滲透壓與反滲透的實(shí)際應(yīng)用

1、滲透壓與反滲透的實(shí)際應(yīng)用小組成員：趙振凱 滲透壓 通過半透膜發(fā)生的表面上單方向擴(kuò)散的現(xiàn)象，成為滲透現(xiàn)象。 由于半透膜兩邊的溶液?jiǎn)挝惑w積內(nèi)水分子數(shù)目不同而引起稀溶液溶劑分子滲透到濃溶液中的傾向。為了阻止發(fā)生滲透所需施加的壓力，叫溶液的滲透壓。(一) 滲透現(xiàn)象和滲透壓非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溫度、濃度的關(guān)系，同理想氣體定律完全符合，即vant hoff (范特霍夫)方程(1886) 溶液的滲透壓kpa；v 溶液的體積，l；n 溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，mol；r：摩爾氣體常數(shù)， 8.314 j mol-1 k-1 ； t： 熱力學(xué)溫度，k； c：溶液的物質(zhì)的量濃度， mol l-1 ； 在一定體積和溫

2、度下，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓和溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。vant hoff (范特霍夫)方程(1886) 令： 則vant hoff (范特霍夫)方程可寫作對(duì)于非電解質(zhì)的高分子稀溶液以 對(duì) 作圖從直線截距求高分子的平均摩爾質(zhì)量如果兩個(gè)溶液的濃度相同，則它們的滲透壓相等，稱之為等滲溶液。如果兩個(gè)溶液的滲透壓不相等，則濃度叫高的溶液成為高滲溶液，濃度較低的溶液稱為低滲溶液。對(duì)于很稀的水溶液，溶液的物質(zhì)的量濃度近似等于其質(zhì)量摩爾濃度，因此范特霍甫公式可改寫成（二）滲透壓的應(yīng)用應(yīng)用舉例例例1-1 1-1 在在276.15k276.15k時(shí)，測(cè)得血紅蛋白水溶液的滲透壓為時(shí)，測(cè)得

3、血紅蛋白水溶液的滲透壓為344.3pa344.3pa，其濃度為其濃度為10.0g10.0gl-1l-1，求血紅蛋白的相對(duì)分子量。，求血紅蛋白的相對(duì)分子量。解：解：根據(jù)公式解：解：根據(jù)公式將數(shù)據(jù)帶入，得將數(shù)據(jù)帶入，得得得1、測(cè)定大分子物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、測(cè)定大分子物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)用舉例例例1-3 251-3 25 c c海水的平均滲透壓約為海水的平均滲透壓約為3.043.04106pa106pa，計(jì)算與海水，計(jì)算與海水等滲的尿素溶液的濃度？等滲的尿素溶液的濃度？解：由題意可知尿素溶液的滲透壓應(yīng)為解：由題意可知尿素溶液的滲透壓應(yīng)為3.043.04106pa106pa根據(jù)公式根據(jù)公式得得將數(shù)據(jù)帶

4、入，得將數(shù)據(jù)帶入，得2、計(jì)算溶液濃度、計(jì)算溶液濃度生物體液的滲透壓是由體液中的電解質(zhì)組分、非電解質(zhì)組分和大分子組分等各種溶質(zhì)粒子決定的。這些具有滲透效應(yīng)的溶質(zhì)粒子（分子、離子）統(tǒng)稱為滲透活性物質(zhì)。滲透濃度是指溶液中滲透活性物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積。用符號(hào)“cos”表示，單位為：mmol/l滲透濃度實(shí)際上反映了溶液的滲透壓的大小。醫(yī)學(xué)上常用滲透濃度表明血漿等體液的滲透壓的大小。（三）滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義 在醫(yī)學(xué)上，稱50gl-1的葡萄糖水溶液或9.0gl-1的nacl水溶液為生理等滲溶液。高滲高滲等滲等滲低滲低滲晶體滲透壓力和膠體滲透壓力晶體滲透壓力和膠體滲透壓力晶體滲透壓晶體滲透壓膠體滲透

5、壓膠體滲透壓概念概念由晶體物質(zhì)由晶體物質(zhì)(電解質(zhì)和小電解質(zhì)和小分子分子)產(chǎn)生的產(chǎn)生的由膠體物質(zhì)由膠體物質(zhì)(高分子物質(zhì)高分子物質(zhì))產(chǎn)生的產(chǎn)生的生理生理功能功能調(diào)節(jié)細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)液之間的水分轉(zhuǎn)移液之間的水分轉(zhuǎn)移 調(diào)節(jié)細(xì)胞間液與血漿之調(diào)節(jié)細(xì)胞間液與血漿之間的水分轉(zhuǎn)移間的水分轉(zhuǎn)移半透膜半透膜細(xì)胞膜細(xì)胞膜毛細(xì)血管壁毛細(xì)血管壁反滲透 把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓，滲透壓的大小決

6、定于濃液的種類，濃度和溫度，與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。(一) 基本原理反滲透(二)反滲透技術(shù)的用途苦咸水、海水的淡化；苦咸水、海水的淡化；去除水中有機(jī)物、細(xì)菌和膠體及溶于水中的其它雜質(zhì)；去除水中有機(jī)物、細(xì)菌和膠體及溶于水中的其它雜質(zhì)；廢水處理回用；廢水處理回用；作為一種濃縮方法，能回收溶解在溶液中有價(jià)值的成份。作為一種濃縮方法，能回收溶解在溶液中有價(jià)值的成份。反滲透電力工業(yè)：鍋爐補(bǔ)給水電力工業(yè)：鍋爐補(bǔ)給水 食品飲料工業(yè)食品飲料工業(yè): : 配方用水配方用水, ,生產(chǎn)用水生產(chǎn)

7、用水; ;飲用水凈化飲用水凈化制藥行業(yè)制藥行業(yè): :工藝用水工藝用水, ,制劑用水制劑用水, ,洗滌用水洗滌用水, ,注射用水注射用水, ,藥物濃藥物濃 縮分離縮分離化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè): :生產(chǎn)用水生產(chǎn)用水, ,廢水處理廢水處理 , ,有價(jià)值物質(zhì)的濃縮分離有價(jià)值物質(zhì)的濃縮分離石油化工石油化工: :油田注入水油田注入水, ,石化廢水深度處理石化廢水深度處理海水淡化海水淡化: :沿海缺水地區(qū)、船舶、海水油田等生產(chǎn)生活用水沿海缺水地區(qū)、船舶、海水油田等生產(chǎn)生活用水反滲透技術(shù)適合應(yīng)用行業(yè)反滲透反滲透技術(shù)在化工行業(yè)的應(yīng)用廢水處理，以達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)廢水處理，以達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)除鹽水為生產(chǎn)系統(tǒng)

8、供應(yīng)除鹽水濃縮分離有價(jià)值物質(zhì)，如回收廢酸或貴金屬等。濃縮分離有價(jià)值物質(zhì)，如回收廢酸或貴金屬等。反滲透反滲透技術(shù)在化工行業(yè)的應(yīng)用廢水處理，以達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)廢水處理，以達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)除鹽水為生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)除鹽水濃縮分離有價(jià)值物質(zhì)，如回收廢酸或貴金屬等。濃縮分離有價(jià)值物質(zhì)，如回收廢酸或貴金屬等。反滲透反滲透技術(shù)在水處理業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀 國外已有日產(chǎn)水量10萬噸級(jí)的反滲透海水淡化裝置，目前正在運(yùn)行的大型卷式膜海水淡化裝置的單機(jī)能力為日產(chǎn)水量6000噸。國內(nèi)已建和在建的反滲透海水淡化裝置日產(chǎn)水量350-1000噸，國外單段反滲透海水淡化的水利用率最高達(dá)45%，國內(nèi)多為35%，另外國內(nèi)漁船上裝載的反滲透海水淡化膜多用直徑為2.5英寸的小型膜元件。目前國內(nèi)批量生產(chǎn)海水淡化裝置的公司不超過10家，在河北