反渗透膜原理演示动画（反渗透膜的原理是什么）

发表时间：2023-06-07 03:52:01 编辑：星光

星光电脑为您整理了反渗透膜原理演示动画，还有反渗透膜的原理是什么和反渗透RO膜作用原理是什么，下面一起来看反渗透膜的工作原理吧。

反渗透RO膜作用原理是什么?

反渗透膜原理：

反渗透膜的工作需要借助外力对膜的一侧的溶液施加压力，当这个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，在压力的作用下反渗透膜的膜孔只有0.0001微米，一些杂质分子化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过，就会留在浓液溶的一侧，然后排出。

从而在膜的低压侧可以得干净的溶液，也就是渗透液。高压侧得到浓缩的溶液，就是浓缩液。若是用在海水淡化的行业，在膜的低压的一侧可以得到淡水，在高压侧得到的就是卤水，由于反渗透膜使用简单，过滤效果好，所以在水处理行业使用广泛

反渗透膜的作用：

以前人们都把工业废水、生活污水等大量排入江河，对水质造成了非常严重的污染，导致现在有一些地方的水根本没方喝了。所以现在国家非常重视这一个问题，现在很多企业，工厂的污水都必须经过一定的处理达标后才能排放。这时候很多人就会利用反渗透膜，反渗透技术需要在高压泵的作用下，使得污水经过反渗透膜时，大于反渗透膜孔径的水中的杂质不能通过这样就使得与水分子分离出来了，这样就可以达到一个去除对生活或者生产有害的微生物、胶体、有机物、溶解盐类的效果，经过反渗透膜技术处理的污水、废水等可以再利用，甚至达到了饮用水的高标准。

反渗透膜的原理是什么?

RO反渗透膜是一种对透过的物质具有选择性的半透膜，只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜，RO反渗透膜基本上算是理想的半透膜。当相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于RO反渗透膜的两侧时，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，这一现象即为渗透。

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。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。

反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于反渗透膜选择性截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。RO反渗透膜已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

RO反渗透的原理是什么?

RO反渗透膜的工作原理：

当半透膜稀溶液侧与浓溶液侧压力相同时，稀溶液中的水透过半透膜进入浓溶液侧使浓溶液浓度降低的现象称为渗透。此时，单位时间内从稀溶液侧透过半透膜进入浓溶液侧的水分子数多于从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧的水分子数，使得浓溶液浓度降低。

当单位时间内，从两个方向透过半透膜的水分子数相等时，渗透即达到平衡。若在浓溶液侧外加一定的压力，恰好能使稀溶液侧和浓溶液侧的渗透达到平衡，这个外加的压力即称为渗透压。渗透压的大小不仅取决于溶液系统，且与溶质浓度及温度有关，若在浓溶液侧的外加压力超过了渗透压，则会使单位时间内从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧的水分子数多于从稀溶液侧透过半透膜进入浓溶液侧的水分子数，此过程称为反渗透。

RO反渗透膜分离技术：

RO反渗透膜技术的分离过程是利用半透膜只允许水通过而截留溶解固形物的性质，以膜两侧的渗透压差为推动力，使水从浓溶液侧透过半透膜进入稀溶液侧从而实现浓溶液侧溶质和溶剂进行分离的膜过程。因此，RO膜技术的分离过程应具备如下条件：

一、所用的半透膜应具有渗透性高和选择性高的特性，

二、半透膜两侧的净压差大于零。

反渗透膜的工作原理

当把相同体积的稀溶液和浓液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。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。
世界上从反渗透过程的传质机理及模型来说，主要有三种学说：
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：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。
溶剂和溶质在膜中的扩散服从Fick定律，这种模型认为溶剂和溶质都可能溶于膜表面，因此物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度，溶质的扩散系数比水分子的扩散系数要小得多，因而透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。
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。
3、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。