滲透與反滲透原理

1. 正滲透和反滲透 區別 原理

正滲透是利用滲濾壓力原理，而反滲透是外加一種壓力，使其大於滲透壓，迫使鹽水向淡水滲透

2. 反滲透水處理的原理

一、工作原理：

反滲透設備的系統除鹽率一般為-99%.這樣的除鹽率在大部分情況下是可以滿足要求的.在電子工業、超高壓鍋爐補給水、個別的制葯行業對純水的要求可能更高。此時單級反滲透設備就不能滿足要求。



滲透現象在自然界是常見的，比如將一根黃瓜放入鹽水中，黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發現純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現象叫做滲透現象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關。

在以上裝置達到平衡後,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現象被稱為反滲透現象。如果將鹽水加入以上設施的一端，並在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。反滲透設施生產純水的關鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當，由於細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。在水中眾多種雜質中,溶解性鹽類是最難清除的.因此,經常根據除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定於反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%
二、反滲透優點:

連續運行，產品水水質穩定

無須用酸鹼再生

不會因再生而停機

節省了反沖和清洗用水

以高產率產生超純水(產率可以高達95%)

無再生污水，不須污水處理設施

無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施

減小車間建築面積

使用安全可靠，避免工人接觸酸鹼

減低運行及維修成本

安裝簡單、安裝費用低廉

3. 反滲透凈水機的原理是什麼

選擇性膜只能透過來水源或以壓力滲透。

反滲透凈水機是主要利用反滲透原理進行水處理的機器。一般性的自來水經過RO膜過濾後的純水電導率5μs/cm（RO膜過濾後出水電導=進水電導×除鹽率，一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上，5年內運行能保證97%以上。

對出水電導要求比較高的，可以採用2級反滲透，再經過簡單的處理，水電導能小於1μs/cm）, 符合國家實驗室三級用水標准。再經過原子級離子交換柱循環過濾，出水電阻率可以達到18.2M .cm，超過國家實驗室一級用水標准（GB682—92）。

(3)滲透與反滲透原理擴展閱讀

反滲透膜上的孔徑只有0.0001 微米，而病毒的直徑一般有0.02-0.4微米，普通細菌的直徑有0.4-1微米，所以你盡可以放心大膽的飲用純水機里流出的清泉。

根據使用情況分為手動型(也可經濟型)、自動型，不同點只是在於純水機的反沖洗方面，經濟型的純水機使用的是手動反沖洗閥門。同時，純水機根據使用的特點還分為櫥上型和櫥下型，作用是一樣的。

參考資料來源：網路-反滲透凈水機

4. 「RO」反滲透原理是什麼

RO反滲透技術一般指反滲透。

其基本原理是：把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽版水）分別置於一容權器的兩側，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；滲透壓的大小決定於濃液的種類，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於滲透壓的壓力時，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。

5. 反滲透系統是什麼原理

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，當壓力超過它的滲透壓時，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：
N=Kh(Δp－Δπ)
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：
π=iCRT
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為絕對溫度。
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。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，其應用范圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水；水的軟化處理；廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外，反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果，能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上，樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此，不僅節約費用，而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物，對減輕離子交換樹脂的污染，延長使用壽命都有著良好的作用。

基本原理編輯
把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置於一容器的兩側，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，滲透壓的大小決定於濃液的種類，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於滲透壓的壓力時，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。

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麵皮層看作為緻密無孔的膜，並假設溶質和溶劑都能溶於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，此時透過速率取決於第二步，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。由於膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力，不僅取決於擴散系數，並且決定於其在膜中的溶解度。

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
在醋酸纖維素中，由於氫鍵和范德華力的作用，膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的為晶相區域，而大分子之間完全無序的為非晶相區域，水和溶質不能進入晶相區域。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並構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後，會引起水分子熵值的極大下降，形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里，結合水的佔有率很低，在孔的中央存在普通結構的水，不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水，並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，水分子解離出來並隨之移到下一個活化點並形成新的氫鍵，於是通過一連串的氫鍵形成與斷開，使水分子離開膜表面的緻密活性層而進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水，水分子能夠暢通流出膜外。

6. 反滲透原理的技術基礎

滲透膜早已存在於自然界中，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麵皮層看作為緻密無孔的膜，並假設溶質和溶劑都能溶於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，此時透過速率取決於第二步，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。由於膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力，不僅取決於擴散系數，並且決定於其在膜中的溶解度。
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於膜表面，因此物質的滲透能力不僅取決於擴散系數，而且取決於其在膜中的溶解度，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。
3、 氫鍵理論
在醋酸纖維素中，由於氫鍵和范德華力的作用，膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的為晶相區域，而大分子之間完全無序的為非晶相區域，水和溶質不能進入晶相區域。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並構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後，會引起水分子熵值的極大下降，形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里，結合水的佔有率很低，在孔的中央存在普通結構的水，不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水，並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，水分子解離出來並隨之移到下一個活化點並形成新的氫鍵，於是通過一連串的氫鍵形成與斷開，使水分子離開膜表面的緻密活性層而進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水，水分子能夠暢通流出膜外。

7. 反滲透的工作原理是什麼意思

當把相同體積的稀溶液和濃液分別置於一容器的兩側，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。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時，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。

工作原理
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)分別置於半透膜的兩側時，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發地向濃溶液一側流動，這一現象稱為滲透。當滲透達到平衡時，濃溶液側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。滲透壓的大小取決於溶液的固有性質，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。若在濃溶液一側施加一個大於滲透壓的壓力時，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，藉助於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，它已廣泛應用於各種液體的提純與濃縮，其中最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。

8. 反滲透法的反滲透原理

反滲透法通常又稱超過濾法，該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半版透膜，將權海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。

9. RO反滲透原理

RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的縮寫，中文意思是:逆滲透，一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之後，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理：由於 RO 膜的孔徑是頭發絲的一百萬分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼無法看到，細菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過，其它雜質及重金屬均由廢水管排出，所有海水淡化的過程，以及太空人廢水回收處理均採用此方法，因此 RO 膜又稱體外的高科技人工腎臟。
反滲透的原理:
首先要了解「滲透」的概念.滲透是一種物理現象.當兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透壓力.但如果在含鹽量高的水側,試加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力.如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質、鹽分的目的。 反滲透是60年代發展起來的一項新的膜分離技術,是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程.反滲透的英文全名是「REVERSE OSMOSIS」,縮寫為「RO」. RO（Reverse Osmosis）反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，後逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用於科研、醫葯、食品、飲料、海水淡化等領域。 RO反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10*-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。 一般性的自來水經過RO膜過濾後的純水電導率5μs/cm（RO膜過濾後出水電導=進水電導×除鹽率，一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上，5年內運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的，可以採用2級反滲透，再經過簡單的處理，水電導能小於1μs/cm）, 符合國家實驗室三級用水標准。
RO膜原理
[1]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，當壓力超過它的滲透壓時，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： N=Kh(Δp－Δπ) 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： π=iCRT 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為絕對溫度。 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。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，目前其應用范圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

(楚瑪爾海水淡化處理設備廠技術科提供)

10. 反滲透原理的用途

食品、飲料、純凈水生產工藝中；
醫葯、電子等行業用水制備；
化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備；
鍋爐補給水除鹽軟水；
海水、苦鹹水淡化；
造紙、電鍍、印染等行業用水及廢水處理。