反滲透法是一項新型隔膜分離技術(shù)。反滲透是利用反滲透膜半滲透性質(zhì)，水和某些溶劑可透過(guò)這種膜，而其他溶質(zhì)以及任何顆粒均不能通過(guò)，從而把溶液中的溶劑（一般常指水）分離出來(lái)。電滲析雖然和反滲透均屬于膜分離范疇，但電滲析是通過(guò)離子交換膜將溶液中的離子有選擇性的透過(guò)，而不讓水透過(guò)。因此反滲透分離的對象主要是溶液中的離子范圍，標志著(zhù)經(jīng)典的過(guò)濾方法向著(zhù)精細的分離方向發(fā)展。它與其他一些過(guò)濾過(guò)程的分離在顆粒大小方面的范圍。

　　（1）反滲透原理

　　 ①滲透與反滲透

　　 如果將純水和鹽水（或兩種不同濃度的溶液）用一種只能透過(guò)水而不能透過(guò)溶質(zhì)的半滲透膜隔開(kāi)，純水就會(huì )自然地透過(guò)半透膜滲透到鹽水（或從低濃度溶液滲透至高濃度溶液）一側，這種現象叫做滲透。當滲透進(jìn)行到鹽水一側的液面達到某一高度而產(chǎn)生一個(gè)滲透壓頭，從而抵制了純水進(jìn)一步向鹽水一側滲透，滲透的自然趨勢被壓頭所抵消而達到平衡，這一平衡壓力稱(chēng)為參透壓，這時(shí)達到一種滲透平衡狀態(tài)。

　　如果在鹽水一側加上一個(gè)大于滲透壓力P，則鹽水中的水分就從鹽水一側透過(guò)半透膜滲透至純水的一側，鹽水中的鹽分即被截留（濃度變大即濃縮），這種現象就稱(chēng)為反滲透。

　　反滲透法使用的半透膜的特點(diǎn)是透水量大，脫鹽率高，它使水通過(guò)，同時(shí)截留90%～99%的溶解無(wú)機物質(zhì)，95%～99%的有機物組分和100%的最微細的膠體物質(zhì)（如細菌、病毒、膠體SiO2等）。膜的除鹽效率可達90%～99%，即它們的鹽分透過(guò)率為1%～10%之間。

　　②反滲透的脫鹽機理

　　反滲透的脫鹽機理目前尚有不同看法，現簡(jiǎn)述兩種較為流行的機理。

　　a. 氫鍵理論。半透膜材料之一，乙酸纖維素是一種具有高度有序矩陳結構的聚合物，它具有水或醇等溶劑形成氫鍵的能力。鹽水中的水分子能與乙酸纖維素上的羰基形成氫鍵。在反滲透壓力推動(dòng)的作用下，以氫鍵結合進(jìn)入乙酸纖維素膜的水分子能夠由 個(gè)氫鍵位置斷裂而轉移到另一個(gè)位置形成另一個(gè)氫鍵。這些水分子通過(guò)一連串的形成氫鍵和斷裂氫鍵而不斷移位，直至離開(kāi)膜的表皮層而進(jìn)入多孔性支撐層后，立即流出淡水。

　　b. 選擇吸附-毛細管流動(dòng)機理。當鹽水溶液與多孔的反滲透膜表面接觸時(shí)，如果膜具有選擇吸附純水而排斥溶質(zhì)的化學(xué)特性，則在膜和溶液界面上選擇吸附一層水分子，在反滲透壓力推動(dòng)的作用下，通過(guò)膜的毛細作用流出純水，并連續地形成和流出這個(gè)界面純水層。

　　至于對有機物的脫除，則純屬篩分機理。因此，這與有機物的相對分子質(zhì)量大小和形狀有關(guān)。由于有機物的分子不能被膜的表面所排礴，又由于有機物傾向于降低溶液和膜之間的界面張力，一些小分子有機物（相對分子質(zhì)量小于100）最容易聚集在膜的表面上，因而很容易通過(guò)膜的孔隙。根據分子的形狀和相對分子質(zhì)量在100～200之間的有機物，能脫除一部分，相對分子質(zhì)量在200以上的有機物，基本上能全部脫除。

　　（2）反滲透膜

　　反滲透膜是進(jìn)行反滲透分離過(guò)程的主要關(guān)鍵之一。一般來(lái)說(shuō)，對反滲透膜要求具備下列多種性能：①單位膜面積的透水量大、脫鹽率高；②機械強度好，多孔支撐層的壓實(shí)作用小；③化學(xué)穩定性好，耐酸、耐堿和耐微生物的侵襲；④結構均勻，使用壽命長(cháng)；⑤制膜容易，原料充足。

　　但是，要制備具有上述各項多性能的膜是比較困難的。目前最廣泛使用的膜是乙酸纖維素膜，簡(jiǎn)稱(chēng)CA膜，該膜透水量大、脫鹽率高、價(jià)格便宜，比較成熟。這種乙酸纖維素半透膜物表皮層的厚度約0.25μm，膜總厚度約100μm。極薄表皮層中布滿(mǎn)微孔，孔徑約幾個(gè)納米，而多孔支撐層中的孔徑很大，約有幾百納米。在反滲透操作過(guò)程中，鹽水必須面向表皮層，該層由多孔的支撐層予以支撐。這種非對稱(chēng)性的乙酸纖維素膜具有透水量大，脫鹽率高的優(yōu)點(diǎn)。

　　其次為芳香聚酰胺膜，它具有良好的透水性能，較高的脫鹽率，優(yōu)越的機械強度，化學(xué)性質(zhì)穩定，耐壓實(shí)等特點(diǎn)，能在pH值為4～10范圍內使用（長(cháng)期使用范圍為pH5～9）。乙酸纖維素膜主要制成平板式、管式、螺旋卷式和槽條式。而芳香聚酰胺膜則主要制成中空纖維式，它的膜面積特別大，由它制成的反滲透器具有何種小、產(chǎn)水量大的優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快。

　　除上述兩種膜以外，還有耐熱的聚苯并咪唑膜，透水量大的動(dòng)力形成膜，無(wú)機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜，耐堿的磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜等。

　　3）使用反滲透膜時(shí)應注意幾個(gè)問(wèn)題

　　 ①pH值使用范圍  

　　不同材料制成的膜對pH值使用范圍也不同。CA膜的長(cháng)期使用范圍為pH=3～7，防止某些溶解固體在膜表面結垢而堵塞膜孔，并防止膜的水解。芳香聚酰胺膜一般適用pH=4～10，但長(cháng)期適用范圍pH=5～9。

　　②操作壓力

　　在反滲透過(guò)程中，透水量隨操作壓力的提高而增加。但提高壓力又會(huì )使膜受到壓實(shí)的影響從而導致透水量的下降，這對CA膜最為顯著(zhù)。因此，應根據各種膜的性能來(lái)考慮反滲透操作壓力。操作壓力的選擇還依賴(lài)于原水的濃度、膜的透水性能和水的回收率。

　　③溫度

　　膜的透水量隨原水溫度的提高而增加。有些膜當水溫提高1℃時(shí)，透水量能增加約2.7%。但溫度過(guò)高，會(huì )加快膜的水解速度。一般有機膜由于溫度升高而變軟，而使膜的壓實(shí)增加。原水溫度一般控制在20～30℃。

　　④濃差有化

　　在反滲透過(guò)程中，由于水不斷地透過(guò)膜，使膜表面的溶液濃度越來(lái)越大，由于這一濃差極化現象引起膜表面溶液的滲透壓大大增加，因而導致水透過(guò)膜的阻力增加，使膜的透水量和脫鹽率下降。為了避免這種現象，必須提高原水柱入的流速，使原水流動(dòng)保持紊流狀態(tài)，防止膜表面濃度增加。

　　⑤膜的清洗

　　使用長(cháng)期的反滲透膜，其表面易被一層沉淀物覆蓋而結垢，堵塞膜孔，透水量下降。因此必須定期清洗膜面。通常采用稀鹽酸（pH值為2～3，主要對CA膜）沖洗，或用各種絡(luò )合劑如檸檬酸、過(guò)硼酸鈉、亞硫酸氫鈉、六偏磷酸鈉等防止鐵、錳、碳酸鹽結垢。在具體操作中，必須根據膜的材料和結垢的性質(zhì)選擇去垢劑。當然，如在進(jìn)行反滲透過(guò)程之前對原水進(jìn)行必要的預處理，如采用砂過(guò)濾器、加藥凝聚、調節酸度、經(jīng)過(guò)各種孔徑的細砂過(guò)濾器、加藥凝聚、調節酸度、經(jīng)過(guò)各種孔徑的細過(guò)濾和精密過(guò)濾等方法，以減少膜表面結垢的防止膜的水解。

　　（4）反滲透器   

　　最簡(jiǎn)單實(shí)用的反滲透組件裝置就是將一個(gè)高壓水泵與一個(gè)反滲透組件直接串聯(lián)起來(lái)，在壓力作用下，純水通過(guò)反滲透膜，面濃縮的廢液通過(guò)一只流量控制閥連續排出。為了取得滿(mǎn)意的純水流量，施加壓力超過(guò)廢液的滲透壓。在實(shí)踐中采用壓力在25～80Pa之間。

　　（5）反滲透法在純水處理方面的應用  

　　  反滲透法可用于海水淡化、硬水軟化、工業(yè)廢水處理以高純水制備等方面。反滲透比蒸餾法、電滲析等方法耗能少、體積小、設備簡(jiǎn)單、單位何種產(chǎn)水量高，還具有不需加熱、相態(tài)不變和適于大小規模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，一般采用反滲透和離子交換相結合的聯(lián)合裝置以制取高純水。

　　由于反滲透應用廣泛，優(yōu)點(diǎn)多，而且近年來(lái)隨著(zhù)反滲透質(zhì)量的不斷提高，反滲透設備的不斷改進(jìn)，應用范圍繼續擴大，反滲透純化水已經(jīng)發(fā)展成為一種符合實(shí)際、效率高又經(jīng)濟的主處理系統。

　　選擇反滲透裝置的工藝條件，以降低反滲透系統的動(dòng)力消耗，達到最大的經(jīng)濟效益，應先測出各項有關(guān)參數，根據具體情況應注意以下各個(gè)環(huán)節。

　　①   測定原水中的含鹽量、酸堿度、溫度、懸浮物、細菌以及其他顆粒等。

　　②   選用合適的原水預處理方法，如凝聚、粗濾、細濾、調節pH值等。

　　③   選擇膜材和了解膜的性能，如透水量、脫鹽率、pH使用范圍、機械強度和耐熱等。

　　④   根據產(chǎn)水量要求計算出所需的膜面積。

　　⑤   考慮反滲透器類(lèi)型的特性、反滲透裝置的工藝流程、水質(zhì)的要求、操作壓力、淡水回收率等。⑥   考慮鈣鹽等難溶鹽沉積膜面、堵塞膜孔以及濃差極化等問(wèn)題。

　　更多實(shí)驗室整體規劃設計裝修請聯(lián)系科瓦特實(shí)驗室。0760-23626818.

　　QQ：1582339372

　　免費設計方案與報價(jià)：18022106989熊小姐