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    與其他傳統(tǒng)分離工程相比，反滲透分離過(guò)程有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：（1）壓力是反滲透分離過(guò)程的主動(dòng)力，不經(jīng)過(guò)能量密集交換的相變，能耗低；（2）反滲透不需要大量的沉淀劑和吸附劑，運(yùn)行成本低；（3）反滲透分離工程設(shè)計(jì)和操作簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短；（4）反滲透凈化效率高，環(huán)境友好。因此，反滲透技術(shù)在生活和工業(yè)水處理中已有廣泛應(yīng)用，如海水和苦咸水淡化、醫(yī)用和工業(yè)用水的生產(chǎn)、純水和超純水的制備、工業(yè)廢水處理、食品加工濃縮、氣體分離等。
    海水和苦咸水淡化
    20世紀(jì)60年代以來(lái)，反滲透脫鹽已成為一種獲取飲用水的重要途徑，是解決淡水資源緊缺的一種有效方法。目前，反滲透脫鹽技術(shù)主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：海水淡化和苦咸水脫鹽。
    全世界海水淡化裝置中約有30%是利用反滲透技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)反滲透膜可除去海水中99%以上的鹽離子， [2] 得到可飲用的淡水。以色列的反滲透海水淡化技術(shù)比較領(lǐng)先，2005年阿什克倫建造了當(dāng)時(shí)世界上最大的反滲透海水淡化裝置，產(chǎn)水量為3.3×105m3·d-1，占到以色列全部水需求量的15%，產(chǎn)水成本約為0.53美元·m-3。我國(guó)最大的反滲透海水淡化站位于大連市長(zhǎng)海縣。
    苦咸水在我國(guó)北方地區(qū)分布較為廣泛，含鹽離子較多，可通過(guò)反滲透技術(shù)進(jìn)行除鹽淡化處理，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。馬蓮河流域示范工程利用馬蓮河上游環(huán)江苦咸水資源，采用反滲透膜技術(shù)，建立1000m3·d-1苦咸水淡化工程，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，有效解決了環(huán)縣城區(qū)5萬(wàn)居民飲水問(wèn)題。何緒文、姚永毅、孫魏等均對(duì)苦咸水進(jìn)行過(guò)反滲透處理的實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)脫鹽率>95%，出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
    海水和苦咸水淡化是反滲透技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，目前存在的問(wèn)題仍然是操作壓力偏高，能耗較大，另外海水中的Cl-對(duì)反滲透膜也有較大的污染，阻礙了反滲透技術(shù)在該領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣。目前，低壓、低能耗、抗污染、抗氧化的反滲透膜正在積極的研發(fā)之中，以便從根本上解決現(xiàn)在存在的問(wèn)題。
    機(jī)理編輯
    概述
    對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液和濃液分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過(guò)半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類(lèi)，濃度和溫度與半透膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑就會(huì)向稀溶液流動(dòng)，即發(fā)生反滲透。
    經(jīng)典模型
    1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱電干態(tài)電鏡下，沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。
    2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。
    3.干閉濕開(kāi)模型：上工世紀(jì)80，90年代，解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型?！案砷]濕開(kāi)”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。即
    膜干時(shí)，膜孔收縮致密，孔隙閉合，電鏡下看不到；
    膜濕時(shí)，膜材料溶脹，膜的孔隙被溶劑溶脹，孔打開(kāi)。合并就是“干閉濕開(kāi)”脫鹽模型。反滲透設(shè)備 編輯
    反滲透是一種借助于選擇透過(guò)（半透過(guò)）性膜的功能以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力大于進(jìn)水溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷地透過(guò)膜，經(jīng)過(guò)產(chǎn)水流道流入中心管，然后在一端流出水中的雜質(zhì)，如離子、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等，被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水出水端流出，從而達(dá)到分離凈化目的。
    中文名 反滲透設(shè)備 特 性 選擇透過(guò)（半透過(guò)）性膜 目 的 分離凈化 所 屬 科技
    目錄
    1 設(shè)備簡(jiǎn)介
    2 反洗工藝簡(jiǎn)介
    3 由來(lái)
    4 反滲透膜
    5 系統(tǒng)組成
    ? 預(yù)處理
    ? 反滲透
    ? 后處理
    ? 清洗
    ? 電氣控制
    6 清洗方法
    7 工藝流程
    8 主要用途
    9 純水設(shè)備
    10 應(yīng)用領(lǐng)域
    11 故障分析
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    優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論
    當(dāng)液體中溶有不同種類(lèi)物質(zhì)時(shí)，其表面張力將發(fā)生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機(jī)物質(zhì)，可使其表面張力減小，但溶入某些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，反而使其表面張力稍有增加，這是因?yàn)槿苜|(zhì)的分散是不均勻的，即溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度和溶液內(nèi)部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現(xiàn)象。當(dāng)水溶液與高分子多孔膜接觸時(shí)，若膜的化學(xué)性質(zhì)使膜對(duì)溶質(zhì)負(fù)吸附，對(duì)水是優(yōu)先的正吸附，則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下，將通過(guò)膜表面的毛細(xì)孔，從而可獲取純水。
    氫鍵理論
    水在醋酸纖維素膜中的傳遞
    水在醋酸纖維素膜中的傳遞
    醋酸纖維素(一種半透膜材料)是一種具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚合物，它具有與水或醇等溶劑形成氫鍵的能力，如圖所示。鹽水中的水分子能與醋酸纖維素半透膜上的羰基形成氫鍵。在反滲透壓力推動(dòng)的作用下，以氫鍵結(jié)合進(jìn)入醋酸纖維素膜的水分子能夠由第一個(gè)氫鍵位置斷裂而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置形成另一個(gè)氫鍵。這些水分子通過(guò)一連串的形成氫鍵和斷裂氫鍵而不斷移位，直至離開(kāi)膜的表皮層而進(jìn)入多空性支撐層后，就很快地源源流出淡水。 [1]
    機(jī)理模型
    統(tǒng)一的“干閉濕開(kāi)”反滲透機(jī)理模型，有幾個(gè)經(jīng)典模型：
    1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱點(diǎn)干態(tài)膜電鏡下，沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。
    2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。
    3.干閉濕開(kāi)模型：上個(gè)世紀(jì)80，90年代，解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開(kāi)”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。即
    膜干時(shí)，膜孔收縮致密，孔隙閉合，電鏡下看不到制成干態(tài)備鏡檢的干膜；
    膜濕時(shí)，膜材料溶脹，膜的孔隙被溶劑溶脹，孔打開(kāi)。合并就是“干閉濕開(kāi)”脫鹽模型。
    水處理應(yīng)用編輯
    若在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來(lái)的滲透方向相反，開(kāi)始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過(guò)程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純凈水。
    技術(shù)基礎(chǔ)編輯
    滲透膜早已存在于自然界中，但直到1748年，Nollet發(fā)現(xiàn)水能自然的擴(kuò)散到裝有酒精溶液的豬膀胱內(nèi)，人類(lèi)才發(fā)現(xiàn)了滲透現(xiàn)象。
    自然的滲透過(guò)程中，溶劑通過(guò)滲透膜從低濃度向高濃度部分?jǐn)U散;而反滲透是指在外界壓力作用下，濃溶液中的溶劑透過(guò)膜向稀溶液中擴(kuò)散，具有這種功能的半透膜稱為反滲透膜，也稱RO(Reverse Osmoses)膜。
    世界上從反滲透過(guò)程的傳質(zhì)機(jī)理及模型來(lái)說(shuō)，主要有三種學(xué)說(shuō)：
    1、溶解-擴(kuò)散模型
    Lonsdale等人提出解釋反滲透現(xiàn)象的溶解-擴(kuò)散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作為致密無(wú)孔的膜，并假設(shè)溶質(zhì)和溶劑都能溶于均質(zhì)的非多孔膜表面層內(nèi)，各自在濃度或壓力造成的化學(xué)勢(shì)推動(dòng)下擴(kuò)散通過(guò)膜。溶解度的差異及溶質(zhì)和溶劑在膜相中擴(kuò)散性的差異影響著他們通過(guò)膜的能量大小。其具體過(guò)程分為：第一步，溶質(zhì)和溶劑在膜的料液側(cè)表面外吸附和溶解；第二步，溶質(zhì)和溶劑之間沒(méi)有相互作用，他們?cè)诟髯曰瘜W(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)反滲透膜的活性層；第三步，溶質(zhì)和溶劑在膜的透過(guò)液側(cè)表面解吸。
    在以上溶質(zhì)和溶劑透過(guò)膜的過(guò)程中，一般假設(shè)第一步、第三步進(jìn)行的很快，此時(shí)透過(guò)速率取決于第二步，即溶質(zhì)和溶劑在化學(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)膜。由于膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質(zhì)的滲透能力，不僅取決于擴(kuò)散系數(shù)，并且決定于其在膜中的溶解度。
    溶劑和溶質(zhì)在膜中的擴(kuò)散服從Fick定律，這種模型認(rèn)為溶劑和溶質(zhì)都可能溶于膜表面，因此物質(zhì)的滲透能力不僅取決于擴(kuò)散系數(shù)，而且取決于其在膜中的溶解度，溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)比水分子的擴(kuò)散系數(shù)要小得多，因而透過(guò)膜的水分子數(shù)量就比通過(guò)擴(kuò)散而透過(guò)去的溶質(zhì)數(shù)量更多。
    2、 優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論
    當(dāng)液體中溶有不同種類(lèi)物質(zhì)時(shí)，其表面張力將發(fā)生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機(jī)物質(zhì)，可使其表面張力減小，但溶入某些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，反而使其表面張力稍有增加，這是因?yàn)槿苜|(zhì)的分散是不均勻的，即溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度和溶液內(nèi)部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現(xiàn)象。當(dāng)水溶液與高分子多孔膜接觸時(shí)，若膜的化學(xué)性質(zhì)使膜對(duì)溶質(zhì)負(fù)吸附，對(duì)水是優(yōu)先的正吸附，則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下，將通過(guò)膜表面的毛細(xì)孔，從而可獲取純水。
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