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反渗透膜氢键原理

发布时间:2022-06-03 01:34:44

反渗透膜原理是什么及如何清洗

反渗透膜的原理:

反渗透膜的工作需要借助外力对膜的一侧的溶液施加压力,当这个压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透,在压力的作用下反渗透膜的膜孔只有0.0001微米,一些杂质分子化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过,就会留在浓液溶的一侧,然后排出。

从而在膜的低压侧可以得干净的溶液,也就是渗透液。高压侧得到浓缩的溶液,就是浓缩液。若是用在海水淡化的行业,在膜的低压的一侧可以得到淡水,在高压侧得到的就是卤水,由于反渗透膜使用简单,过滤效果好,所以在水处理行业使用广泛


化学清洗反渗透膜的方法:

1.柠檬酸溶液,在高压或低压下,用1%-2%的柠檬酸水溶液对膜进行连续或循环冲洗,这种方法对Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。

2.柠檬酸铵溶液,柠檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液,也可在柠檬酸铵的溶液中加HCL,调节PH值至2-2.5,例如在190L去离子水中,溶解277g柠檬酸胺,用HCL调节溶液PH值为2.5,用这种溶液在膜系统内循环清洗6小时,效果很好,若将该溶液加温到35-40℃,清洗效果更好,该溶液对无机物的污染清洗效果均很好,但清洗时间较长。

3.加酶洗涤剂,用加酶洗涤剂处理膜,对有机物污染,特别是对蛋白质,油类等有机物污染特别有效,若在50℃-60℃下清洗效果更好,[本文来自净水器官网}一般的在运行10天或半个月后用1%的加酶洗涤剂在低压下对膜进行一次清洗,由于所用加酶洗涤剂浓度较低,所以要求浸渍时间长一些。

4.浓盐水,对肢体污染严惩的膜采用浓盐水清洗是有效的,这是由于高浓度盐水能减弱胶体间的相互作用,促进胶体凝聚形成胶团。

5.水溶性乳化液,用于清洗被油和氧化铁污染的膜十分有效,一般清洗30-60分钟。

6双氧水溶液,例如将0.5L,30%的H2O2用12L去离子水稀释,然后清洗膜表面,这种方法对有机物污染特别有效。

7.次氯酸钠和甲醛溶液,对于细菌的污染,要视不同的膜采取不同的处理措施,对芳香聚酰胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗,同时要经常分析反渗透浓水中保持0.2-0.5mg/l的余氯,以防止细菌繁殖。

8.草酸和EDTA溶液,对于反渗透膜上的金属氧化物沉淀,用草酸和EDTA溶液清洗为好。

㈡ 反渗透系统是什么原理

反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。
反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为:
N=Kh(Δp-Δπ)
式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为:
π=iCRT
式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。
反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。
反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。

基本原理编辑
把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压,渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度,与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。

溶解-扩散模型
Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜,并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为:第一步,溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;第二步,溶质和溶剂之间没有相互作用,他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层;第三步,溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。
在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,一般假设第一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于第二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性,使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于扩散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。

优先吸附—毛细孔流理论
当液体中溶有不同种类物质时,其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质,可使其表面张力减小,但溶入某些无机盐类,反而使其表面张力稍有增加,这是因为溶质的分散是不均匀的,即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同,这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时,若膜的化学性质使膜对溶质负吸附,对水是优先的正吸附,则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下,将通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。

氢键理论
在醋酸纤维素中,由于氢键和范德华力的作用,膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域,而大分子之间完全无序的为非晶相区域,水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方,水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了第一层水分子后,会引起水分子熵值的极大下降,形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里,结合水的占有率很低,在孔的中央存在普通结构的水,不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水,并以有序扩散方式迁移,通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。
在压力作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键,而原来水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键,于是通过一连串的氢键形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能够畅通流出膜外。

㈢ RO反渗透原理

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。
反渗透的原理:
首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的。 反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”. RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级(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、病毒等杂质无法通过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。 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm(RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率,一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上,5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的,可以采用2级反渗透,再经过简单的处理,水电导能小于1μs/cm), 符合国家实验室三级用水标准。
RO膜原理
[1]反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。 反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为: N=Kh(Δp-Δπ) 式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为: π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。 反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。 反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,目前其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

(楚玛尔海水淡化处理设备厂技术科提供)

㈣ 反渗透RO膜作用原理是什么

反渗透膜原理:

反渗透膜的工作需要借助外力对膜的一侧的溶液施加压力,当这个压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透,在压力的作用下反渗透膜的膜孔只有0.0001微米,一些杂质分子化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过,就会留在浓液溶的一侧,然后排出。

从而在膜的低压侧可以得干净的溶液,也就是渗透液。高压侧得到浓缩的溶液,就是浓缩液。若是用在海水淡化的行业,在膜的低压的一侧可以得到淡水,在高压侧得到的就是卤水,由于反渗透膜使用简单,过滤效果好,所以在水处理行业使用广泛


反渗透膜的作用:

以前人们都把工业废水、生活污水等大量排入江河,对水质造成了非常严重的污染,导致现在有一些地方的水根本没方喝了。所以现在国家非常重视这一个问题,现在很多企业,工厂的污水都必须经过一定的处理达标后才能排放。这时候很多人就会利用反渗透膜,反渗透技术需要在高压泵的作用下,使得污水经过反渗透膜时,大于反渗透膜孔径的水中的杂质不能通过这样就使得与水分子分离出来了,这样就可以达到一个去除对生活或者生产有害的微生物、胶体、有机物、溶解盐类的效果,经过反渗透膜技术处理的污水、废水等可以再利用,甚至达到了饮用水的高标准。

㈤ 请教反渗透膜的原理

O-H键长0.82埃,抄H-O-H键角104.5度,袭1埃等于0.1纳米,算算好像水分子的直径好像到不了0.4埃。下面的计算方法好像忽略了水分子之间的间隙算出来的可能是大概值。只是推测,共同探讨。再说纳滤膜的孔径是1纳米,反渗透的孔径是小于1纳米,精度是0.1纳米,也就是说0.1~1之间。
已知水的密度ρ=1.0×10^3kg/mol,阿伏加德罗常数为NA=6.023×10^23/mol水的摩尔质量为18×10^-3kg/mol。 因此可求出一分子水的体积。
18×10^-3kg/mol÷1.0×10^3kg/mol÷(6.023×10^23)≈2.989×10^-29
根据体积公式4/3πR^3,则:4/3πR^3=2.989×10^-29,求出一分子水分子直径约
1.925×10^-9m。

㈥ 水分子是怎样透过反渗透膜的

形成氢键模型
膜的表面很致密,其上有大量的活化点,键合一定数目的结合水,这种水已失去溶剂化能力,盐水中的盐不溶于其中。进料中的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔合,使该活化点上其他结合水解缔下来,该解缔的结合水又与下面的活化点缔合,使该点原有的结合水解缔下来,此过程不断地从膜面向下层进行,就是以这种顺序型扩散,水分子从膜面进入膜内,最后从底层解脱下来成为产品水。而盐是通过高分子链间空穴,以空穴型扩散,从膜面逐渐到产品水中的,但该模型缺乏更多的关于传质的定量描述。
Donnan平衡模型
膜为固定负电荷型,据电中性原理及膜和溶液中离子化学位平衡,一般认为借助于排斥同离子的能力,荷电膜可用于脱盐,一般只有稀溶液,在压力下通过荷电膜时,有较明显的脱盐作用,随着浓度的增加,脱盐率迅速下降。二价同离子的脱除比单价同离子好,单价同离子的脱除比二价反离子的好。该理论以Donnan平衡为基础来说明荷电膜的脱盐,但Donnan平衡是平衡状态,而对于在压力下透过荷电膜的传质,还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。
除上述模型,许多学者还提出不小另外的模型,如脱盐中心模型,表面力-孔流模型,有机溶质脱盐机理等

㈦ 反渗透膜的工作原理

反渗透膜是什么:

反渗透膜是实现反渗透的核心元件,是水处理系统中最重专要的元属件之一,反渗透膜也可以叫ro膜或者逆渗透膜,它利用的是溶液的渗透技术,只不过它与常规的渗透技术是高刚相反了,它是以压力差为推动力,从溶液中分离出杂质的膜分离操作。反渗透膜它的结构可以分为两大类非对称膜和均相膜。

东丽反渗透膜的原理:

反渗透就是在浓溶液侧施加大于溶液渗透压的压力,迫使水分子逆向(与自然渗透方向相反)通过半透膜进入稀溶液的过程,由于在反渗透过程中,浓溶液侧的水分子通过半透膜流向稀溶液,而绝大部分溶质(溶解性固体)却无法透过膜,被截留下来。故浓溶液被进一步浓缩或者说脱水,稀溶液被稀释纯化或者说脱盐。

㈧ 反渗透膜的原理及效果怎么样

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核回心构件。反渗透技答术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜
而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透膜应具有以下特征:(1)在高流速下应具有高效脱盐率;(2)具有较高机械强度和使用寿命;(3)能在较低操作压力下发挥功能;(4)能耐受化学或生化作用的影响;(5)受pH值、温度等因素影响较小;(6)制膜原料来源容易,加工简便,成本低廉。

㈨ 反渗透原理

就是一张膜。那张膜有N多细微的小口,小口的直径几乎只能过去水分子。细菌的分子都大了20倍的,理论上来说你倒进去尿出来就是水,,

㈩ 反渗透膜的原理是什么

  1. RO反渗透膜是一种对透过的物质具有选择性的半透膜,只能透回过溶剂而不能透过溶质答的薄膜称之为理想半透膜,RO反渗透膜基本上算是理想的半透膜。当相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于RO反渗透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象即为渗透。

  2. 当渗透达到平衡时,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。

  3. 反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于反渗透膜选择性截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。RO反渗透膜已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质量的纯净水。

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