反滲透膜工作原理

1、反滲透膜工作原理: 膜的發(fā)展史19世紀30年代硝酸纖維素微濾膜商品化。 1953年美國佛羅里達大學(xué)的Reid等人最早提出反滲透海水淡化。 1960年美國加利福尼亞大學(xué)發(fā)明了第一代高性能的非對稱性醋酸纖維素膜，反滲透(RO)首次用于海波及苦咸水淡化。 1961年美國Hevens公司首選提出管式膜組件的制造方法。 1965年美國加利福尼亞大學(xué)制造出用于苦咸水淡化的管式反滲透裝置。 1970年開發(fā)成功高效芳香聚酰胺中空纖維反滲透膜，使RO膜性能進一步提高。 20世紀80年代后進入工業(yè)應(yīng)用的膜用滲透汽化進行醇類等恒沸物脫水。 20世紀90年代出現(xiàn)低壓反滲透復(fù)合，為第三代RO膜，膜性能大幅度提高，為RO

2、技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊的前景。反滲透膜的發(fā)展史1748年 Nollet發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象。 1920年 建立了稀溶液的完整理論。 1953年 發(fā)現(xiàn)醋酸纖維素類具有良好的半透性。 1960年 人類首次制成醋酸纖維素反滲透膜。 1970年 杜邦公司發(fā)明了芳香族聚酰胺中空纖維反滲透器。1980年 全芳香族聚酰胺復(fù)合膜及其卷式元件問世。 1990年 中壓、低壓、及超低壓高脫鹽聚酰胺復(fù)合膜進入市場，從而為反滲透技術(shù)的發(fā)展開辟了廣闊前景。 1998年 低污染膜研發(fā)成功，進一步擴大了反滲透的應(yīng)用范圍。反滲透膜工作原理 對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把

3、相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達到平衡時，濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時，溶劑的流動方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動，這一過程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅(qū)動下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種液體的

4、提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實例便是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純凈水。反滲透技術(shù)基礎(chǔ)什么是反滲透膜滲透膜早已存在于自然界中，但直到1748年，Nollet發(fā)現(xiàn)水能自然的擴散到裝有酒精溶液的鍺膀胱內(nèi)，人類才發(fā)現(xiàn)了滲透現(xiàn)象。自然的滲透過程中，溶劑通過滲透膜從低濃度向高濃度部分擴散；而反滲透指在外界壓力作用下，濃溶液中的溶劑透過膜向稀溶液中擴散，具有這種功能的半透膜稱為反滲透膜，也稱RO(Reverse Osmoses)膜。從反滲透過程的傳質(zhì)機理及模型來說，主要有三種學(xué)說是：一、現(xiàn)象學(xué)模型二、溶解-擴散模型三、優(yōu)先吸附-毛細孔流

5、模型這些理論都不能獨自完美的解釋反滲透現(xiàn)象的原理。雖然人們還沒有揭示反滲透現(xiàn)象本質(zhì)，但是卻不妨礙人們?nèi)ダ梅礉B透現(xiàn)象，研制出性能優(yōu)良的反滲透膜，為人類造福。反滲透膜的一個特點就是，無法制造出完美的膜，即脫鹽率100%的膜，盡管它對無機鹽和分子量大于100的有機物的脫除率可以達到98%以上。目前可以制造出反滲透膜脫鹽率最高可達到99.9%.反滲透技術(shù)基礎(chǔ)衡量反滲透膜性能的主要指標(biāo)1、脫鹽率和透鹽率脫鹽率通過反滲透膜從系統(tǒng)進水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。透鹽率進水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。脫鹽率=（1產(chǎn)水含鹽量/進水含鹽量）×100%透鹽率=100%脫鹽率膜元件的脫鹽率在其制造成形時

6、就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對高價離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以超過99%，對單價離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也超過了98%；對分子量大于100的有機物脫除率也可過到98%，但對分子量小于100的有機物脫除率較低。2、產(chǎn)水量（水通量）產(chǎn)水量（水通量）指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能，即單位時間內(nèi)透過膜水量，通常用噸/小時或加侖/天來表示。滲透流率滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天（GFD）表示。過高的滲透

7、流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快，加劇膜污染。3、回收率回收率指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定，是基于預(yù)設(shè)的進水水質(zhì)而定的?；厥章?（產(chǎn)水流量/進水流量）×100%反滲透技術(shù)基礎(chǔ)影響反滲透膜性能的因素1、進水壓力對反滲透膜的影響進水壓力本身并不會影響鹽透過量，但是進水壓力升高使得驅(qū)動反滲透的凈壓力升高，使得產(chǎn)水量加大，同時鹽透過量幾乎不變，增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分，降低了透鹽率，提高脫鹽率。當(dāng)進水壓力超過一定值時，由于過高的回收率，加大了濃差極化，又會導(dǎo)致鹽透過量增加，抵消了增加的產(chǎn)水量，使得脫鹽率不再增加。2、進水溫度對反滲透膜的影響反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對進水水溫的變化十分敏感，隨著水溫的增加水對通量也線性的增加，進水水溫每升高1，產(chǎn)水量就增加2.5%-3.0%；（以25為標(biāo)準(zhǔn)）3、進水PH值對反滲透膜的影響進