲透，再經(jīng)過簡單的處理，水電導(dǎo)能小于1μs/cm）, 符合國家實(shí)驗(yàn)室三級用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以達(dá)到18.2M .cm，超過國家實(shí)驗(yàn)室一級用水標(biāo)準(zhǔn)（GB 6682—92）。

工作原理

要了解反滲透，首先要了解“滲透”的概念。

滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種含有不同鹽類的水，如用一張半滲透性的薄膜分開就會發(fā)現(xiàn)，含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中，而所含的鹽分并不滲透，這樣，逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止，這一過程稱為滲透。然而，要完成這一過程需要很長時(shí)間。但如果在含鹽量高的水側(cè)，試加一個(gè)壓力，其結(jié)果也可以使上述滲透停止，這時(shí)的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大，可以使方向相反方向滲透，而鹽分剩下。因此，反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中（如原水），施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透向相反方向進(jìn)行，把原水中的水分子壓力到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時(shí)，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。反滲透膜原理反滲透膜原理

反滲透時(shí)，溶劑的滲透速率即液流能量N為：N=Kh(Δp－Δπ) （式中Kh為水力滲透系數(shù)，隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側(cè)的靜壓差；Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差）。稀溶液的滲透壓π為：π=iCRT （式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù)；C為溶質(zhì)的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數(shù)；T為絕對溫度。）

反滲透通常使用非對稱膜和復(fù)合膜，所用的設(shè)備主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。反滲透膜能截留水中的各種無機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展。現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，目前其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。