電廠循環廢水處理
電廠循環冷卻水系統對水的消耗量很大，占到純火力發電廠用水的80%，熱電廠用水的50%以上，對循環排放水進行回收處理，產水作為循環補充水或鍋爐補給水系統的水源，不僅防止了對環境造成污染，還可以有效節約水資源，降低生產成本。
超濾+反滲透技術聯合操作對電廠循環排污水進行處理，投運以來，反滲透系統運行良好，產水量68m3·h-1，電導率小于35μS·cm-1，脫鹽率**97%。雙膜法水處理工藝，經過超濾+二級反滲透+混床處理后的精脫鹽水可供電廠鍋爐及干熄焦使用，日產精脫鹽水15000t。超濾—反滲透組合工藝處理循環冷卻排污水做了現場試驗，反滲透系統各段運行壓力平穩，產水滿足回用的要求。陳穎敏采用連續微濾 + 反滲透技術對循環排污水進行預除鹽，反滲透系統脫鹽率達98%以上。
化工廢水處理
采用離子交換法生產K2CO3的生產過程中，會產生大量的NH4Cl廢水，為了節約用水和徹底解決NH4Cl廢水排放問題，張繼臻采用選擇離子交換、反滲透膜分離和低溫多效閃蒸相結合的方法，將低濃度NH4Cl廢水進一步濃縮回收，使廢水由達標排放轉變為全部回收利用，達到零排放。
石油化工廢水成分復雜，除含有油、硫、苯、酚、氰、環烷酸等有機物以外，還含有金屬鹽、反應殘渣等，污染物濃度高且難降解，水量及酸堿度波動較大，傳統的水處理工藝很難達到資源回收再利用的 目的。
反滲透一般作為工業廢水終端處理，對水中的無機鹽、有機物、重金屬離子等都有很高的截留率，出水水質優良，可回用作冷卻水或工藝用水循環利用，不僅節約了新鮮水的使用量，節約生產成本，還減少了污水的排放量，對環境保護和可持續發展都有著重要意義，對缺水地區具有巨大的經濟效益。 [3]
研究進展編輯
反滲透具有低能耗、高效率等**優點，是目前應用較為廣泛的分離技術之一。反滲透膜的性能是影響反滲透過程效率的決定因素，反滲透膜的研制一直是國內外膜領域的研究熱點。特別是近年來，石墨烯、碳納米管等新型材料展現出優異的水傳遞行為，成為新型反滲透膜材料的研究熱點。
反滲透膜主要通過膜的脫鹽率、水通量和耐氯抗污染性能等指標進行考量。脫鹽率是決定反滲透膜應用可行性的關鍵指標; 提高膜的水通量則能夠降低壓力能耗、操作成本和膜清洗成本; 提高膜的耐氯及抗污染性能可以提升膜的穩定性能，延長膜的使用壽命，降低處理及清洗成本。聚酰胺 滲透膜通過氨基基團(R-NH2) 和酰氯基團( R’ —COCl) 縮聚脫除 HCl 制備。單體側鏈基團的多樣性和理論上的可修飾性為膜的結構和性能調變提供了空間。近年來，圍繞提高反滲透膜的脫鹽率和水通量、改善耐污染性能，通過應用多種聚合反應單體、改進成膜后處理方法，對聚酰胺反滲透膜進行了大量相關研究。

純水和**純水的制備
反滲透+混床水處理技術改進了原來的全離子交換制水工藝，運行期間，產水增加，水質改善，大幅度降低了制水成本。此外，許多科研人員均對反滲透+電去離子法制取純水進行了實驗研究，達到了預期結果，證實了反滲透+電去離子法制取高純水的可行性。通過控制反滲透的級數可制取不同純度脫鹽水。隨著反滲透級數的增加，脫鹽水的純度提高，但是出水量減少，水利用率降低，因此，反滲透裝置連用一般不會**過二級，通常將反滲透與電去離子技術聯用，不僅克服了反滲透出水不能徹底除鹽的不足，還可以提高電去離子裝置的進水水質，防止電去離子設備損壞，提高整體凈水效果。
工業廢水處理
工業廢水處理是除脫鹽和純水的制備領域外，反滲透技術應用較多的一個領域。工業廢水處理具有降低生產成本，保護環境，實現廢水資源化等多重意義。由于反滲透膜對進水要求較高，運用反滲透技術對廢水進行深度處理時，往往還要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH調節等預處理工藝。
重金屬廢水處理
反滲透技術在重金屬廢水處理中應用較早，國內外均對此進行了大量的研究。早在20世紀70年代，反滲透技術已經在電鍍廢水處理中有所應用，主要是大規模用于鍍鎳、鉻、鋅漂洗水和混合重金屬廢水的處理。
膜分離技術濃縮電鍍鎳漂洗水，鎳離子的截留率大于99%，經一級納濾和兩級反滲透濃縮后，濃縮液中鎳離子濃度達到50g·L-1，透過液可經處理后再次回用。張連凱對印制電路板加工酸洗車間產生的重金屬廢水調節pH至中性后采用超濾+反滲透工藝進行中試，反滲透系統對Cu2+和溶解性總固體的去除率分別為99.9%和98.9%。
印染廢水處理
印染紡織廢水不僅色度高、水量大，而且成分十分復雜，廢水中含有染料、漿料、油劑、助劑、酸堿、纖維雜質以及無機鹽等，染料結構中還含有很多較大生物毒性的物質，如硝基和胺類化合物以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素，如不經處理直接排放，必將對環境造成嚴重污染。
超濾+反滲透雙膜技術處理印染廢水，超濾能夠有效地去除廢水中大分子有機物，降低濁度，使進水水質達到反滲透膜的要求，經反滲透處理后，有機物和鹽的去除率可分別達99%和93% 以上，產水化學需氧量小于10mg·L-1，電導率小于80μS·cm-1，產水滿足大部分印染工藝用水標準。鐘璟采用中空纖維超濾膜和反滲透技術處理羊毛印染廢水，操作壓力為0.1MPa，流速為1500L·h-1的條件下，色度、含鹽量等指標均有顯著的降低，COD值、色度達標排放。
若在濃溶液一側施加一個大于滲透壓的壓力時，溶劑的流動方向將與原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側流動，這一過程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅動下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分開的分離方法，它已廣泛應用于各種液體的提純與濃縮，其中較普遍的應用實例便是在水處理工藝中，用反滲透技術將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質去除，以獲得高質量的純凈水。
技術基礎編輯
滲透膜早已存在于自然界中，但直到1748年，Nollet發現水能自然的擴散到裝有酒精溶液的豬膀胱內，人類才發現了滲透現象。
自然的滲透過程中，溶劑通過滲透膜從低濃度向高濃度部分擴散;而反滲透是指在外界壓力作用下，濃溶液中的溶劑透過膜向稀溶液中擴散，具有這種功能的半透膜稱為反滲透膜，也稱RO(Reverse Osmoses)膜。
世界上從反滲透過程的傳質機理及模型來說，主要有三種學說：
1、溶解-擴散模型
Lonsdale等人提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作為致密無孔的膜，并假設溶質和溶劑都能溶于均質的非多孔膜表面層內，各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為：第一步，溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解；第二步，溶質和溶劑之間沒有相互作用，他們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層；第三步，溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。
在以上溶質和溶劑透過膜的過程中，一般假設第一步、第三步進行的很快，此時透過速率取決于第二步，即溶質和溶劑在化學位差的推動下以分子擴散方式通過膜。由于膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力，不僅取決于擴散系數，并且決定于其在膜中的溶解度。
溶劑和溶質在膜中的擴散服從Fick定律，這種模型認為溶劑和溶質都可能溶于膜表面，因此物質的滲透能力不僅取決于擴散系數，而且取決于其在膜中的溶解度，溶質的擴散系數比水分子的擴散系數要小得多，因而透過膜的水分子數量就比通過擴散而透過去的溶質數量更多。
2、 優先吸附—毛細孔流理論
當液體中溶有不同種類物質時，其表面張力將發生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機物質，可使其表面張力減小，但溶入某些無機鹽類，反而使其表面張力稍有增加，這是因為溶質的分散是不均勻的，即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時，若膜的化學性質使膜對溶質負吸附，對水是優先的正吸附，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，將通過膜表面的毛細孔，從而可獲取純水。
機理編輯
概述
對透過的物質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的薄膜視為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液和濃液分別置于一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側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，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑就會向稀溶液流動，即發生反滲透。
經典模型
1.優先吸附毛細孔模型：弱電干態電鏡下，沒發現孔。濕態膜標本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴散模型：不認為有孔。
3.干閉濕開模型：上工世紀80，90年代，解釋1和2模型的統一的現代較貼切的逆滲透機理模型。“干閉濕開”反滲透模型，統一了兩個較經典的反滲透機制模型，細孔模型，溶解擴散模型。即
膜干時，膜孔收縮致密，孔隙閉合，電鏡下看不到；
膜濕時，膜材料溶脹，膜的孔隙被溶劑溶脹，孔打開。合并就是“干閉濕開”脫鹽模型。反滲透設備 編輯
反滲透是一種借助于選擇透過（半透過）性膜的功能以壓力為推動力的膜分離技術，當系統中所加的壓力大于進水溶液滲透壓時，水分子不斷地透過膜，經過產水流道流入中心管，然后在一端流出水中的雜質，如離子、有機物、細菌、病毒等，被截留在膜的進水側，然后在濃水出水端流出，從而達到分離凈化目的。
中文名 反滲透設備 特 性 選擇透過（半透過）性膜 目 的 分離凈化 所 屬 科技
目錄
1 設備簡介
2 反洗工藝簡介
3 由來
4 反滲透膜
5 系統組成
? 預處理
? 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 純水設備
10 應用領域
11 故障分析
優先吸附—毛細孔流理論
當液體中溶有不同種類物質時，其表面張力將發生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機物質，可使其表面張力減小，但溶入某些無機鹽類，反而使其表面張力稍有增加，這是因為溶質的分散是不均勻的，即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時，若膜的化學性質使膜對溶質負吸附，對水是優先的正吸附，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，將通過膜表面的毛細孔，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構的聚合物，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。在反滲透壓力推動的作用下，以氫鍵結合進入醋酸纖維素膜的水分子能夠由*一個氫鍵位置斷裂而轉移到另一個位置形成另一個氫鍵。這些水分子通過一連串的形成氫鍵和斷裂氫鍵而不斷移位，直至離開膜的表皮層而進入多空性支撐層后，就很快地源源流出淡水。 [1]
機理模型
統一的“干閉濕開”反滲透機理模型，有幾個經典模型：
1.優先吸附毛細孔模型：弱點干態膜電鏡下，沒發現孔。濕態膜標本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴散模型：不認為有孔。
3.干閉濕開模型：上個世紀80，90年代，解釋1和2模型的統一的現代較貼切的逆滲透機理模型。既“干閉濕開”反滲透模型，統一了兩個較經典的反滲透機制模型，細孔模型，溶解擴散模型。即
膜干時，膜孔收縮致密，孔隙閉合，電鏡下看不到制成干態備鏡檢的干膜；
膜濕時，膜材料溶脹，膜的孔隙被溶劑溶脹，孔打開。合并就是“干閉濕開”脫鹽模型。
水處理應用編輯
3、回收率
回收率——指膜系統中給水轉化成為產水或透過液的百分比。膜系統的回收率在設計時就已經確定，是基于預設的進水水質而定的。
回收率=(產水流量/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動反滲透的凈壓力升高，使得產水量加大，同時鹽透過量幾乎不變，增加的產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，又會導致鹽透過量增加，抵消了增加的產水量，使得脫鹽率不再增加。
2、進水溫度對反滲透膜的影響
反滲透膜產水電導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，進水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導致脫鹽率下降。
在水處理方面使用反滲透技術在全世界的公認度：
1、Harvard美國哈佛大學醫學院檢驗合格。
2、美國國家衛生試驗所檢驗標準。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美國LOMA LINDA大學醫學院檢驗合格。
4、美國加州ORANGE COUNTY自來水管理局獎賞。
5、Dr.T.C.McDANIEL美國醫學學會**。
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。
中國建設部指出：反滲透技術在未來20年內將是較有效、較關鍵的水處理方式。這就是說純水機的誕生無疑是飲用水市場發展的必然規律 [1] 。
反滲透 編輯
本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目 審核 。
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) 應用學科 物理化學 適用領域范圍 海水、苦咸水的淡化；水的軟化處理 機理模型 優先吸附毛細孔模型等
目錄
1 定義
2 基本原理
3 水處理應用
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。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。
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，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側的靜壓差；Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。
稀溶液的滲透壓π為：


式中i為溶質分子電離生成的離子數；C為溶質的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數；T為**溫度。
反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。
反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模應用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結合制取高純水，其應用范圍正在擴大，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。

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