卷式反渗透膜的工作原理

⑴ 反渗透膜的工作原理图

当将相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于一个容器的两侧，中间由半透膜隔开时，稀溶液中的溶剂会自然穿过半透膜向浓溶液侧移动，导致浓溶液侧的液面比稀溶液侧的液面高，形成一个压力差，即渗透压。如果在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力，溶剂会向稀溶液侧流动，这一过程称为反渗透。
关于反渗透过程的传质机理和模型，主要有三种学说：
1. 溶解-扩散模型：Lonsdale等人提出的这一模型认为，反渗透膜的活性表面层是致密无孔的，溶质和溶剂都能在膜表面层内溶解并扩散通过膜。溶质和溶剂的溶解度差异以及它们在膜中的扩散性差异影响了通过膜的速度。这一过程分为三个步骤：首先，溶质和溶剂在膜的料液侧表面吸附和溶解；其次，它们在膜的活性层中以分子扩散方式移动；最后，它们在膜的透过液侧表面解吸。
2. 优先吸附-毛细孔流理论：这种理论指出，当液体中溶解有不同种类的物质时，溶液的表面张力会发生变化。例如，水中溶解有机物质会减小表面张力，而溶解某些无机盐类可能会略微增加表面张力。当水溶液接触高分子多孔膜时，如果膜对溶质是负吸附而对水是优先正吸附，那么在膜与溶液界面上会形成一层纯水层。在外压作用下，这层纯水层可以通过膜表面的毛细孔流出，从而获得纯水。
3. 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。晶相区域中的大分子之间通过牢固的氢键平行排列，而非晶相区域中的大分子之间则是无序的。水和溶质不能进入晶相区域。在醋酸纤维素分子附近，水与醋酸纤维素羰基上的氧原子形成氢键，形成所谓的结合水。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，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，通过不断的改变与醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。
在压力作用下，溶液中的水分子与醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键，而原来的水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之移动到下一个活化点并形成新的氢键。这一系列的氢键形成与断开使得水分子离开膜表面的致密活性层并进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水，水分子能够顺畅地流出膜外。

⑵ 反渗透基础知识汇编（图文版）

一、反渗透的基本原理

反渗透（Reverse Osmosis，RO）是一种高效的水处理技术，通过施加高压使水从给水侧透过反渗透膜流向产水侧，从而去除水中的大部分杂质，如溶解的盐分、颗粒、细菌和热原，将其作为废水排出。

二、反渗透膜的结构及工作原理

1. 反渗透膜的结构

反渗透系统由膜壳、卷式反渗透膜以及中心管、O型密封圈、反渗透膜、进水/产水分离格网等部件组成。每一卷常见的反渗透膜包含进水格网、反渗透膜层、产水格网等结构，通过多张膜片依次交叠、涂胶密封，并卷绕在中心管上形成完整的系统。

2. 反渗透膜的工作原理

原水通过进水格网进入反渗透膜，在压力作用下，水分子穿透膜片进行过滤。过滤后的水通过产水格网被引入中心管形成纯净水，而含有杂质的部分浓水则排掉。

三、反渗透膜的主要性能指标

1. 脱盐率（SR）

脱盐率是衡量反渗透膜性能的关键指标，表示膜对盐分去除的能力。不同物质的脱盐率受其结构和分子量影响，对高价离子脱盐率超过99%，单价离子超过98%，分子量大于100的有机物超过98%，而小分子有机物的脱除率较低。

2. 产水量/膜通量

产水量或膜通量表示单位时间内透过膜的水量，通常以吨/小时为单位。渗透流率和盐通量是影响产水量和脱盐率的关键因素，渗透流率越高，产水量越大；盐通量越高，脱盐率降低。

3. 回收率（R）

回收率是膜系统中进水转化为产品水的比例，通过调整压力可调整回收率，但关注系统总回收率更为重要。回收率过高或过低均不利于水处理效率和膜的使用寿命。

四、反渗透膜产水量与脱盐率的影响因素

1. 压力

压力直接影响产水量，提高压力可增加水通过膜的推动力，从而增加产水量。压力对脱盐率的影响相对平缓，因压力增大时，产水量增加导致水中的盐分被稀释，被动提升脱盐率。

2. 温度

温度对反渗透系统有重要影响。提高温度可降低水的粘度，增加膜的渗透流率，从而提高产水量。温度升高会导致脱盐率下降，因为溶质的扩散速度加快。

3. 进水浓度

进水含盐量越高，膜两侧的压力差减小，降低产水量，同时增加透过膜的盐量，导致脱盐率下降。

4. 进水pH值

进水pH值对脱盐率有影响，酸性条件下CO2以气体形式存在，碱性条件下以离子形式存在。在碱性环境下，膜对离子的清除率更高，脱盐率增加；在酸性环境下，CO2直接穿透膜，对脱盐率有影响。

5. 回收率

提高回收率时，膜压力增加，产水量增加，但会导致膜表面溶质浓度增加，脱盐率下降，严重时甚至导致膜结垢，影响性能和寿命。

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⑷ 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。

⑸ 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。

⑹ 陶氏反渗透膜的工作原理

反渗透膜利用的是反抄渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术。

当把相同体积的稀溶液和浓液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。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。