反渗透除盐原理及反渗透膜分类

反渗透除盐原理及反渗透膜分类

反渗透是20世纪60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。

要了解反渗透法除盐原理，先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象，当两种含有不同浓度盐类的水，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，这一过程也称为自然渗透。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，这是的眼里称为渗透压力。如果压力再加大，可以使水向反方向渗透，而盐分剩下。因此，反渗透除盐的原理，就是在有盐分的水中（如盐水），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到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中盐分的目的，这就是反渗透除盐原理。如下图所示：

目前，反渗透如以其膜材料化学组成的来分，主要有纤维素膜和非纤维素膜两大类。如按膜材料的物理结构来分，大致可分为非对称膜和复合膜等。

在纤维素类膜最广泛使用的是醋酸纤维素膜（简称CA膜）。该膜总厚度约为100um,其表层的厚度约为0.25um,表皮层中布满微孔，孔径约0.5~1.0nm，故可以滤除极细的粒子，而多孔支撑的孔径很大，约有几百nm，故该种不对称结构的膜又称为非对称膜。在反渗透操作中，醋酸纤维素膜只有表皮层与高压原水接触才能达到预期的脱盐效果，决不能倒置。

非纤维素类膜以芳香聚酰胺为主要品种，其他还有聚哌嗪酰胺膜，聚苯骈咪唑膜，聚砜酰胺膜，聚四氟乙烯接枝膜，聚乙烯亚胺膜等等。近年来发展起来的聚酰胺符合膜，是由一层聚酰无纺织物作支持层，由于聚酰无纺织物非常不规则并且太疏松，不适合作为盐屏障层的底层，因而将微孔工程塑料聚砜浇铸在无纺织物表面上。聚砜层表面的孔控制在大约15nm。屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺，厚度大约在200nm。高交联度芳香聚酰胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。由于这种膜是由三层不同材料符合而成故称为符合膜。