卷式反滲透膜的工作原理

⑴ 反滲透膜的工作原理圖

當將相同體積的稀溶液和濃溶液分別置於一個容器的兩側，中間由半透膜隔開時，稀溶液中的溶劑會自然穿過半透膜向濃溶液側移動，導致濃溶液側的液面比稀溶液側的液面高，形成一個壓力差，即滲透壓。如果在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力，溶劑會向稀溶液側流動，這一過程稱為反滲透。
關於反滲透過程的傳質機理和模型，主要有三種學說：
1. 溶解-擴散模型：Lonsdale等人提出的這一模型認為，反滲透膜的活性表面層是緻密無孔的，溶質和溶劑都能在膜表面層內溶解並擴散通過膜。溶質和溶劑的溶解度差異以及它們在膜中的擴散性差異影響了通過膜的速度。這一過程分為三個步驟：首先，溶質和溶劑在膜的料液側表面吸附和溶解；其次，它們在膜的活性層中以分子擴散方式移動；最後，它們在膜的透過液側表面解吸。
2. 優先吸附-毛細孔流理論：這種理論指出，當液體中溶解有不同種類的物質時，溶液的表面張力會發生變化。例如，水中溶解有機物質會減小表面張力，而溶解某些無機鹽類可能會略微增加表面張力。當水溶液接觸高分子多孔膜時，如果膜對溶質是負吸附而對水是優先正吸附，那麼在膜與溶液界面上會形成一層純水層。在外壓作用下，這層純水層可以通過膜表面的毛細孔流出，從而獲得純水。
3. 氫鍵理論：在醋酸纖維素中，由於氫鍵和范德華力的作用，膜中存在晶相區域和非晶相區域。晶相區域中的大分子之間通過牢固的氫鍵平行排列，而非晶相區域中的大分子之間則是無序的。水和溶質不能進入晶相區域。在醋酸纖維素分子附近，水與醋酸纖維素羰基上的氧原子形成氫鍵，形成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後，會引起水分子熵值的極大下降，形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里，結合水的佔有率很低，孔的中央存在普通結構的水。不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水，並以有序擴散方式遷移，通過不斷的改變與醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。
在壓力作用下，溶液中的水分子與醋酸纖維素的活化點——羰基上的氧原子形成氫鍵，而原來的水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來並隨之移動到下一個活化點並形成新的氫鍵。這一系列的氫鍵形成與斷開使得水分子離開膜表面的緻密活性層並進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水，水分子能夠順暢地流出膜外。

⑵ 反滲透基礎知識匯編（圖文版）

一、反滲透的基本原理

反滲透（Reverse Osmosis，RO）是一種高效的水處理技術，通過施加高壓使水從給水側透過反滲透膜流向產水側，從而去除水中的大部分雜質，如溶解的鹽分、顆粒、細菌和熱原，將其作為廢水排出。

二、反滲透膜的結構及工作原理

1. 反滲透膜的結構

反滲透系統由膜殼、卷式反滲透膜以及中心管、O型密封圈、反滲透膜、進水/產水分離格網等部件組成。每一卷常見的反滲透膜包含進水格網、反滲透膜層、產水格網等結構，通過多張膜片依次交疊、塗膠密封，並卷繞在中心管上形成完整的系統。

2. 反滲透膜的工作原理

原水通過進水格網進入反滲透膜，在壓力作用下，水分子穿透膜片進行過濾。過濾後的水通過產水格網被引入中心管形成純凈水，而含有雜質的部分濃水則排掉。

三、反滲透膜的主要性能指標

1. 脫鹽率（SR）

脫鹽率是衡量反滲透膜性能的關鍵指標，表示膜對鹽分去除的能力。不同物質的脫鹽率受其結構和分子量影響，對高價離子脫鹽率超過99%，單價離子超過98%，分子量大於100的有機物超過98%，而小分子有機物的脫除率較低。

2. 產水量/膜通量

產水量或膜通量表示單位時間內透過膜的水量，通常以噸/小時為單位。滲透流率和鹽通量是影響產水量和脫鹽率的關鍵因素，滲透流率越高，產水量越大；鹽通量越高，脫鹽率降低。

3. 回收率（R）

回收率是膜系統中進水轉化為產品水的比例，通過調整壓力可調整回收率，但關注系統總回收率更為重要。回收率過高或過低均不利於水處理效率和膜的使用壽命。

四、反滲透膜產水量與脫鹽率的影響因素

1. 壓力

壓力直接影響產水量，提高壓力可增加水通過膜的推動力，從而增加產水量。壓力對脫鹽率的影響相對平緩，因壓力增大時，產水量增加導致水中的鹽分被稀釋，被動提升脫鹽率。

2. 溫度

溫度對反滲透系統有重要影響。提高溫度可降低水的粘度，增加膜的滲透流率，從而提高產水量。溫度升高會導致脫鹽率下降，因為溶質的擴散速度加快。

3. 進水濃度

進水含鹽量越高，膜兩側的壓力差減小，降低產水量，同時增加透過膜的鹽量，導致脫鹽率下降。

4. 進水pH值

進水pH值對脫鹽率有影響，酸性條件下CO2以氣體形式存在，鹼性條件下以離子形式存在。在鹼性環境下，膜對離子的清除率更高，脫鹽率增加；在酸性環境下，CO2直接穿透膜，對脫鹽率有影響。

5. 回收率

提高回收率時，膜壓力增加，產水量增加，但會導致膜表面溶質濃度增加，脫鹽率下降，嚴重時甚至導致膜結垢，影響性能和壽命。

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闄舵皬鍙嶆笚閫忚啘鐨勫伐浣滃師鐞嗗熀浜庤灪鏃嬪嵎寮忕粨鏋勶紝涔熺О涓哄嵎寮忓厓浠躲傝繖縐嶅厓浠剁敱涓緋誨垪澶氬彾鑶滆嬫瀯鎴愶紝姣忎釜鑶滆嬪寘鍚涓ょ墖鑶滅墖錛屼袱鐗囪啘鐗囦箣闂磋捐℃湁浜у搧姘存祦閬撳拰琛ㄩ潰鐨勬箥嫻佺綉鏍肩姸榪涙按嫻侀亾銆傝啘琚嬬殑鍓嶄笁杈歸噰鐢ㄨ兌綺樺墏瀵嗗皝錛岃屽紑鍙ｉ儴鍒嗗垯榪炴帴鍦ㄦ湁瀛旂殑浜ф按鏀墮泦綆′笂銆傝繖縐嶈捐＄殑浼樺娍鏄捐憲錛屽傛按嫻佸垎甯冨潎鍖銆佽愭薄鏌撴у己銆佹洿鎹㈡垚鏈浣庛佺¤礬綆媧佷究浜庣淮鎶わ紝浠ュ強璁捐＄伒媧繪ч珮絳夛紝浣垮叾鎴愪負涓繪祦鐨勮啘鍏冧歡褰㈠紡銆

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⑷ 反滲透膜的原理是什麼

1. RO反滲透膜是一種對透過的物質具有選擇性的半透膜，只能透回過溶劑而不能透過溶質答的薄膜稱之為理想半透膜，RO反滲透膜基本上算是理想的半透膜。當相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置於RO反滲透膜的兩側時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發地向濃溶液一側流動，這一現象即為滲透。

2. 當滲透達到平衡時，濃溶液側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。滲透壓的大小取決於溶液的固有性質，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。若在濃溶液一側施加一個大於滲透壓的壓力時，溶劑的流動方向將與原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側流動，這一過程稱為反滲透。

3. 反滲透是滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅動下，藉助於反滲透膜選擇性截留作用將溶液中的溶質與溶劑分離。RO反滲透膜已廣泛應用於各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應用實例便是在水處理工藝中，用反滲透技術將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質去除，以獲得高質量的純凈水。

⑸ 反滲透膜原理是什麼及如何清洗

反滲透膜的原理：

反滲透膜的工作需要藉助外力對膜的一側的溶液施加壓力，當這個壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透，在壓力的作用下反滲透膜的膜孔只有0.0001微米，一些雜質分子化學離子和細菌、真菌、病毒體等等不能通過，就會留在濃液溶的一側，然後排出。

從而在膜的低壓側可以得干凈的溶液，也就是滲透液。高壓側得到濃縮的溶液，就是濃縮液。若是用在海水淡化的行業，在膜的低壓的一側可以得到淡水，在高壓側得到的就是鹵水，由於反滲透膜使用簡單，過濾效果好，所以在水處理行業使用廣泛

化學清洗反滲透膜的方法：

1.檸檬酸溶液，在高壓或低壓下，用1%-2%的檸檬酸水溶液對膜進行連續或循環沖洗，這種方法對Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。

2.檸檬酸銨溶液，檸檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在檸檬酸銨的溶液中加HCL，調節PH值至2-2.5，例如在190L去離子水中，溶解277g檸檬酸胺，用HCL調節溶液PH值為2.5，用這種溶液在膜系統內循環清洗6小時，效果很好，若將該溶液加溫到35-40℃，清洗效果更好，該溶液對無機物的污染清洗效果均很好，但清洗時間較長。

3.加酶洗滌劑，用加酶洗滌劑處理膜，對有機物污染，特別是對蛋白質，油類等有機物污染特別有效，若在50℃-60℃下清洗效果更好，[本文來自凈水器官網}一般的在運行10天或半個月後用1%的加酶洗滌劑在低壓下對膜進行一次清洗，由於所用加酶洗滌劑濃度較低，所以要求浸漬時間長一些。

4.濃鹽水，對肢體污染嚴懲的膜採用濃鹽水清洗是有效的，這是由於高濃度鹽水能減弱膠體間的相互作用，促進膠體凝聚形成膠團。

5.水溶性乳化液，用於清洗被油和氧化鐵污染的膜十分有效，一般清洗30-60分鍾。

6雙氧水溶液，例如將0.5L，30%的H2O2用12L去離子水稀釋，然後清洗膜表面，這種方法對有機物污染特別有效。

7.次氯酸鈉和甲醛溶液，對於細菌的污染，要視不同的膜採取不同的處理措施，對芳香聚醯胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗，同時要經常分析反滲透濃水中保持0.2-0.5mg/l的余氯，以防止細菌繁殖。

8.草酸和EDTA溶液，對於反滲透膜上的金屬氧化物沉澱，用草酸和EDTA溶液清洗為好。

⑹ 陶氏反滲透膜的工作原理

反滲透膜利用的是反抄滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術。

當把相同體積的稀溶液和濃液分別置於一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態，此種壓力差即為滲透壓。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。