武汉反渗透法原理介绍

①渗透与反渗透

如果将纯水和盐水（或两种不同、浓度的溶液）用一种只能透过水而不能透过溶质的半渗透膜隔开，纯水就会自然地透过半透膜渗透到盐水（或从低、浓度溶液渗透至高浓度溶液）一侧，这种现象叫做渗透。当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生一个渗透压头，从而抵制了纯水进一步向盐水一侧渗透，渗透的自然趋势被压头所抵消而达到平衡，这一平衡压力称为参透压，这时达到一种渗透平衡状态。

如果在盐水一侧加上一个大于渗透压力P，则盐水中的水分就从盐水一侧透过半透膜渗透至纯水的一侧，盐水中的盐分即被截留（浓度变大即浓缩），这种现象就称为反渗透。

反渗透法使用的半透膜的特点是透水量大，脱盐率高，它使水通过，同时截留90%-99%的溶解无机物质，95%-99%的有机物组分和100%的最徽细的胶体物质（如细菌、病毒、胶体Si02等）。膜的除盐效率可达90%-99%，即它们的盐分透过率为1%-10%之间。

②反渗透的脱盐机理

a．氢键理论。

半透膜材料之一，乙酸纤维素是一种具有高度有序矩阵结构的聚合物，它具有水或醇等溶剂形成氢键的能力。盐水中的水分子能与乙酸纤维素上的羰基形成氢键。在反渗透压力推动的作用下，以氢键结合进入乙酸纤维素膜的水分子能够由第一个氢键位置断裂而转移到另一个位置形成另一个氢键。这些水分子通过一连串的形成氢键和断裂氢键而不断移位，直至离开膜的表皮层而进入多孔性支撑层后，立即流出淡水。

b．选择吸附一毛细管流动机理。

当盐水溶液与多孔的反渗透膜表面接触时，如果膜具有选择吸附纯水而排斥溶质的化学特性，则在膜和溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力推动的作用下，通过膜的毛细作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。

至于对有机物的脱除，则纯属筛分机理。固此，这与有机物的相对分子质量大小和形状有关。由于有机物的分子不能被膜的表面所排礴，又由于有机物倾向于降低溶液和膜之间的界面张力，一些小分子有机物（相对分子质量小于100）最容易聚集在膜的表面上，因而很容易通过膜的孔隙。根据分子的形状和相对分子质量在100-200之间的有机糊，能脱除一部分，相对分子质量在200以上的有机物，基本上能全部脱除。

(2)反渗透膜

反渗透膜是进行反渗透分离过程的主要关键之一。一般来说，对反渗透膜要求具备下列多种性能：①单位膜面积的透水量大、脱盐率高；②机械强度好，多孔支撑层的压实作用小；③化学稳定性好，耐酸、耐碱和耐微生物的侵袭；④结构均匀，使用寿命长；⑤制膜容易，原料充足。

但是，要制备具有上进各项多性能的膜是比较困难的。目前最广泛使用的膜是乙酸纤维素膜，简称CA膜，该膜透水量大、脱率高、价格便宜，比较成熟。这种乙酸纤维素半透膜物表皮层的厚度约0.25μm，膜总厚度约100μm。极薄表皮层中布满微孔，孔径约几个纳米，而多孔支撑层中的孔径很大，约有几百纳米。在反渗透操作过程中，盐水必须面向表皮层，该层由多孔的支撑层予以支撑。这种非对称性的乙酸纤维素膜具有透水量大，脱盐率高的优点。

其次为芳香聚酰胺膜，它具有良好的透水性能，较高的脱盐率，优越的机械强度，化学性质稳定，耐压实等特点，能在PH值为4-10范围内使用（长期使用范围为PH5-9）。乙酸纤维素膜主要制成平板式、管式、螺旋卷式和槽条式。而芳香聚酰胺膜则主要制成中空纤维式，它的膜面积特别大，由它制成的反渗透器具有何种小、产水量大的优点，因而发展很快。

除上述两种膜以外，还有耐热的聚苯并咪唑膜，透水量大的动力形成膜，无机的多孔玻璃膜和氧化石墨膜，耐碱的磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜等。

地址：湖北省武汉市青山区冶金大道54号 火炬大厦1203室

柳经理：180-6255-1996

王经理：135-5436-7196