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    RO反渗透详解

    2021-05-06  来自: 环保水圈 浏览次数:289

    一、RO反渗透详解

    RO反渗透技术是一种施压于与半透膜相接触的浓缩溶液所产生的和自然渗透现象相反的过程。若施加的压力超过溶液的渗透压,则溶剂便会流过半透膜,在相反一侧形成稀溶液,而在加压的一侧形成浓度高的溶液;若施加的压力小于渗透压,则溶剂自稀溶液流向浓溶液。

    反渗透使受压溶液在压力下通过膜,膜可除去孔径不一的分子。

    RO

    二、RO反渗透水处理技术的优势

    1、卫生:无二次污染,实现供水网络终端净化。

    2、规范:获卫生部、预防医学科学院、疾病预防管制中认证,是你健康饮水的保障。

    3、方便:挂扳、立式、座台式多款设计,安装方便快捷,直驳自来水龙头。

    4、经济:一次投资,终身受益。平均折算,每桶5加仑装纯净水的成本不足0.3元。

    5、健康:能去除百分之九十以上的细菌、病毒、有机物、胶状物、重金属、化学污染物,保障人健康。

    6、使用范围广:家庭、办公室,可阻止病菌滋生,减少疾病的发生,促进人体的新陈代谢。

    三、基本原理

    把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)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,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,渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度,与半透膜的性质无关。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。

    1、溶解-扩散模型

    Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜,并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为:一步,溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;二步,溶质和溶剂之间没有相互作用,他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层;第三步,溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。

    在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,一般假设一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性,使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于扩散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。

    2、优先吸附—毛细孔流理论

    当液体中溶有不同种类物质时,其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质,可使其表面张力减小,但溶入某些无机盐类,反而使其表面张力稍有增加,这是因为溶质的分散是不均匀的,即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同,这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时,若膜的化学性质使膜对溶质负吸附,对水是优先的正吸附,则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的纯水层。它在外压作用下,将通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。

    RO

    3、氢键理论

    醋酸纤维素(一种半透膜材料)是一种具有高度有序矩阵结构的聚合物,它具有与水或醇等溶剂形成氢键的能力。盐水中的水分子能与醋酸纤维素半透膜上的羰基形成氢键。在反渗透压力推动的作用下,以氢键结合进入醋酸纤维素膜的水分子能够由头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空性支撑层后,就很快地源源流出淡水。 

    4、机理模型

    统一的“干闭湿开”反渗透机理模型,有几个经典模型:

    1)优先吸附毛细孔模型:弱点干态膜电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。

    2)溶解扩散模型:不认为有孔。

    3)干闭湿开模型:上个世纪80,90年代,统一了现代逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。即膜干时,膜孔收缩致密,孔隙闭合,电镜下看不到制成干态备镜检的干膜;

    膜湿时,膜材料溶胀,膜的孔隙被溶剂溶胀,孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。



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