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[原创] 什么叫反渗透？其基本原理是什么？
发布时间：2009/6/28  阅读次数：1229  字体大小: 【小】 【中】【大】
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答：若在浓溶液一侧加上一个比渗透压更高的压力，则与自然渗透的方向相反，就会把浓溶液中的溶剂压向稀溶液侧。由于这一渗透与自然渗透的方向相反，所以称为反渗透。利用此原理净化水的方法，称为反渗透法。在利用反渗透原理净化水时，必须对浓缩水一侧施加较高的压力。

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  • 评论人：[jack385] 时间： [2009/8/4 9:44:11] IP：[61.178.78.6*]
  • 水--生命的第一要素，蕴藏丰富，覆盖了地球表面71的面积，但是，天然状态的水不能直接被用作饮用水或工业用水。例如：在电镀、酿造、食品加工、化工制药、金属加工和电子工业等各种不同类型的工业应用中，都需要高纯度的水，即分离出盐、有机物和细菌成分的水。 现目前纯水的制造方法基本有四种：蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法（简称RO）。 A、蒸馏法是通过加热使水汽化，再冷凝成液体的过程； B、离子交换法为化学置换原理； C、电渗析法是根据物理化学原理制造纯水。 （以上三种制水方法工艺和设备都比较复杂，耗能高。） D、反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其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。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。它的孔径为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）。 （反渗透技术：反渗透原文是REVERSEOSMOSIS，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"。） 　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 　　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施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。 　　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。 （纯水设备） 水--生命的第一要素，蕴藏丰富，覆盖了地球表面71的面积，但是，天然状态的水不能直接被用作饮用水或工业用水。例如：在电镀、酿造、食品加工、化工制药、金属加工和电子工业等各种不同类型的工业应用中，都需要高纯度的水，即分离出盐、有机物和细菌成分的水。 现目前纯水的制造方法基本有四种：蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法（简称RO）。 A、蒸馏法是通过加热使水汽化，再冷凝成液体的过程； B、离子交换法为化学置换原理； C、电渗析法是根据物理化学原理制造纯水。 （以上三种制水方法工艺和设备都比较复杂，耗能高。） D、反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其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。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。它的孔径为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）。 （反渗透技术：反渗透原文是REVERSEOSMOSIS，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"。） 　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 　　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施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。 　　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。 （二）反渗透纯水设备主机 　典型应用一：分质供水系统 典型应用二：两级反渗透水处理系统 目前我公司的反渗透膜是美国进口。其形式为卷式元件，它是根据反渗透原理将半透膜、导流层、隔网按一定排列粘合卷制在有排孔的中心管上，原水从元件一端进入隔网层，在经过隔网层时，在压力作用下，一部分水通过半透膜，渗透到导流管内，能通过导流管内，通过导流层水道，流到中心管，经排孔从中心管流出，剩余部分则从隔网层的另一端排出。 　　根据产水量大小，水利用率及进、出水质的不同组成可设计成一只高压外壳和一只膜元件组，也可以设计成由一只高压外壳和多只膜元件组成。 　　根据用户不同要求、各地不同的水质标准及所分离的水溶液和溶质不同，反渗透装置可设计多级串并联多级组件，并联及串联结合等形式。 反渗透装置有一级一段式\一级多段式\多级式，膜全部采用国外进口。它可以将水中杂质、各种离子、分子、有机物、胶体、细菌、病毒、热源以接近95-99的去除率。反渗透膜的脱盐率大于96。 　反渗透处理工艺流程图，按处理的先后顺序可分为三部分：预处理、膜分离及后处理。预处理将原水的水质、水量等加以调整，以满足膜分离处理的要求,从而保证最终的处理效果。一般聚芳香酰胺复合膜组件要求的进水的基本参数为：污染指数（FI）＜3-5游离余氯＜0.1mg/L进水温度：1-45℃PH值范围：4-10后处理主要针对反渗透处理水的某些指标还不能满足最终的要求而采取的处理措施，一般采用脱气、紫外线照射、超滤等单独或组合工艺。 标准配置：预处理为原水泵和玻璃钢桶（即砂﹑碳﹑软化）。砂滤碳滤为手动阀,软化器为富莱自动控制阀.反渗透膜为美国流体生产线Vontron；反渗透膜壳为不锈钢壳原水泵和高压泵为南方特种不锈钢泵；机架是碳钢喷塑;连接管阀Upvc.
  • 评论人：[jack385] 时间： [2009/8/4 9:41:35] IP：[61.178.78.6*]
  • 反渗透法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囔嗉位置有一层薄膜，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。 　　对透过的物质具有选择性的薄膜成为半透膜。一般将只能透过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）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，这一过程称为反渗透。 　　在水处理方面使用反渗透技术在全世界的公认度： 　　1、Harvard美国哈佛大学医学院检验合格。 　　2、美国国家卫生试验所检验标准。 　　National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal 　　3、美国LOMA LINDA大学医学院检验合格。 　　4、美国加州ORANGE COUNTY自来水管理局奖赏。 　　5、Dr.T.C.McDANIEL美国医学学会推荐。 　　6、Wcts检验合格。 　　7、CCEL检验超标准。 　　8、NASA美国太空总署采用航天飞机装备。 　　9、Coca cola（可口可乐）公司采用。 　　10、美国海军采用使海水变淡水。 　　中国建设部指出：反渗透技术在未来20年内将是最有效、最关键的水处理方式。这就是说纯水机的诞生无疑是饮用水市场发展的必然规律。 [编辑本段]反渗透机理 　　有几个经典模型 　　1.优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，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：上工世纪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。“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； 　　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。 　　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
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