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反渗透原理详解
	发起人：jack385　　回复数：1　　浏览数：3474　　最后更新：2009/10/13 21:31:54 by jack385

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jack385 发表于 2009/10/13 21:30:44

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反渗透原理详解

【知识】反渗透原理详解

【凯利知识库】
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REVERSE OSMOSIS，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REVERSE OSMOSIS，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.

jack385 发表于 2009/10/13 21:31:55

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RO:Reverse Osmosis，反渗透

　　反渗透的基本工作原理是：运用特制的高压水泵，将原水加至6—20公斤压力，使原水在压力的作用下渗透过孔径只有0.0001微米的反渗透膜。

化学离子和细菌、真菌、病毒体不能通过，随废水排出，只允许体积小于0.0001微米的水分子和通过。包括：　

预处理系统　　预处理系统的设置，目的在于改善供水条件，使之达到反渗透系统的进水要求，从而保护反渗透主机，并延长膜的使用寿命。在水处理系统中.常常需要针对不同的水质进行预处理设计，最常见的是多介质过滤器（滤除直径大于10um的悬浮颗粒）＋活性碳（去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等）＋阻垢剂加药装置（或软化装置）（大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢）＋精密过滤器（过滤精度为5um，进一步脱除水中残留的颗粒性物质）组成预处理系统。

反渗透系统：

　　主要包括系统泵、反渗透装置（反渗透膜及膜壳、机架、电控箱）、冲洗/清洗装置及中间水箱。
　　余姚奥威特环保电子厂主要从事集团反渗透、矿泉水设备系列研发

http://www.hljhongfeng.com

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，国人邓宇等提出的，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。

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