反滲透膜綜述（一）

反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜，是反滲透技術的核心構件。反滲透技術原理是在高於溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜 而將這些物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。係統具有水質好、耗能低、工藝簡單、操作簡便等優點。

一、反滲透膜簡介

反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表麵微孔的直徑一般在0.5～10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

1、反滲透膜應具有以下特征：

（1）在高流速下應具有高脫鹽率；

（2）具有較高機械強度和使用壽命；

（3）能在較低操作壓力下發揮功能；

（4）能耐受化學或生化作用的影響；

（5）受pH值、溫度等因素影響較小；

（6）製膜原料來源容易，加工簡便，成本低廉。

反滲透膜的結構，有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚酰胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作，主要用於純水製備和水處理行業中。

2、反滲透膜原理

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為水力滲透係數，它隨溫度升高稍有變大；

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複合膜。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，從而取得淨製的水。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，其應用範圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方麵。

3、反滲透膜過濾精度

反滲透膜能截留大於0.0001微米的物質，是很精細的一種膜分離產品，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大於100的有機物，同時允許水分子通過。

二、反滲透膜選型

經常有客戶問到在我們選擇反滲透RO膜需要考慮哪些性能指標。通常分為三個：脫鹽率、產水量、回收率。

1、RO反滲透膜的脫鹽率和透鹽率

RO反滲透膜元件的脫鹽率在其製造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決於反滲透RO膜元件表麵超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產水量越低。反滲透膜對不同物質的脫鹽率主要由物質的結構和分子量決定，對高價離子及複雜單價離子的脫鹽率可以超過99%，對單價離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也可超過了百分之九十八（反滲透膜使用時間越長，化學清洗次數越多，反滲透膜脫鹽率越低）對分子量大於100的有機物脫除率也可過到百分之九十八，但對分子量小於100的有機物脫除率較低。

反滲透膜的脫鹽率和透鹽率計算方法：

RO膜的鹽透過率=RO膜產水濃度/進水濃度；

RO膜的脫鹽率=1–RO膜的產水含鹽量/進水含鹽量；

RO膜的透鹽率=1–脫鹽率。

2、反滲透膜的產水量和滲透流率

RO膜的產水量——指反滲透係統的產水能力，即單位時間內透過RO膜的水量，通常用噸/小時或加侖/天來表示。

RO膜的滲透流率——也是表示反滲透膜元件產水量的重要指標。指單位膜麵積上透過液的流率，通常用加侖每平方英尺每天（GFD）表示。過高的滲透流率將導致垂直於RO膜表麵的水流速加快，加劇膜汙染。

3、反滲透膜的回收率

RO膜的回收率——指反滲透膜係統中給水轉化成為產水或透過液的百分比。依據反滲透係統中預處理的進水水質及用水要求而定的。RO膜係統的回收率在設計時就已經確定。

（1）RO膜的回收率=RO膜的產水流量/進水流量

（2）反滲透（納濾）膜組件的回收率、鹽透過率、脫鹽率計算公式如下：

反滲透膜組件的回收率= RO膜組件產水量/進水量

反滲透膜組件的鹽分透過率=RO膜組件產水濃度/進水濃度