膜分离工程 第六章 反渗透
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边界层l 料液侧
溶质浓度变化
膜
透过 液侧
Ⅰ
Ⅱ
反渗透过程浓差极化示意图
• 浓差极化的度量—浓差极化比
xsi J exp( )， xs1 ck
D k l
J 透过液的总渗透通量， km ol/ m 2 s xsi , xs1 溶质S在膜表面处和在溶液主 体的摩尔分数
3 c 界面Ⅰ处料液总浓度， kmol/m
AM AM
• 以上三个参数对膜性能研究很重要
25℃时部分典型溶液的渗透压数据
浓度 组分 NaCl 海水 NaCl 苦咸水 mg/L 35000 32000 2000 20005000 mol/L 0.60 -0.034 2 -渗透压 MPa 2.8 2.4 0.16 0.105 -0.28 psi 398 340 22.8 1540 MgSO4 MgCl2 CaCl2 蔗糖 组分 mg/L 浓度 mol/L 渗透压 MPa 0.025 0.068 0.058 0.007 psi 3.6 9.7 8.3 1.05
反渗透的原理和相关概念
• 半透膜定义：能够让溶液中一种或几种组分通过而其他组分不能 通过的选择性膜 •渗透的定义：一种溶剂通过半透膜进入另一种溶液或者一种稀溶液 向一种浓溶液的自发流动。 •渗透平衡：渗透发生后，单位时间内从纯溶剂侧通过半透膜进入溶
液侧的溶剂分子数目多于从溶液侧通过半透膜进入溶剂侧的溶剂分
渗透压
• 根据渗透平衡的基本热力学理论，溶液渗透压 π和溶剂（水）的活度系数aB的关系式为： VB RT ln aB pB aB B X B ' • 而活度
pB
• T——体系绝对温度，K； R——气体常数，J/(mol· K)； • VB——溶剂（水）的偏摩尔体积，m3/mol；
H2O H2O H2O H2O
界面
多孔膜
临界孔径
膜表面
(a)膜表面对水的优先吸附
水在膜表面处的流动
界面上的脱盐水
t
多孔膜 2t
多孔膜
界面上膜的临界孔径
如果毛细孔直径恰等于2倍纯水层的厚度，则可使纯水的透 过速度最大，而又不致令盐从毛细孔中漏出，即同时达到最 大程度的脱盐。
3、扩散—细孔流理论
• 此理论由Sherwood提出，介于溶解扩散理 论和优先吸附-毛细孔流动理论之间。 • 该理论假设膜表面存在细孔，溶质和溶剂 在细孔和溶解扩散的共同作用下透过膜； 膜的透过特性，既取决于细孔流，也取决 于溶质、溶剂在膜表面的扩散系数。
1000 0.00831 1000 1000 0.0105 0.009
1000 0.00292
NaHCO3
Na2SO4
1000
1000
0.011 9
0.007 05
0.09
0.042
12.8 葡萄糖 1000
6.0
0.0055
0.014
2.0
反渗透过程中的浓差极化 • 浓差极化 在反渗透过程中，大部分溶质被截留并在 膜的表面积累，故从料液主体到膜表面建立一层有溶质浓 度梯度的边界层，溶质在膜表面的浓度高于在料液主体的 浓度，这种现象叫浓差极化。
5、自由体积理论（Yasuda安田）
• 该理论认为：膜的自由体积包括聚合物的 自由体积和水的自由体积。 • 聚合物的自由体积指无水溶胀的由无规则 高分子线团堆积而成的膜中，未被高分子 占据的空间。 • 水的自由体积指水溶胀的膜中，纯水所占 据的空间。 • 该理论假设：水可以在整个膜的自由体积 中迁移，而盐只能在水的自由体积中迁移， 从而使膜具有选择透过性。
π =P · R· T ·∑ci
上式表明实际溶液渗透压 π 与溶质性质有关， 渗透参数P表示溶质的离解状态
稳定条件下的反渗透过程 反渗透过程中的浓度分布
Cw 微元薄层 Cb Cp C
v Ｊ
膜
x
反渗透膜的基本迁移方程
• 该方程是以优先吸附-毛细孔流机理为基础建立的。 • 令Xb、 Xw 、 Xp分别表示任意时间、任意点主体 溶液、浓相溶液、产品溶液中溶质的mol分数，则 • 反渗透运行条件下： • Δπ=π（Xw）-π （Xp） • Δp=p-Δπ
• γB——水的活度系数；
XB——水的摩尔分率； • pB——与水溶液相平衡水的蒸汽压，MPa； • p’B——纯溶剂水的蒸汽压，MPa。
渗透压的计算
• 对理想溶液，渗透压π0可用Vant Hoff方程：
π0 = R· T ·∑ci
式中ci为水中i溶质的摩尔浓度，mol/L。上 式表明溶液渗透压π0与溶质性质无关 • 对实际溶液，可以引入渗透参数P来校正。
k 溶质S的传质系数, m / s D 溶质在膜内的扩散系数 ，m 2 / s
浓差极化比越大，浓差极化越严重。
二、反渗透膜
1. 反渗透膜的性能要求和指标
(1) 膜的化学稳定性
(2) 膜的耐热性和机械强度
(3) 膜的理化指标
(4) 膜的分离透过特性指标 2. 膜运行条件的影响因素及膜表面的浓差极化 (1) 膜的水通量和脱盐率 (2) 膜表面的浓差极化 3. 膜的材料和结构特点
(1) 膜的化学稳定性
• 膜的化学稳定性主要指膜的抗氧化性和抗水解性。 • 膜材料都是高分子化合物，而水溶液中含有次氯酸钠、溶解氧、 双氧水、六价铬等氧化剂，这些氧化剂会造成膜的氧化，影响 膜的性能和寿命。因此若分离含氧化剂的水溶液，应尽量避免 用含键能很低的O-O键或N-N键的膜，以提高膜的抗氧化能力， 如，芳香聚酰胺膜中因有一定的N-N键，在氧化剂含量较高时易 断裂，故其抗氧化性不如醋酸纤维膜。 • 膜的水解和氧化是同时发生的。当制备膜的高分子化合物中含 －CONH－（酰胺基）、－COOR（酯基）、－CN等时，在酸 或碱的作用下，易发生水解反应，使膜破坏，而聚砜、聚苯乙 烯、聚碳酸酯、聚苯醚等材料的抗水解性能优越，但由于其缺 少亲水基团，故透水性差，常用做制作膜表面有孔的超滤膜和 微孔滤膜。
• 通过细孔的溶液量与整个膜的透水量之比 越小；溶Leabharlann Baidu比溶质在膜中的扩散系数越大， 则膜的选择性越好！
4、氢键理论（ Reid）
该模型认为，膜的表层很致密，其上有大量的 活化点，键合一定数目的结合水，这种水已经失去 溶剂化能力，盐水中的盐不能溶于其中。进料液中 的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔 合，使该活化点上其他结合水缔解下来，并与膜内 部的活化点进一步缔合，使该点原有的结合水缔解 下来，此过程不断从膜面向内部进行，以这种顺序 扩散的方式，水分子从膜面进入膜内，最后从底层 解脱，成为产品水。而盐是通过高分子链间空穴， 以空穴型扩散，从膜面逐渐到产品水中的。
• 膜材质
• 允许使用的压力 • 适用的pH范围 • 耐O2和Cl2等氧化性物质的能力 • 抗微生物、细菌的侵蚀能力
• 2、操作压力必须高于溶液渗透压。
反渗透是一种高效节能技术，其特点如下： • 1、RO过程可在常温下进行，无相变、能耗低，可用于热 敏物质的分离，浓缩； • 2、RO可以有效除去盐和有机小分子杂质
反渗透的特点
• 3、RO具有较高的脱盐率和较高的水回用率
• 4、膜分离装置简单，操作简便，便于实验自动化； • 5、RO分离过程要在高压下进行，因此需配备高 压泵和耐高压管路； • 6、RO分离装置对进水指标有较高要求，需对原 水进行预处理 • 7、分离过程易产生膜污染，为延长膜使用寿命和 提高分离效率，需定期对膜进行清洗。
• Δπ——料液与渗透液间的渗透压差，MPa • Δp——料液与渗透液间的静压差，MPa
• • • •
极限条件下[π（Xw）≈π （Xb）时] 当p≤ π（Xw）时 p=Δπ ； Δp=0 即可得到溶质最大分离
反渗透膜的基本迁移方程
• 溶质和溶剂水通过膜的基本迁移方程为
D AM JA (c w X w c p X p ) K
J B Ap A p X w X p
• • • • • • • • p——操作压力，MPa A——纯水渗透参数，mol/m2· s· MPa D AM 2 s· MPa K ——溶质渗透参数，mol/m · K——溶质在膜与溶液间的分配系数 δ——膜厚，cm DAM ——溶质在膜相的扩散系数，cm2/s cw、cp ——溶液的摩尔浓度，mol/L JA、JB ——溶质、溶剂（水）透过膜的摩尔速率。
水、盐和膜之间相互作用也没有考虑。
2. 优先吸附-毛细孔流动模型
• 优先被吸附的组分在膜面上形成一层吸附层，吸附 力弱的组分在膜上浓度急骤下降，在外压作用下， 优先被吸附的组分通过膜毛细孔而透过膜。 与膜表面化学性质和孔结构等多种因素有关。 • 由Sourirajan于1963年建立。 • 他认为用于水溶液中脱盐的反渗透膜是多孔的并有 一定亲水性，而对盐类有一定排斥性质。 • 在膜面上始终存在着一层纯水层，其厚度可为几个 水分子的大小。在压力下，就可连续地使纯水层流 经毛细孔。
(2) 膜的耐热性和机械强度
• 反渗透膜有时需在较高温度下使用，故需耐热。
• 膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现，其 中包括膜的耐磨性。在压力作用下，膜的压缩和 剪切蠕变以及表现出的压密现象，会导致膜的透 过速度下降。如能将膜直接制作在高强度的支撑
材料上，会增加膜的机械强度。
(3) 膜的理化指标
优先吸附毛细孔流动模型
压力
H2O H2O Na+ClNa+ClNa+ClNa+ClNa+ClH2O 膜表面 H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O Na+Cl- H2O Na+Cl- H2O Na+ClNa+ClNa+ClH2O H2O H2O H2O H2O
主体溶液
• 反渗透过程可以分为三类：
高压反渗透（5.6~10.5MPa）， 低压反渗透（1.0~4.2MPa）， 纳滤（0.3~1.0MPa）。
• 反渗透膜上的微孔孔径约为 0.5nm，而无 机盐离子的直径仅为0.1~0.3nm，水合离 子的直径为0.3~0.6nm，略小于孔径，无 法用分子筛分原理来解释RO分离现象。
反渗透膜的基本迁移方程
• A——纯水渗透参数，mol/m2· s·MPa
A
• • • • • • •
PWP
M r S 3600 p
[PWP]——纯水渗透性，L/（h· cm2） S——膜的有效面积，m2 Mr——水的相对分子质量 A表示没有任何浓差极化情况下纯水的迁移量，与溶质无关。 D 与溶质性质、膜材料、膜孔结构有关 K D A和 K 都与料液的浓度、流速无关。 传质系数k，是与流动状态及溶液性质相关联的特性参数
反渗透（RO） （Reverse osmosis ）
0.1～10m： 细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、 蛋白等
微滤
0.002～ 0.1m： 蛋白、颜料、多糖、大分子
超滤 纳滤
0.0005～0.002m： 低聚糖、染料、多价离子
反渗透0.0001～0.001m： 电解质、大于100Da的有机溶质
子数，使得溶液浓度降低。当两个方向通过半透膜的溶剂分子数目 相等时，即达到渗透平衡。
•渗透压定义： 如果在溶液侧加上一个外加的压力，恰好能阻止纯
溶剂侧的溶剂分子通过半透膜进入溶液侧，则此压力称为渗透压。 •渗透压是溶液的一个性质，与膜无关。
反渗透原理图
反渗透所需具备的条件和特点
反渗透过程必须具备两个条件： • 1、必须有高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择 性半透膜
反渗透的分离机理
1. 溶解扩散理论（Lonsdale和Riley）
该模型假设膜是完美无缺的理想无孔膜，高压侧浓溶
液中各组分先溶于膜中，再以分子扩散方式通过厚度为δ 的膜，最后在低压侧进入稀溶液。溶质和溶剂在扩散中服 从Fick定律。 该模型基本上可定量的描述水和盐透过膜的传递，但
推导中的一些假设并不符合真实情况，另外，传递过程中
水、小于100Da的有机溶质
1、RO的发展 2、反渗透的原理和相关概念 3、反渗透的分离机理 4、反渗透膜的性能要求和指标 5、反渗透膜的除盐分离特性
6、浓差极化危害及对策 7、RO应用
RO的发展
• 1953年，佛罗里达大学的Reid教授明确提 出了反渗透技术的概念。同年，在他的建 议下反渗透被列入美国国家计划。 • 1960年L-S相转化法制成的首张相转化膜即 为反渗透膜 • 目前，RO技术已成为海水和苦咸水淡化中 最经济的技术。
溶质浓度变化
膜
透过 液侧
Ⅰ
Ⅱ
反渗透过程浓差极化示意图
• 浓差极化的度量—浓差极化比
xsi J exp( )， xs1 ck
D k l
J 透过液的总渗透通量， km ol/ m 2 s xsi , xs1 溶质S在膜表面处和在溶液主 体的摩尔分数
3 c 界面Ⅰ处料液总浓度， kmol/m
AM AM
• 以上三个参数对膜性能研究很重要
25℃时部分典型溶液的渗透压数据
浓度 组分 NaCl 海水 NaCl 苦咸水 mg/L 35000 32000 2000 20005000 mol/L 0.60 -0.034 2 -渗透压 MPa 2.8 2.4 0.16 0.105 -0.28 psi 398 340 22.8 1540 MgSO4 MgCl2 CaCl2 蔗糖 组分 mg/L 浓度 mol/L 渗透压 MPa 0.025 0.068 0.058 0.007 psi 3.6 9.7 8.3 1.05
反渗透的原理和相关概念
• 半透膜定义：能够让溶液中一种或几种组分通过而其他组分不能 通过的选择性膜 •渗透的定义：一种溶剂通过半透膜进入另一种溶液或者一种稀溶液 向一种浓溶液的自发流动。 •渗透平衡：渗透发生后，单位时间内从纯溶剂侧通过半透膜进入溶
液侧的溶剂分子数目多于从溶液侧通过半透膜进入溶剂侧的溶剂分
渗透压
• 根据渗透平衡的基本热力学理论，溶液渗透压 π和溶剂（水）的活度系数aB的关系式为： VB RT ln aB pB aB B X B ' • 而活度
pB
• T——体系绝对温度，K； R——气体常数，J/(mol· K)； • VB——溶剂（水）的偏摩尔体积，m3/mol；
H2O H2O H2O H2O
界面
多孔膜
临界孔径
膜表面
(a)膜表面对水的优先吸附
水在膜表面处的流动
界面上的脱盐水
t
多孔膜 2t
多孔膜
界面上膜的临界孔径
如果毛细孔直径恰等于2倍纯水层的厚度，则可使纯水的透 过速度最大，而又不致令盐从毛细孔中漏出，即同时达到最 大程度的脱盐。
3、扩散—细孔流理论
• 此理论由Sherwood提出，介于溶解扩散理 论和优先吸附-毛细孔流动理论之间。 • 该理论假设膜表面存在细孔，溶质和溶剂 在细孔和溶解扩散的共同作用下透过膜； 膜的透过特性，既取决于细孔流，也取决 于溶质、溶剂在膜表面的扩散系数。
1000 0.00831 1000 1000 0.0105 0.009
1000 0.00292
NaHCO3
Na2SO4
1000
1000
0.011 9
0.007 05
0.09
0.042
12.8 葡萄糖 1000
6.0
0.0055
0.014
2.0
反渗透过程中的浓差极化 • 浓差极化 在反渗透过程中，大部分溶质被截留并在 膜的表面积累，故从料液主体到膜表面建立一层有溶质浓 度梯度的边界层，溶质在膜表面的浓度高于在料液主体的 浓度，这种现象叫浓差极化。
5、自由体积理论（Yasuda安田）
• 该理论认为：膜的自由体积包括聚合物的 自由体积和水的自由体积。 • 聚合物的自由体积指无水溶胀的由无规则 高分子线团堆积而成的膜中，未被高分子 占据的空间。 • 水的自由体积指水溶胀的膜中，纯水所占 据的空间。 • 该理论假设：水可以在整个膜的自由体积 中迁移，而盐只能在水的自由体积中迁移， 从而使膜具有选择透过性。
π =P · R· T ·∑ci
上式表明实际溶液渗透压 π 与溶质性质有关， 渗透参数P表示溶质的离解状态
稳定条件下的反渗透过程 反渗透过程中的浓度分布
Cw 微元薄层 Cb Cp C
v Ｊ
膜
x
反渗透膜的基本迁移方程
• 该方程是以优先吸附-毛细孔流机理为基础建立的。 • 令Xb、 Xw 、 Xp分别表示任意时间、任意点主体 溶液、浓相溶液、产品溶液中溶质的mol分数，则 • 反渗透运行条件下： • Δπ=π（Xw）-π （Xp） • Δp=p-Δπ
• γB——水的活度系数；
XB——水的摩尔分率； • pB——与水溶液相平衡水的蒸汽压，MPa； • p’B——纯溶剂水的蒸汽压，MPa。
渗透压的计算
• 对理想溶液，渗透压π0可用Vant Hoff方程：
π0 = R· T ·∑ci
式中ci为水中i溶质的摩尔浓度，mol/L。上 式表明溶液渗透压π0与溶质性质无关 • 对实际溶液，可以引入渗透参数P来校正。
k 溶质S的传质系数, m / s D 溶质在膜内的扩散系数 ，m 2 / s
浓差极化比越大，浓差极化越严重。
二、反渗透膜
1. 反渗透膜的性能要求和指标
(1) 膜的化学稳定性
(2) 膜的耐热性和机械强度
(3) 膜的理化指标
(4) 膜的分离透过特性指标 2. 膜运行条件的影响因素及膜表面的浓差极化 (1) 膜的水通量和脱盐率 (2) 膜表面的浓差极化 3. 膜的材料和结构特点
(1) 膜的化学稳定性
• 膜的化学稳定性主要指膜的抗氧化性和抗水解性。 • 膜材料都是高分子化合物，而水溶液中含有次氯酸钠、溶解氧、 双氧水、六价铬等氧化剂，这些氧化剂会造成膜的氧化，影响 膜的性能和寿命。因此若分离含氧化剂的水溶液，应尽量避免 用含键能很低的O-O键或N-N键的膜，以提高膜的抗氧化能力， 如，芳香聚酰胺膜中因有一定的N-N键，在氧化剂含量较高时易 断裂，故其抗氧化性不如醋酸纤维膜。 • 膜的水解和氧化是同时发生的。当制备膜的高分子化合物中含 －CONH－（酰胺基）、－COOR（酯基）、－CN等时，在酸 或碱的作用下，易发生水解反应，使膜破坏，而聚砜、聚苯乙 烯、聚碳酸酯、聚苯醚等材料的抗水解性能优越，但由于其缺 少亲水基团，故透水性差，常用做制作膜表面有孔的超滤膜和 微孔滤膜。
• 通过细孔的溶液量与整个膜的透水量之比 越小；溶Leabharlann Baidu比溶质在膜中的扩散系数越大， 则膜的选择性越好！
4、氢键理论（ Reid）
该模型认为，膜的表层很致密，其上有大量的 活化点，键合一定数目的结合水，这种水已经失去 溶剂化能力，盐水中的盐不能溶于其中。进料液中 的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔 合，使该活化点上其他结合水缔解下来，并与膜内 部的活化点进一步缔合，使该点原有的结合水缔解 下来，此过程不断从膜面向内部进行，以这种顺序 扩散的方式，水分子从膜面进入膜内，最后从底层 解脱，成为产品水。而盐是通过高分子链间空穴， 以空穴型扩散，从膜面逐渐到产品水中的。
• 膜材质
• 允许使用的压力 • 适用的pH范围 • 耐O2和Cl2等氧化性物质的能力 • 抗微生物、细菌的侵蚀能力
• 2、操作压力必须高于溶液渗透压。
反渗透是一种高效节能技术，其特点如下： • 1、RO过程可在常温下进行，无相变、能耗低，可用于热 敏物质的分离，浓缩； • 2、RO可以有效除去盐和有机小分子杂质
反渗透的特点
• 3、RO具有较高的脱盐率和较高的水回用率
• 4、膜分离装置简单，操作简便，便于实验自动化； • 5、RO分离过程要在高压下进行，因此需配备高 压泵和耐高压管路； • 6、RO分离装置对进水指标有较高要求，需对原 水进行预处理 • 7、分离过程易产生膜污染，为延长膜使用寿命和 提高分离效率，需定期对膜进行清洗。
• Δπ——料液与渗透液间的渗透压差，MPa • Δp——料液与渗透液间的静压差，MPa
• • • •
极限条件下[π（Xw）≈π （Xb）时] 当p≤ π（Xw）时 p=Δπ ； Δp=0 即可得到溶质最大分离
反渗透膜的基本迁移方程
• 溶质和溶剂水通过膜的基本迁移方程为
D AM JA (c w X w c p X p ) K
J B Ap A p X w X p
• • • • • • • • p——操作压力，MPa A——纯水渗透参数，mol/m2· s· MPa D AM 2 s· MPa K ——溶质渗透参数，mol/m · K——溶质在膜与溶液间的分配系数 δ——膜厚，cm DAM ——溶质在膜相的扩散系数，cm2/s cw、cp ——溶液的摩尔浓度，mol/L JA、JB ——溶质、溶剂（水）透过膜的摩尔速率。
水、盐和膜之间相互作用也没有考虑。
2. 优先吸附-毛细孔流动模型
• 优先被吸附的组分在膜面上形成一层吸附层，吸附 力弱的组分在膜上浓度急骤下降，在外压作用下， 优先被吸附的组分通过膜毛细孔而透过膜。 与膜表面化学性质和孔结构等多种因素有关。 • 由Sourirajan于1963年建立。 • 他认为用于水溶液中脱盐的反渗透膜是多孔的并有 一定亲水性，而对盐类有一定排斥性质。 • 在膜面上始终存在着一层纯水层，其厚度可为几个 水分子的大小。在压力下，就可连续地使纯水层流 经毛细孔。
(2) 膜的耐热性和机械强度
• 反渗透膜有时需在较高温度下使用，故需耐热。
• 膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现，其 中包括膜的耐磨性。在压力作用下，膜的压缩和 剪切蠕变以及表现出的压密现象，会导致膜的透 过速度下降。如能将膜直接制作在高强度的支撑
材料上，会增加膜的机械强度。
(3) 膜的理化指标
优先吸附毛细孔流动模型
压力
H2O H2O Na+ClNa+ClNa+ClNa+ClNa+ClH2O 膜表面 H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O Na+Cl- H2O Na+Cl- H2O Na+ClNa+ClNa+ClH2O H2O H2O H2O H2O
主体溶液
• 反渗透过程可以分为三类：
高压反渗透（5.6~10.5MPa）， 低压反渗透（1.0~4.2MPa）， 纳滤（0.3~1.0MPa）。
• 反渗透膜上的微孔孔径约为 0.5nm，而无 机盐离子的直径仅为0.1~0.3nm，水合离 子的直径为0.3~0.6nm，略小于孔径，无 法用分子筛分原理来解释RO分离现象。
反渗透膜的基本迁移方程
• A——纯水渗透参数，mol/m2· s·MPa
A
• • • • • • •
PWP
M r S 3600 p
[PWP]——纯水渗透性，L/（h· cm2） S——膜的有效面积，m2 Mr——水的相对分子质量 A表示没有任何浓差极化情况下纯水的迁移量，与溶质无关。 D 与溶质性质、膜材料、膜孔结构有关 K D A和 K 都与料液的浓度、流速无关。 传质系数k，是与流动状态及溶液性质相关联的特性参数
反渗透（RO） （Reverse osmosis ）
0.1～10m： 细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、 蛋白等
微滤
0.002～ 0.1m： 蛋白、颜料、多糖、大分子
超滤 纳滤
0.0005～0.002m： 低聚糖、染料、多价离子
反渗透0.0001～0.001m： 电解质、大于100Da的有机溶质
子数，使得溶液浓度降低。当两个方向通过半透膜的溶剂分子数目 相等时，即达到渗透平衡。
•渗透压定义： 如果在溶液侧加上一个外加的压力，恰好能阻止纯
溶剂侧的溶剂分子通过半透膜进入溶液侧，则此压力称为渗透压。 •渗透压是溶液的一个性质，与膜无关。
反渗透原理图
反渗透所需具备的条件和特点
反渗透过程必须具备两个条件： • 1、必须有高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择 性半透膜
反渗透的分离机理
1. 溶解扩散理论（Lonsdale和Riley）
该模型假设膜是完美无缺的理想无孔膜，高压侧浓溶
液中各组分先溶于膜中，再以分子扩散方式通过厚度为δ 的膜，最后在低压侧进入稀溶液。溶质和溶剂在扩散中服 从Fick定律。 该模型基本上可定量的描述水和盐透过膜的传递，但
推导中的一些假设并不符合真实情况，另外，传递过程中
水、小于100Da的有机溶质
1、RO的发展 2、反渗透的原理和相关概念 3、反渗透的分离机理 4、反渗透膜的性能要求和指标 5、反渗透膜的除盐分离特性
6、浓差极化危害及对策 7、RO应用
RO的发展
• 1953年，佛罗里达大学的Reid教授明确提 出了反渗透技术的概念。同年，在他的建 议下反渗透被列入美国国家计划。 • 1960年L-S相转化法制成的首张相转化膜即 为反渗透膜 • 目前，RO技术已成为海水和苦咸水淡化中 最经济的技术。