反渗透升压速率

A. RO反渗透原理

RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是:逆渗透，一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过，其它杂质及重金属均由废水管排出，所有海水淡化的过程，以及太空人废水回收处理均采用此方法，因此 RO 膜又称体外的高科技人工肾脏。
反渗透的原理:
首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的。 反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”. RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10*-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm（RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1μs/cm）, 符合国家实验室三级用水标准。
RO膜原理
[1]反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。 反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N=Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为： π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。 反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。 反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水（见卤水）淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，目前其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

(楚玛尔海水淡化处理设备厂技术科提供)

B. 反渗透原理

一。基本原理
当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（ro）处理的基本原理。
二。反渗透机理模型
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，邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，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。
三。反渗透简介
ro（reverse
osmosis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
ro反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，h2o分子可以通过ro膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过ro膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
一般性的自来水经过ro膜过滤后的纯水电导率5μs/cm（ro膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1μs/cm）,
符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2m
.cm，超过国家实验室一级用水标准（gb
6682—92）。
目前的主要困难是研制价格便宜、稳定、长期受压无损的反渗透膜
。中国从21世纪初开始掌握自主反渗透膜生产技术，在国家的大力支持下，将该计划列入国家计委高新技术产业化重点发展专项计划，由国家海洋局下的杭州水处理研究开发中心的子公司——杭州北斗星膜制品有限公司承担并研发成功。目前反渗透膜市场95％为进口膜，国产膜只占据了5%左右的市场，中国的反渗透技术还有很长的路要走。
四。应用范围
太空水、纯净水、蒸馏水等制备；
酒类制造及降度用水；
医药、电子等行业用水的前期制备；
化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；
锅炉补给水除盐软水；
海水、苦咸水淡化；
造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。

C. RO反渗透膜4040的每小时出水大概多少

RO反渗透膜4040的每小时出水大约为0.2m³/h。

这个要看以下的几个因素

1、温度

2、进水SDI

3、进水压力

常规设计，温度25℃左右，进水压力10bar左右

当进水SDI在5以下时，单只膜的通量13.6-23.8LMH

当进水SDI在3以下时，单只膜的通量23.8-30.6LMH

当进水SDI在1以下时，单只膜的通量34-51LMH

建议按照下限来选型：

一般4040膜的面积是90ft2，即8.36m²，取SDI在3以下，通量为23.8

单只膜小时产水量=8.36*23.8/1000=0.2m³/h

(3)反渗透升压速率扩展阅读：

RO膜工作原理：

要了解反渗透，首先要了解“渗透”的概念。

渗透是一种物理现象。当两种含有不同盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而所含的盐分并不渗透，这样，逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止，这一过程称为渗透。然而，要完成这一过程需要很长时间。

但如果在含盐量高的水侧，施加一个压力，其结果也可以使上述渗透停止，这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大，可以使方向向反方向渗透，而盐分剩下。

因此，反渗透除盐原理，就是在有盐分的水中（如原水），施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压力到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中杂质、盐分的目的。

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为：N=Kh(Δp－Δπ) （式中Kh为水力渗透系数，随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差）。稀溶液的渗透压π为：π=iCRT（式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。）

反渗透通常使用非对称膜和复合膜，所用的设备主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。

现已大规模应用于海水和苦咸水淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

D. 哪位高手知道，家用反渗透膜的拖延率是什么意思

最近针对苦咸水反渗透膜元件脱盐率指标，出现了大量的讨论。某些膜元件供应商根据标准测试条件下单元件的性能规
范，证明他们的产品有更高的脱盐率，这些膜元件供应商仅凭其初始单元件脱盐率指标，与包括陶氏 FILMTEC™元件在内的
竞争品牌作比较，表明其最主要的产品性能区别。

这些膜元件制造商仅仅让人们关注产品样本上脱盐率性能参数却忽略了影响反渗透元件性能的其它重要因素。更有甚
者，他们未考虑更为重要的事实：在用户系统条件下反渗透元件实际长期脱盐率要比膜元件制造商出厂试验时的单支元件的性能重要得多，因为膜元件的长期稳定性是影响膜系统运行成本、运行管理和维护保养最为重要的因素。

现在，你可能感到困惑，难道膜元件制造商公布的脱盐率指标不能成为实际系统中的性能预期值吗?这取决于出厂检验的标准条件与用户系统实际条件的接近程度如何。假定实际系统条件中反渗透系统进水组成出现巨大的变化，包括温度、压力和 pH
值在内的其它系统条件与出厂测试条件出现明显差异，膜元件出厂时获得的测试结果就根本无法与用户实际系统的结果较好的吻合。

向左转|向右转

此外，膜元件供应商制造膜元件的方法、测试的准备条件和采用的测试条件均对测试结果有很大的影响，仅根据产品样
本上的脱盐率，进行有意义和完全对等的比较是很困难的。

当选择膜元件时，是否意味着应该忽略脱盐率指标呢?完全不是这个意思。我们强调的是在考虑脱盐率指标时应该综合
考虑表征系统性能的其它重要指标，就是说用户应该理解各个膜元件制造商是怎样建立它们的产品性能规范的，以及他们提供的产品性能参数与已有用户实际系统所表现的实际性能将会有多少差异。让我们从论述脱盐率定义和如何测量
RO 元件性 能入手进行讨论。

脱盐率的定义

反渗透膜用于从水中脱除可溶性的盐份，当水分子快速透过反渗透膜时，溶解性的盐份透过膜的速度十分缓慢。在自然
渗透条件下，水分子经扩散透过半透性膜进入高浓度含盐量侧，以便膜两侧溶质强度达到平衡。为了克服或逆转这一自然渗透的趋势，对高浓度进水施加压力，就会产生纯净的透过液。

脱盐率是膜元件排斥可溶解性离子程度的一种量度，反渗透元件能够脱除许多种不同的离子，除了个别特殊情况外，反

渗透对二价离子比一价离子的脱除率要高，因此，如果膜对 NaCl 表出现优异的脱除率的话，可以预见，膜将会对二价离子

如铁、钙、镁和硫酸根有更好的脱除率。因此，NaCl 被广泛地用于作为评价反渗透膜元件离子脱除率性能的标准物质。

在此，我们需要重点记住的是，以上仅说明了膜对离子态杂质的脱除性能，膜也能除去或至少承受进水中其它的杂质，
例如有机物、二氧化碳和气体，当用户评估反渗透元件时，也应该包括其脱除或承受这些非离子类杂质的能力。

正确考虑脱盐率

记住在评价反渗透长期综合性能时，还应包括除脱盐率之外的其它重要性能指标这一点很关键。在选择反渗透元件时，

膜的通量值、膜元件的流量、系统所需压力、膜污染的速率、膜的可清洗性和对化学清洗过程的耐受能力以及膜元件的长期

坚固性等等都应是重要的考虑因素。上述每一个影响因素都将影响用户水处理系统的故障率、总产水量以及与其相关的投资

及运行费用。

仔细分析膜元件制造商所采取的测试条件表明，测试结果就会不一样，使其无法用样本上的脱盐率进行直接比较，并因此对结果产生了误导。表 1
说明了这一点，这是目前三家主要膜元件供应商所采用的评价条件的比较。

显然这里没有统一规定的“标准”测试条件，同时，脱盐率(包括产水量)采用含盐份的进水进行测试计算时，它是测
试条件的函数。如果测试采用低浓度的条件(如品牌“Y”)或低回收率(如品牌“X”)，获得的数据就无法与更高条件
下的数值进行比较。陶氏水处理事业部执行的测试条件是目前反渗透工业界最严格的。

此外，测定脱盐率的时间长短对数据结果有十分明显的影响，这是因为反渗透膜元件的性能仅当达到稳定操作条件时，才能达到最高脱盐率。测定时间越长，膜元件就越接近这种稳定化的结果与状态。

正因为制造商测定条件不同，按照一一对应单独比较样本中的技术条件，即使不是行不通的话，那也是十分困难的。

膜元件制造工艺的不同如何影响脱盐率的测定结果

膜元件制造工艺的不同将严重影响膜脱盐率数据，某些反渗透元件制造商采用直接干燥方法制造膜元件，在生产过程
中，未反应的成膜化学品也被干燥了，使得膜元件在投入使用前必须将这些化学品冲洗掉，这种膜元件必须冲洗 24 小时以
上，以除去残留化学品，然后对这些元件进行测定。

在陶氏水处理事业部公司的膜元件生产过程中，无需额外的冲洗步骤除去成膜化学品，在膜干燥之前，成膜化学品就通过水浴漂洗干净了，无需 24
小时的冲洗步骤，在测试和装运前，仅需简单的元件冲洗即可。

陶氏水处理事业部生产过程与其它制膜厂家的明显不同之处表明，它们需要额外长时间冲洗，因其膜元件在经过长时间的湿润后会表现出更高的脱盐率。某些制造商必须进行
24 小时冲洗，以便溶出残留化学品，预整定他们的元件，以便在出 厂前得到更好的脱盐率数据。

膜制造商脱盐率规范真正意味着什么?

膜制造商出版的脱盐率是基于元件出厂质保检验所获得的数据，或是某些膜元件制造者用于分类它们所制造的产品时，在生产后期检验所获得的数据。

【质量保证检验】在膜元件生产过程，需要质保(QA)检验，特别是在精密制造环境中，以确保元件生产过程中的完 整性，膜制造者所用的 QA
或适应性检验是一种盐水测试，在元件出厂前，在规定的测试条件下，测定元件的脱盐率和产水 量。虽然，这些 QA
测定条件并不能在实际使用时重现，也不能成为现场使用时的性能参数，许多年来，某此膜制造商却一 直引导用户朝测定条件下得到的结果来解释今后的现场数据。

【元件制成后进行分类检验】第二种方式是某些膜元件制造商用于元件成品后再进行测定性能，然后根据性能范围的不

同来细分他们的产品，当这些制造商的生产过程缺少保证产品高度一致性的精确性生产技术和装备时，就不得不采用这种分

类检验，膜制造商必须测定所有元件的脱盐率，并分别重新命名产品或标注出用于销售该类产品时的特殊性能值。

陶氏水处理事业部的精密制造工艺过程及设备不再需要这种等到元件制成后再进行分类检验的做法，这是因为在我们先进的生产线上制造出的膜元件，性能非常一致，而且它们的综合性能也是可预测的。事实上，陶氏水处理事业部的生产过程
与技术是如此的精密，进行产品质保检验的脱盐率检验项目也可以一起省略掉，这就是为什么只有我们可以提供无需通水检测的干式膜元件。这样产生了非常明显的优势，由于脱盐率检验不再需要，也不需要对所生产的元件进行湿润。这意味着从
我们工厂装运出来的膜元件可以是干式元件，干式元件的优点十分明显：

™ 在装运和贮存时，无需针对微生物滋生进行保护

™ 膜元件具有更长的贮存期

™ 干式元件易于搬运，特别是寒冷地区

™ 由于干元件重量轻，运输成本低

™ 在装入系统投运时，费时的冲洗膜元件保护液的步骤不再需要

陶氏水处理事业部公司自 1985 年起就开始销售干式膜元件，现在我们提供的干元件范围从家用低压元件到特大型市政 和工业应用系统中的 8
英寸苦咸水膜元件，确保全球供应品质的一致性。

系统稳定脱盐率比 QA 检验中的脱盐率更重要

正如你所看到的，过份注重膜元件制造时所获得的脱盐率数据是不全面的，这些数据对帮助你估计实际系统的性能也不是十分有用。

由于膜元件的制造过程不同，膜元件的脱盐率仅能在经过一个星期左右的“湿态”运行之后进行公正的比较，针对某一
进水水质和系统条件，分析对比膜元件在使用现场所表现的实际性能，就可最好的代表该元件在该现场的脱盐率情况，因为它消除了人工设计的测试条件、预冲洗和其它测试前进行元件处理的所有误导因素。

大量的现场测定结果表明时，当元件达到稳定运行条件时，陶氏 FILMTECTM 膜元件的脱盐率性能均超过我们的 QA 数
值，通常情况下，要经过几小时运行之后，事实上，许多操作者发现陶氏 FILMTECTM膜元件在刚投运时就表现出远高于样本
规定的最低脱盐率。这也反映了其它品牌膜元件装运过程中或按装前的贮存与浸泡在保护液中的影响结果。

基本的现象是在实际水处理系统中，陶氏 FILMTECTM 元件常常表现出 99.5%以上的稳定脱盐率，当然，正如所有膜元件
一样，系统进水水源情况和操作条件将会是影响某一特定水处理系统的实际脱盐率的决定性因素。

难道经过初始几小时的运行后，对所有的膜元件的脱盐均会有所提高吗?未必这样。如果膜元件在制造商那儿进行脱盐率检验前已经过 24
小时的冲洗，它的脱盐率就已经达到高峰值，当在系统实际运行条件下随着时间的增加，若脱盐率有增 加的话，其可能性也是很少的。

绝大多数情况是，如果膜元件经过了标准测试条件下，经历非常长测定时间的出厂检验，这类膜元件一旦投入运行，它
们会以出厂时的脱盐率水平作为最高起点，开始下降。相反，对大量反渗透膜元件的使用现场观察表明陶氏 FILMTECTM膜元
件对于大量的水源和极宽的操作条件，显示了非常高的脱盐率稳定性。

E. 陶氏反渗透膜通量是多少

陶氏反渗透膜有很多种型号，不同型号的膜面积都有所不同，所以膜的通量是不同的。

代理陶氏反渗透膜

F. 反渗透膜为什么控制进水侧和浓水侧的压差

因为反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂回的膜分离操作。对膜答一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。

从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为：N=Kh(Δp-Δπ)

(6)反渗透升压速率扩展阅读：

对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。

当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。

G. 一级反渗透为什么要装升压泵只有高压泵不行吗

增压泵是为了让RO膜更好的制水。
反渗透膜俗称RO膜，是非常致密的一种结构，回只有当压力达到一定答值以后反渗透功能才能正常发挥作用，才能更快的制出纯水；当压力小时，水分子是不能透过RO膜的也就不能制水了，所以一定要装增压泵。
高压泵多为过滤前级增压，是为了要自来水能更快的通过前三级滤芯，经过前三级滤芯后水压会有很大损失，需要二次增压才能为RO膜供水、制水。

H. 反渗透系统是什么原理

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。
反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为：
N=Kh(Δp－Δπ)
式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为：
π=iCRT
式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。
反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。
反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水（见卤水）淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水；水的软化处理；废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外，反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果，能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上，树脂的再生剂用量也可减少90%。因此，不仅节约费用，而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物，对减轻离子交换树脂的污染，延长使用寿命都有着良好的作用。

基本原理编辑
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出一定高度，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。

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：第一步，溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解；第二步，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，一般假设第一步、第三步进行的很快，此时透过速率取决于第二步，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。

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一定厚度的纯水层。它在外压作用下，将通过膜表面的毛细孔，从而可获取纯水。

氢键理论
在醋酸纤维素中，由于氢键和范德华力的作用，膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域，而大分子之间完全无序的为非晶相区域，水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方，水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了第一层水分子后，会引起水分子熵值的极大下降，形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里，结合水的占有率很低，在孔的中央存在普通结构的水，不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水，并以有序扩散方式迁移，通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。
在压力作用下，溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键，而原来水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键，于是通过一连串的氢键形成与断开，使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水，水分子能够畅通流出膜外。

I. 为什么提高反渗透系统的压力,纯水的电导率下降而不是上升

透过膜的水来通量增加源与进水压力的增加存在直线关系，增加进水压力也增加了脱盐率，但是两者间的变化关系没有线性关系，而且达到一定程度后脱盐率将不再增加。

由于RO膜对进水中的溶解性盐类不可能绝对完美地截留，总有一定量的透过量，随着压力的增加，因为膜透过水的速率比传递盐分的速率快，这种透盐率的增加得到迅速地克服。但是，通过增加进水压力提高盐分的排除率有上限限制，正如图脱盐率曲线的平坦部分所示那样，超过一定的压力值，脱盐率不再增加，某些盐分还会与水分子耦合一同透过膜。

J. 导致RO膜失效的主要原因有哪些

RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是:逆渗透，一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过，其它杂质及重金属均由废水管排出，所有海水淡化的过程，以及太空人废水回收处理均采用此方法，因此 RO 膜又称体外的高科技人工肾脏。

反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”. RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 RO反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10*-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm（RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1μs/cm）, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2M .cm，超过国家实验室一级用水标准（GB 6682—92）。

首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的。 RO膜原理图
[1]反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。 反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N=Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为： π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。 反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。 反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水（见卤水）淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，目前其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

1950年美国科学家DR.S.Sourirajan有一回无意发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后,吐出一小口的海水,而产生疑问,因为陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水的.经过解剖发现海鸥体内有一层薄膜,该薄膜非常精密,海水经由海鸥吸入体内后加压,再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外,此即往后反渗透法的基本理论架构;并在1953年由University of Florida应用于海水淡化去除盐份设备,在1960年经美国联邦政府专案支助美国U.C.L.A大学医学院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士着手研究反渗透膜,一年约投入四亿美元经费研究,以运用于太空人使用,使太空船不用运载大量的饮用水升空,直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多,使之质与量更加精进,从而解决了人类钦用水中的难题.

反渗透机理模型有几个经典模型 1.优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。Sourirajan 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，邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。即 膜干时，膜收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到； 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。 海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001 微米），也就是1×10^10m ，而水分子的直径是4×10^10m ，试问水分子如何透过？ RO （干）膜的孔径=1×10m，应该是“干膜”的孔径。膜分子结构是有弹性的，当“干RO膜”被水溶胀后，其“湿膜”的孔径>≥1×10m，达到水分子的4×10m是容易的，况且水分子也不是死硬的，是柔性的，正好似“柔情似水”。

清洗ro膜元件的一般步骤： 一、用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。 二、用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。 三、将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。 四、清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。 五、用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。 六、在冲洗反渗透系统后，在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统，直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常15~30分钟)。

1.3反渗透设备消毒和保养不力导致微生物的污染沈阳水处理设备沈阳纯净水处理设备,沈阳反渗透RO膜

这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题,因为聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中没有正确投加氯等消毒剂,加上用户对微生物的预防重视不够,容易导致微生物的污染。目前许多厂家生产的纯水微生物超标,就是消毒、保养不力造成的。
主要表现为:出厂时,RO设备没有采用消毒液保养;设备安装好后没有对整个管路和预处理设备消毒;间断运行不采取消毒和保养措施;没有定期对预处理设备和反渗透设备消毒;保养液失效或浓度不够。1反渗透设备的操作不当引起膜性能的损坏
1.1反渗透设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜
常有两种情况发生:A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时,如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,保证管路不漏。总之,应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。
1.2反渗透设备关机时的方法不正确

再者污染往往不是单一的,其表现的症状也有一定的差别,使得污染的鉴别更困难。
鉴别污染类型要综合原水水质,设计参数,污染指数,运行记录,设备性能变化及微生物指标等加以判断:沈阳水处理设备沈阳纯净水处理设备,沈阳反渗透RO膜
(1)胶体污染:发生胶体污染时,通常伴随着以下两个特性:A、前处理中微滤器堵塞得很快,尤其是压差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。
(2)微生物污染:发生微生物污染时,RO设备的透过水和浓缩水中的细菌总数都比较高,平时一定没有按要求进行保养和消毒。
(3)钙垢:可依据原水水质及设计参数进行判断。对碳酸盐型水而言,如果回收率为75%时,设计时投加了阻垢剂,浓缩液的LSI应小于1;不投加阻垢剂时浓缩液的LSI应小于零,一般不会产生钙垢。
(4)可用1/4英寸的PVC塑料管插入组件中测试组件不同部位的性能变化进行判断。
(5)根据设备性能的变化判断污染的类型。
(6)可用酸洗(如柠檬酸、稀HNO3),根据清洗的效果和清洗液判断钙垢,通过清洗液成分分析进一步证实
(7)对清洗液进行化学分析:取原水、清洗原液、清洗液,三个样分析。
在确定了污染的类型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能确定污染的类型时,通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH为3)的步骤清洗。
二、防止膜性能的损坏
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。
反渗透设备试机完后,我们采用过两种方法保护膜。设备试机运行两天(15～24h),然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气,保证设备不漏,关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果。第一种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。
1.4反渗透设备余氯监测不力
如投加NaHSO3的泵失灵或药液失效,或活性炭饱和时因余氯损坏膜。
2清洗不及时与清洗方法不正确导致的膜性能的损坏
设备在使用过程中,除了性能的正常衰减外,由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。EDI高纯水设备通常的污染主要有化学垢,有机物及胶体污染,微生物污染等。不同的污染表现出的症状是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。沈阳水处理设备沈阳纯净水处理设备,沈阳反渗透RO膜
在工程中我们发现,污染时间的长短不一样,其症状也不一样。如:膜发生碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时,主要表现为脱盐率的迅速下降,压差缓慢增大,而产水量变化不明显,用柠檬酸清洗能完全恢复性能。污染时间为一年(某纯水机),盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L(原水为140mg/L～160mg/L),产水量由230L/h下降为50L/h,用柠檬酸清洗后,盐通量降为7mg/L,产水量上升至210L/h。