反渗透技术原理
发布时间:
2025-02-26
反渗透将水和某种溶液用一种只能透过水而不能透过溶质的半渗膜隔开,水会自动地通过半渗膜进入溶液一侧,这种现象叫渗透,当溶液一侧的液面达到某一高度而产生压力P1,这时渗透就停止,达到平衡,这一平衡后力称为渗透压。

反渗透将水和某种溶液用一种只能透过水而不能透过溶质的半渗膜隔开,水会自动地通过半渗膜进入溶液一侧,这种现象叫渗透,当溶液一侧的液面达到某一高度而产生压力P1,这时渗透就停止,达到平衡,这一平衡后力称为渗透压。(左图)

如在盐水侧加一个大于渗透后的压力P2,当P2>P1时,则盐水中的水分子就会穿过半渗膜到淡水一侧,这一现象叫反渗透。(右图)RO(Reverse 0smosis)反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌病毒等杂质无法透过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。


反渗透技术的特点
一般的过滤器在除去水中的杂质的同时,将这些杂质留在滤水器中,过滤的水都要经过这些杂质,长时间使用就会对水质产生二次污染,同时细菌也会生长在过滤介质中,从而大大增加滤水中的细菌含量;与此不同反渗透将源水分成两部分,即纯水和浓水,纯水由透过的分子组成,浓水由剩余分子和源水中的杂质组成,浓水携带包括细菌,病毒在内的杂质被排出纯水机,从而实现自我清洗不会造成二次污染。
反渗透装置还具有设备构造紧凑,占地面积小,单位产水量高,能量消耗少,去除杂质彻底,使用范围广,使用操作方便等多种优点。

影响反渗透膜性能的因素
进水压力对反渗透膜的影响

进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高。使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。如下图:
进水温度对反渗透膜的影响
反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感,随着水温的增加,水通量也线性的增加,进水水温每升高1℃,产水通量就增加2.5%~3.0%;其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降,这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。如下图:

进水pH值对反渗透膜的影响
进水pH值对产水量几乎没有影响;而对脱盐率有较大影响。由于水中溶解的CO2受pH值影响较大,pH值低时以气态CO2形式存在,容易透过反渗透膜,所以pH低时脱盐率也较低,随pH升高,气态CO2转化为HCO3-和CO23-离子,脱盐率也逐渐上升,在pH7.5~8.5间,脱盐率达到最高。如下图:

进水盐浓度对反渗透膜的影响

渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数,含盐量越高渗透压也增加,进水压力不变的情况下,净压力将减小,产水量降低。透盐率正比于膜正反两侧盐浓度差,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。如下图:
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