RO膜的工作原理是什么？

RO是英文Reverse Osmosis的縮寫，中文意思是反滲透。一般水的流動(dòng)方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之后，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理：由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬(wàn)分之一（0.0001微米），一般肉眼無(wú)法看到，細(xì)菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分礦物離子能夠通過(guò)(通過(guò)的離子無(wú)益損取向)，其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出。所有海水淡化的過(guò)程，以及太空人廢水回收處理均采用此方法，因此RO膜又稱體外的高科技“人工腎臟”。國(guó)內(nèi)外，醫(yī)學(xué)軍用民用領(lǐng)域，都采取頂級(jí)RO膜進(jìn)行高分子過(guò)濾。

反滲透是60年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過(guò)程。反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”，縮寫為“RO”。

RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用滲透壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。

RO反滲透膜孔徑小至納米級(jí)（1納米=10*-9米），在一定的壓力下，水分子可以通過(guò)RO膜，而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過(guò)RO膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。

工作原理

了解反滲透，要了解“滲透”的概念。

滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種含有不同鹽類的水，如用一張半滲透性的薄膜分開(kāi)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，含鹽量少的一邊的水分會(huì)透過(guò)膜滲到含鹽量高的水中，而所含的鹽分并不滲透，這樣，逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止，這一過(guò)程稱為滲透。然而，要完成這一過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間。但如果在含鹽量高的水側(cè)，施加一個(gè)壓力，其結(jié)果也可以使上述滲透停止，這時(shí)的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大，可以使方向向反方向滲透，而鹽分剩下。因此，反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中（如原水），施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透向相反方向進(jìn)行，把原水中的水分子壓力到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。

反滲透時(shí)，溶劑的滲透速率即液流能量N為：N=Kh(Δp－Δπ)（式中Kh為水力滲透系數(shù)，隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側(cè)的靜壓差；Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差）。稀溶液的滲透壓π為：π=iCRT（式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù)；C為溶質(zhì)的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數(shù)；T為絕對(duì)溫度。）

反滲透通常使用非對(duì)稱膜和復(fù)合膜，所用的設(shè)備主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。反滲透膜能截留水中的各種無(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，近20年來(lái)得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，已開(kāi)始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

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