发布时间:2025-01-27 13:50:47
要理解反渗透的工作原理,首先要理解渗透的基本概念。这是一种物理现象,当两种含不同盐分的水通过半渗透膜隔开,含盐量较少的一边水分子会透过膜向含盐量高的那一侧渗透,而盐分则留在原地。自然状态下,这个过程可能需要很长时间,直到两边的盐浓度趋于平衡。然而,通过在高盐水侧施加压力,可以阻止这种渗透,此时的压力称为渗透压力。如果压力增大到一定程度,甚至可以逆转渗透方向,使得水分子从高盐一侧流向低盐一侧,实现除盐效果。
反渗透,即逆渗透,利用压力差作为驱动力,从溶液中分离出溶剂。在膜的一侧施加压力,当压力超过渗透压时,溶剂会逆着自然渗透方向进行反向渗透。这样,膜的低压侧得到的是透过的溶剂,即渗透液,而高压侧则得到浓缩的溶液。以海水处理为例,反渗透膜可以将海水中的盐分分离,低压侧得到淡水,高压侧留下卤水。
在反渗透过程中,溶剂的渗透速率受多种因素影响,如水力渗透系数Kh(随温度升高增大)、膜两侧的静压差Δp和渗透压差Δπ。渗透压π与溶质的离子数i、摩尔浓度C、摩尔气体常数R和绝对温度T有关。反渗透通常采用非对称膜和复合膜,设备包括中空纤维式或卷式膜分离设备。
反渗透膜因其能有效截留无机离子、胶体物质和大分子溶质,被广泛用于净水,可以预浓缩大分子有机物溶液。由于其操作简单、能耗低,反渗透近年来发展迅速,已大规模应用于海水淡化、锅炉用水软化、废水处理等领域,并与离子交换结合生产高纯水。随着技术的进步,反渗透的应用范围不断扩展,如今也开始应用于乳品、果汁浓缩以及生物制剂的分离和浓缩。
扩展资料
RO是英文Reverse Osmosis membrane的缩写,中文意思是逆渗透。一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理:由于RO膜的孔径是头发丝的一百万分之五(0.0001微米),一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过,其它杂质及重金属均由废水管排出。所有海水淡化的过程,以及太空人废水回收处理均采用此方法,因此RO膜又称体外的高科技“人工肾脏”。