3、 氫鍵理論
在醋酸纖維素中，由于氫鍵和范德華力的作用，膜中存在晶相區(qū)域和非晶相區(qū)域兩部分。大分子之間存在牢固結(jié)合并平行排列的為晶相區(qū)域，而大分子之間完全無序的為非晶相區(qū)域，水和溶質(zhì)不能進入晶相區(qū)域。在接近醋酸纖維素分子的地方，水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會形成氫鍵并構(gòu)成所謂的結(jié)合水。當醋酸纖維素吸附了*一層水分子后，會引起水分子熵值的較大下降，形成類似于冰的結(jié)構(gòu)。在非晶相區(qū)域較大的孔空間里，結(jié)合水的占有率很低，在孔的*存在普通結(jié)構(gòu)的水，不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結(jié)合水，并以有序擴散方式遷移，通過不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。
在壓力作用下，溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上的氧原子形成氫鍵，而原來水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來并隨之移到下一個活化點并形成新的氫鍵，于是通過一連串的氫鍵形成與斷開，使水分子離開膜表面的致密活性層而進入膜的多孔層。由于多孔層含有大量的毛細管水，水分子能夠暢通流出膜外 [1] 。
主要指標編輯
1、脫鹽率和透鹽率
脫鹽率——通過反滲透膜從系統(tǒng)進水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。
透鹽率——進水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。
脫鹽率=(1–產(chǎn)水含鹽量/進水含鹽量)×**
透鹽率=**–脫鹽率
膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面**薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對高價離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以**過99%，對單價離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也**過了98%;對分子量大于100的有機物脫除率也可過到98%，但對分子量小于100的有機物脫除率較低。
2、產(chǎn)水量(水通量)
產(chǎn)水量(水通量)——指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能，即單位時間內(nèi)透過膜水量，通常用噸/小時或加侖/天來表示。
滲透流率——滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標。指單位膜面積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天(GFD)表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快，加劇膜污染。
在反滲透膜基礎(chǔ)研究層面，如何通過材料特性 的設(shè)計與調(diào)控，突破反滲透膜脫鹽率與水通量的相互制約關(guān)系仍需深入探討，主要包括: 1) 成膜反應(yīng)單體性質(zhì)與膜結(jié)構(gòu)和膜性能的關(guān)系，新型反應(yīng)單體的設(shè)計與合成。2) 混合基質(zhì)膜中添加的一維及二維材料的取向排布方法，建立有效水通道。3) 解決有機/無機納米粒子在界面聚合反應(yīng)中的分散性問 題，使得粒子的加入對膜分離性能和通量起到提高作用。4) 無機材料性質(zhì)及復(fù)合有機/無機納米粒子對反滲透復(fù)合膜結(jié)構(gòu)、分離性能的影響機制及膜傳遞機理的規(guī)律性、機理性認識。5) 各種新型反滲透膜的構(gòu)效關(guān)系，長期應(yīng)用條件下的膜性能的演變規(guī)律的研究也有待開展。
反滲透膜在水處理和海水苦咸水淡化方面發(fā)揮了重要作用，隨著我國較嚴格“水十條”的實施，可以預(yù)見反滲透水處理技術(shù)和新型反滲透膜研制 將迎來新的發(fā)展機遇。在商品化反滲透膜方面，我國與國外產(chǎn)品性能差距較大。可能的原因是缺乏對規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)條件下成膜反應(yīng)-膜結(jié)構(gòu)-膜效能關(guān)系的充分認識。開展成膜反應(yīng)機制與膜性能調(diào)控研究、連續(xù)化成膜條件控制與膜結(jié)構(gòu)關(guān)系、膜產(chǎn)品應(yīng)用性能評價等將是規(guī)模化反滲透膜研究的方向。 [4] 反滲透原理 編輯
本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目 審核 。
當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半透膜，向濃溶液側(cè)流動，濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。若在濃溶液側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。
中文名 反滲透原理 外文名 Reverse Osmosis 主要指標 脫鹽率和透鹽率，產(chǎn)水量，回收率 影響因素 進水壓力，溫度，PH值，鹽濃度 過 程 水分自然滲透過程的反向過程 物 質(zhì) 反滲透膜
目錄
3、回收率
回收率——指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定，是基于預(yù)設(shè)的進水水質(zhì)而定的。
回收率=(產(chǎn)水流量/進水流量)×**
影響因素編輯
1、進水壓力對反滲透膜的影響
進水壓力本身并不會影響鹽透過量，但是進水壓力升高使得驅(qū)動反滲透的凈壓力升高，使得產(chǎn)水量加大，同時鹽透過量幾乎不變，增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分，降低了透鹽率，提高脫鹽率。當進水壓力**過一定值時，由于過高的回收率，加大了濃差較化，又會導(dǎo)致鹽透過量增加，抵消了增加的產(chǎn)水量，使得脫鹽率不再增加。
2、進水溫度對反滲透膜的影響
反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對進水水溫的變化十分敏感，隨著水溫的增加水對通量也線性的增加，進水水溫每升高1℃，產(chǎn)水量就提升2.5%-3.0%;(以25℃為標準)。
3、進水PH值對反滲透膜的影響
進水PH值對產(chǎn)水量幾乎沒有影響，面對脫鹽率有較大影響。PH值在7.5-8.5之間，脫鹽率達到較高。
4、進水鹽濃度對反滲透膜的影響
滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度的函數(shù)，進水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導(dǎo)致脫鹽率下降。
在水處理方面使用反滲透技術(shù)在全世界的公認度：
1、Harvard美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院檢驗合格。
2、美國國家衛(wèi)生試驗所檢驗標準。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美國LOMA LINDA大學(xué)醫(yī)學(xué)院檢驗合格。
4、美國加州ORANGE COUNTY自來水管理局獎賞。
5、Dr.T.C.McDANIEL美國醫(yī)學(xué)學(xué)會**。
6、Wcts檢驗合格。
7、CCEL檢驗**標準。
8、NASA美國太空總署采用航天飛機裝備。
9、Coca cola（可口可樂）公司采用。
10、美國海軍采用使海水變淡水。
中國建設(shè)部指出：反滲透技術(shù)在未來20年內(nèi)將是較有效、較關(guān)鍵的水處理方式。這就是說純水機的誕生無疑是飲用水市場發(fā)展的必然規(guī)律 [1] 。

反滲透 編輯
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反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達到分離、提取、純化和濃縮的目的。
中文名 反滲透 外文名 reverse osmosis 別 稱 逆滲透 表達式 N=Kh(Δp－Δπ) 應(yīng)用學(xué)科 物理化學(xué) 適用領(lǐng)域范圍 海水、苦咸水的淡化；水的軟化處理 機理模型 優(yōu)先吸附毛細孔模型等
目錄
1 定義
2 基本原理
3 水處理應(yīng)用
4 研究進展
定義編輯
反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當壓力**過它的滲透壓時，溶劑會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，溶劑的滲透速率即液流能量N為：


式中Kh為水力滲透系數(shù)，它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：


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**溫度。
反滲透通常使用非對稱膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(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機離子、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物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展。現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水（見鹵水）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)用范圍正在擴大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
1 起源
2 工作原理
3 技術(shù)基礎(chǔ)
4 主要指標
5 影響因素
6 機理
? 概述
? 經(jīng)典模型
7 用途
起源編輯
較早使用于美國太空人將尿液回收為純水使用。醫(yī)學(xué)界還以反滲透法的技術(shù)用來洗腎（血液透析）。反滲透膜可以將重金屬、農(nóng)藥、細菌、病毒、雜質(zhì)等徹底分離。整個工作原理均采用物理法，不添加任何殺菌劑和化學(xué)物質(zhì)，所以不會發(fā)生化學(xué)變相。并且反滲透膜并不分離溶解氧，所以通過此法生產(chǎn)得出的純水是活水，喝起來清甜可口。
反滲透，英文為Reverse Osmosis，它所描繪的是一個自然界中水分自然滲透過程的反向過程。早在1950年美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水。他由此而產(chǎn)生疑問：陸地上由肺呼吸的動物是**無法飲用高鹽份的海水，那為什么海鷗就可以飲用海水呢？這位科學(xué)家把海鷗帶回了實驗室，經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嗉囊位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常精密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法（Reverse Osmosis 簡稱 R.O）的基本理論架構(gòu) [1] 。
工作原理編輯
對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動，這一現(xiàn)象稱為滲透。當滲透達到平衡時，濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。
與其他傳統(tǒng)分離工程相比，反滲透分離過程有其*特的優(yōu)勢：（1）壓力是反滲透分離過程的主動力，不經(jīng)過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，運行成本低；（3）反滲透分離工程設(shè)計和操作簡單，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**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60年代以來，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)實現(xiàn)的，通過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)比較良好，2005年阿什克倫建造了當時世界上較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。我國較大的反滲透海水淡化站位于大連市長海縣。
苦咸水在我國北方地區(qū)分布較為廣泛，含鹽離子較多，可通過反滲透技術(shù)進行除鹽淡化處理，達到飲用水標準。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)達到國家生活飲用水衛(wèi)生標準，有效解決了環(huán)縣城區(qū)5萬居民飲水問題。何緒文、姚永毅、孫魏等均對苦咸水進行過反滲透處理的實驗研究，系統(tǒng)脫鹽率>95%，出水水質(zhì)優(yōu)于國家飲用水標準。
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，目前存在的問題仍然是操作壓力偏高，能耗較大，另外海水中的Cl-對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)在存在的問題。

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