Ⅰ 反滲透原理的技術基礎
滲透膜早已存在於自然界中,但直到年,Nollet發現水能自然的擴散到裝有酒精溶液的豬膀胱內,人類才發現了滲透現象。
自然的滲透過程中,溶劑通過滲透膜從低濃度向高濃度部分擴散;而反滲透是指在外界壓力作用下,濃溶液中的溶劑透過膜向稀溶液中擴散,具有這種功能的半透膜稱為反滲透膜,也稱RO(Reverse Osmoses)膜。
世界上從反滲透過程的傳質機理及模型來說,主要有三種學說:
1、溶解-擴散模型
Lonsdale等人提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表麵皮層看作為緻密無孔的膜,並假設溶質和溶劑都能溶於均質的非多孔膜表面層內,各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為:第一步,溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解;第二步,溶質和溶劑之間沒有相互作用,他們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層;第三步,溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。
在以上溶質和溶劑透過膜的過程中,一般假設第一步、第三步進行的很快,此時透過速率取決於第二步,即溶質和溶劑在化學位差的推動下以分子擴散方式通過膜。由於膜的選擇性,使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力,不僅取決於擴散系數,並且決定於其在膜中的溶解度。
溶劑和溶質在膜中的擴散服從Fick定律,這種模型認為溶劑和溶質都可能溶於膜表面,因此物質的滲透能力不僅取決於擴散系數,而且取決於其在膜中的溶解度,溶質的擴散系數比水分子的擴散系數要小得多,因而透過膜的水分子數量就比通過擴散而透過去的溶質數量更多。
2、 優先吸附—毛細孔流理論
當液體中溶有不同種類物質時,其表面張力將發生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機物質,可使其表面張力減小,但溶入某些無機鹽類,反而使其表面張力稍有增加,這是因為溶質的分散是不均勻的,即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同,這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時,若膜的化學性質使膜對溶質負吸附,對水是優先的正吸附,則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下,將通過膜表面的毛細孔,從而可獲取純水。
3、 氫鍵理論
在醋酸纖維素中,由於氫鍵和范德華力的作用,膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的為晶相區域,而大分子之間完全無序的為非晶相區域,水和溶質不能進入晶相區域。在接近醋酸纖維素分子的地方,水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會形成氫鍵並構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後,會引起水分子熵值的極大下降,形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里,結合水的佔有率很低,在孔的中央存在普通結構的水,不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水,並以有序擴散方式遷移,通過不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。
在壓力作用下,溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上的氧原子形成氫鍵,而原來水分子形成的氫鍵被斷開,水分子解離出來並隨之移到下一個活化點並形成新的氫鍵,於是通過一連串的氫鍵形成與斷開,使水分子離開膜表面的緻密活性層而進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水,水分子能夠暢通流出膜外。
Ⅱ 什麼是一級反滲透水什麼是二級反滲透水
一級反滲透是指一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離版操作。因為它和權自然滲透的方向相反,故稱反滲透。
根據各種物料的不同滲透壓,就可以使用大於滲透壓的反滲透壓力,即反滲透法,達到分離、提取、純化和濃縮的目的。
二級反滲透是指藉助壓力使水分子強迫透過對水分子有選擇透過作用的反滲透膜,即是反滲透凈水的原理。
這種裝置為反滲透裝置根椐各種物料的不同滲透壓,可以大於滲透壓的反滲透法進行分離、提取、純化和濃縮。可除去水中98%以上的溶解性鹽類和99%以上的膠體、微生物、微粒和有機物等。
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應用領域
電子、醫療、食品、鍋爐補給水等工業中純水、超純水的制備。太空水、蒸餾水的制備及啤酒和飲料用水的凈化。高壓鍋爐補給水的預脫鹽處理。
海水、苦鹹水的脫鹽淡化。制葯、輕紡、化工、食品等工業用於分離、濃縮、液體脫色為目的的工藝。工業生產中對水溶液進行有用物質的回收及應用。其它以分離細菌、熱源、膠體微粒及有機物為目的的分離過程。
Ⅲ 反滲透的基本原理
把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置於一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓,滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度,與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。 Lonsdale等人提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表麵皮層看作為緻密無孔的膜,並假設溶質和溶劑都能溶於均質的非多孔膜表面層內,各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為:第一步,溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解;第二步,溶質和溶劑之間沒有相互作用,他們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層;第三步,溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。
在以上溶質和溶劑透過膜的過程中,一般假設第一步、第三步進行的很快,此時透過速率取決於第二步,即溶質和溶劑在化學位差的推動下以分子擴散方式通過膜。由於膜的選擇性,使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質的滲透能力,不僅取決於擴散系數,並且決定於其在膜中的溶解度。 在醋酸纖維素中,由於氫鍵和范德華力的作用,膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的為晶相區域,而大分子之間完全無序的為非晶相區域,水和溶質不能進入晶相區域。在接近醋酸纖維素分子的地方,水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會形成氫鍵並構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了第一層水分子後,會引起水分子熵值的極大下降,形成類似於冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里,結合水的佔有率很低,在孔的中央存在普通結構的水,不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進入結合水,並以有序擴散方式遷移,通過不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。
在壓力作用下,溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上的氧原子形成氫鍵,而原來水分子形成的氫鍵被斷開,水分子解離出來並隨之移到下一個活化點並形成新的氫鍵,於是通過一連串的氫鍵形成與斷開,使水分子離開膜表面的緻密活性層而進入膜的多孔層。由於多孔層含有大量的毛細管水,水分子能夠暢通流出膜外。
Ⅳ 凈水器里的RO膜的作用是什麼
使溶液中的溶劑與溶質進行分離。
一般濾水器的構造以活性碳與樹脂為主要結構,其主要功能,只是過濾一些較大雜質及除臭功能,一旦濾水器中留有物增多,就成為細菌的溫床、大腸桿菌繁殖區。
而純水機的RO膜是高科技的產品,可以將比水分子大的分子完全排除掉,使重金屬及雜質與水分子完全分開,反滲透純水機製造的水才是真正干凈的水。
RO反滲透技術是利用滲透壓力差為動力的膜分離過濾技術,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,後逐漸轉化為民用,已廣泛運用於科研、醫葯、食品、飲料、海水淡化等領域。
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新膜清洗:
1、新系統在安裝膜元件後要進行徹底沖洗,將系統中殘留的雜質、溶劑和保護液完全清洗干凈。
2、產水用於飲用時,需至少沖洗24小時。
3、系統的啟動與運行。
4、在系統啟動之前,濃水閥門應保持完全開啟。系統啟動後可逐漸緩慢關閉濃水閥門,使系統達到設定的回收率。濃水閥關閉時嚴禁啟動設備。
5、在系統運行期間,任何時候(包括系統的預啟動、常規操作、沖洗及化學清洗)都不可關閉產水管路上的閥門。
6、在高壓運行之前,通過軟啟動機構或變頻調速進行低壓沖洗以排出空氣。
Ⅳ 反滲透凈水機原理是什麼
反滲透凈水機主要利用反滲透原理,反滲透是一種以壓力差為推內動力,從溶液中分離容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。
對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜視為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液和濃液分別置於一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
Ⅵ 當用半透膜隔開不同濃度的溶液時,純溶劑通過膜向低濃度溶液流動的現象叫反滲透
你好:
這個定義不對,純溶劑不存在這個行為,純溶劑沒有濃度,不會有濃度差,沒有流動的動力,只有分子本身的自由運動產生的平衡流動,另外,半透膜提供的是分子的選擇性單向流動。
Ⅶ 如果給有半透膜的溶液加壓,溶劑由濃到稀會透過半透膜嗎
給有半透膜的溶液加壓,溶劑會由濃到稀會透過半透膜。
滲透是指一種溶劑(即水)通過一種半透膜進入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。但是在濃溶液一邊加上適當的壓力,即可使滲透停止,此時的壓力稱為該溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力,扭轉自然滲透方向,把濃溶液中的溶劑(水)壓到半透膜的另一邊稀溶液中,這是和自然界正常滲透過程相反的,此時就稱為反滲透。 滲透是在所有活細胞中存在的一種自然過程,水可以透過半透膜而懸浮固體、鹽類、大分子物質被截留,這些半透膜的孔徑大概在0.0005微米左右。 滲透過程-在純水溶液和鹽溶液兩種環境之間,水分子有從純水溶液向鹽溶液滲透的傾向。水流通過半透膜從純水溶液向鹽溶液滲透,該過程的作用力是兩種環境的濃度差。反滲透過程-膜滲透過程中,在鹽溶液的方向施加壓力可以使滲透過程反向進行。外加壓力的作用下,水透過半透膜與溶液中的離子分離,當滲透過程進行到一定程度時,滲透壓與外加壓力相等後反滲透過程結束。在實際應用中,在反滲透壓力顯著上升前鹽溶液需要不斷更換。為有效利用切向流理論,半透膜表面的溶液需要不斷更新,因此,商業膜組件設計有一個進水口和兩個出水口,進水口眾作為給水入口,而出水出口分別作為處理後純水和濃縮液的排出口。
Ⅷ 當用半透膜隔開不同濃度的溶液時,純溶劑通過膜向低濃度溶液流動的現象叫反滲透
滲透現象是指溶質從溶液濃度大的液體通過膜向液體濃度小的液體中運動內的現象。反滲透容現象,只是溶劑由濃度低的液體中通過膜向濃度高溶液方向運動,這叫反滲透現象。所溶劑從純溶劑通過膜向低濃度溶液運動的現象是反滲透現象。
Ⅸ 反滲透過濾指的是什麼意思
反滲透法原理 用半透膜將溶液和溶劑隔開,由於溶劑側的化學位高於溶液側的化版學位,溶劑會透過半權透膜自動流向溶液側,這種現象稱為滲透。滲透進行到為溶液側所產生的壓頭平衡為止,這一平衡壓頭叫做溶液的滲透壓。如果在溶液側施加大於滲透壓的壓力,溶液側中的溶劑就會向溶劑側作與自然滲透反向的流動,這種現象稱為反滲透。理想的半透膜實際上是沒有的,在反滲透過程中,透過膜的溶劑中多少會帶一些溶質。反滲透法的溶劑透過率與超滲透壓的壓力增量成比例,所以在實際應用中適當提高操作壓力,能提高膜的透水速度,但是壓力過高,膜被壓實,也會降低膜的透水速度 。