RO膜概述
RO是英文Reverse Osmosis 的縮寫(xiě),中文意思是反滲透。一般水的流動(dòng)方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理:由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬(wàn)分之一(0.0001微米),一般肉眼無(wú)法看到,細(xì)菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分礦物離子能夠通過(guò)(通過(guò)的離子無(wú)益損取向),其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出。所有海水淡化的過(guò)程,以及太空人廢水回收處理均采用此方法,因此RO膜又稱(chēng)體外的高科技“人工腎臟”。國(guó)內(nèi)外,醫(yī)學(xué)民用領(lǐng)域,都采取RO膜進(jìn)行高分子過(guò)濾。
反滲透是60年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù),是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過(guò)程。反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,縮寫(xiě)為“RO”。
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術(shù)是利用滲透壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù),源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉(zhuǎn)化為民用,已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。
RO反滲透膜孔徑小至納米級(jí)(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,水分子可以通過(guò)RO膜,而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過(guò)RO膜,從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。
RO膜工作原理
要了解反滲透,首先要了解“滲透”的概念。
滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種含有不同鹽類(lèi)的水,如用一張半滲透性的薄膜分開(kāi)就會(huì)發(fā)現(xiàn),含鹽量少的一邊的水分會(huì)透過(guò)膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止,這一過(guò)程稱(chēng)為滲透。然而,要完成這一過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間。但如果在含鹽量高的水側(cè),施加一個(gè)壓力,其結(jié)果也可以使上述滲透停止,這時(shí)的壓力稱(chēng)為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使方向向反方向滲透,而鹽分剩下。因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。
反滲透又稱(chēng)逆滲透,一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí),溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)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(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水。
反滲透時(shí),溶劑的滲透速率即液流能量N為:N=Kh(Δp-Δπ) (式中Kh為水力滲透系數(shù),隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側(cè)的靜壓差;Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差)。稀溶液的滲透壓π為:π=iCRT(式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù);C為溶質(zhì)的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數(shù);T為溫度。)
反滲透通常使用非對(duì)稱(chēng)膜和復(fù)合膜,所用的設(shè)備主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。反滲透膜能截留水中的各種無(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì),從而取得凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單,能耗低,近20年來(lái)得到迅速發(fā)展。現(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,并與離子交換結(jié)合制取高純水,其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大,已開(kāi)始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
用途
RO膜民用方面最多是用于純水機(jī)方面,作為純水機(jī)凈化的過(guò)濾裝置之一,在自來(lái)水到凈水的過(guò)濾中起了最核心的作用。RO膜能夠有效的去除水中鈣、鎂、細(xì)菌、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、金屬離子和放射性物質(zhì)等,經(jīng)過(guò)該裝置凈化出的水晶瑩清澈、甜美甘醇。該裝置適用于家庭和賓館、酒店、醫(yī)院等企事業(yè)單位飲用凈水使用。