反渗透特点、作用及在污水处理中的应用

1.反渗透和反渗透膜的特点

渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前就已经自觉或不自觉地使用渗透或反分离物质。如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一移，这一现象称渗透。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至H时，渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压元。溶液的渗透压与溶液的浓度、电解质的离子数、温度等因素有关。渗透过程达到衡后，水不再有渗透，渗透通量为零。如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶侧，这一过程就称为反渗透。

由此可见:a.反渗透也是以压力差作 反渗透膜

推动力的膜分离过程，且其操作压力高于溶液的渗透压;b.反渗透膜是一种高选择性和高透水性的半透膜。

其制备材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。目前研究得比较多和应用比较广的是醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜两种。反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有氢键理论、选择吸附-毛细管流动理论、溶解扩散理论等。

反渗透膜大部分为致密不对称膜，孔径小于0.5nm，流体阻力较大，因此，分离过程所需的压力很大(一般为2~10MPa，大于溶液的渗透压)，因而对设备结构的要求也高。可截留分子量小于500的所有溶质分子和离子(对NaCl的截留率在98%以上)，而仅让水透过膜，出水为无离子水。

反渗透装置与超滤装置相似，也是由多孔性支撑体和膜构成，装在坚固的壳内，有板框式、管式、卷式和中空纤维式等。其界面影响与超滤相似，不能滤过膜的溶质分子在膜表面的浓聚容易形成浓度极化现象，使通水量急剧减少。

2.反渗透在水处理中的应用

目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使用的现代分离技术，由于能够截留所有的离子、有机物、细菌、胶体粒子和发热物质，在海水和苦咸水的脱盐淡化、超纯水制备、废水处理等方面已经广泛应用，并具有其他方法不可比拟的优势。在废水处理领域，反渗透主要用于去除重金属离子，其中贵重金属被浓缩回收，渗透水也能重复利用。如电镀废水的处理、照相洗印废水的处理、酸性尾矿水的处理等。另外，反渗透在造纸废水、印染废水、石油化工废水、医院污水处理和城市污水的深度处理中也都获得了很好的效果。

3.反渗透与微滤、超滤、纳滤的比较

微滤、超滤、纳滤与反渗透都是以压力差为推动力使溶剂通过膜的分离过程，它们组成了分离溶液中的固体微粒、分子到离子的三级膜分离过程。一般来说，分离溶液中分子量化于500低分子物质和所有离子应该采用反渗透膜;分离溶液中分子量介于200~1000之间的小分子和高价盐分子最好选择纳滤膜;分离溶液中分子量大于 500分子或极细的胶体立子可以选择超滤膜;而分离溶液中直径为o.1~10pm的粒子应该选微孔膜。以上关于反透膜、纳滤膜、超滤膜和微孔膜之间的分界并不是十分严格和明确的，它们之间可能存一定的相互重叠。

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