因为反渗透膜片所用的材料对水的亲和力远大于钠离子,所以水很容易浸润膜片渗透过去。而钠离子被截留。
② RO膜 能让氢离子通过吗
99.5%的脱盐率,就是针对一价盐
所以说不是不能通过,是只有0.5%通过
③ 氢离子为什么不能通过渗透作用进入细胞
水的运输更多是通过水通道蛋白,而不是渗透作用。
至于为什么水通道蛋白aquaporin只允许水分子通过而不允许质子通过,从而维持正常的电化学梯度和质子梯度,有学者通过分子动力学模拟MD (Molecular Dynamics) Simulation阐明了其机制。他们利用大肠杆菌中的水-甘油通道蛋白GlpF晶体结构,做了12ns(当时已经不错)的MD Simulation,确定了通道中7-9个水分子链的时空分布和朝向。质子在水中的传递必须是在固定朝向的极性水分子链中跳转传递,而通道中两个保守的天冬酰胺(Asn68,Asn203)与通道中央的水分子形成氢键,使得这个水分子“横过来”,打断了连续的水链,从而阻止了质子的传递。水分子的通过并未受影响,约10^9 每秒,接近自由扩散的速率。作者还做了一系列模拟和实验来证明其观点,有兴趣可以读一下。这项研究展示了MD Simulation的强大力量,成为MD Simulation的经典案例之一,因为晶体结构一般无法获得小于1埃的分子信息,更看不到质子,即使拿到晶体结构也很难解释aquaporin对proton的排斥。
Emad Tajkhorshid, Peter Nollert, MortenØ. Jensen, Larry J.W. Miercke,
Joseph O'Connell, RobertM. Stroud, and Klaus Schulten. Control of the
selectivity of the aquaporin water channel family by global orientational
tuning. Science, 296:525-530, 2002.
PS:欢迎加入结构生物学的研究队伍~
④ 反渗透与EDI有何区别
反渗透()是借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用,在高于溶液渗透压的压力下,使水分子不断地透过膜,而小于反渗透膜孔径的重金属离子、有机物、细菌、病毒等被截留在膜的进水侧,从而达到分离净化目的。整个工作原理均采用物理法,不添加任何杀菌剂和化学物质,所以不会发生化学变相。
其工艺流程为:
原水→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→阻垢剂投加设备→精密过滤器→一级高压泵→一级反渗透系统→纯水箱→供水泵→紫外线杀菌器→后置过滤器→用水点
EDI又称连续电除盐技术,它科学的将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阴阳离子膜堆阴阳离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生,系统无需停机使用酸碱再生树脂即可连续制取高品质超纯水。
EDI技术的出现改变了制备高纯水只能采用混床的局面。一般混床工作时需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品(酸碱)和纯水,并造成一定的环境问题。EDI系统比混床操作要简单、连续,需要更少的劳动力。双极反渗透+EDI高纯水设备还减少了附属设备,如酸碱计量装置、酸碱储存罐、PH中和装置和相关连的设备等。EDI的工艺过程产生的排放物很少,且大多数排放水可以回收到前面水处理系统的入口,减少了对环境的污染。
其工艺流程为:
原水→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→阻垢剂投加设备→精密过滤器→一级高压泵→一级反渗透系统→-二级高压泵→二级反渗透系统→EDI送泵→EDI系统→超纯水箱→供水泵→紫外线杀菌器→后置过滤器→用水点
⑤ 反渗透膜ro膜出来的水,水质从弱碱变成弱酸正常吗
正常。氢离子比氢氧根离子更容易通过反渗透膜,提升了出水的氢离子浓度。水质就偏酸了。
⑥ 氢离子进入细胞是什么方式
氢离子通过主动运输进入细胞.离子除了钠钾离子是通过钠钾离子泵运输,其他都是主动运输。
溶解-扩散模型:
Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。反渗透脱盐他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜,并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为:第一步,溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;第二步,溶质和溶剂之间没有相互作用,他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层;第三步,溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。
在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,反渗透脱盐一般假设第一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于第二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性,使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于扩散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。
优先吸附—毛细孔流理论:
当液体中溶有不同种类物质时反渗透脱盐,其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质,可使其表面张力减小,但溶入某些无机盐类,反而使其表面张力稍有增加,这是因为溶质的分散是不均匀的,即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同,这就是溶液的表面吸附现象。当水溶液与高分子多孔膜接触时,若膜的化学性质使膜对溶质负吸附,对水是优先的正吸附,则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下,将通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。
氢键理论:
在醋酸纤维素中,由于氢键和范德华力的作用,反渗透脱盐膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域,而大分子之间完全无序的为非晶相区域,水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方,水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了第一层水分子后,会引起水分子熵值的极大下降,形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里,结合水的占有率很低,在孔的中央存在普通结构的水,不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水,并以有序扩散方式迁移,通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜
⑦ 离子交换膜与反渗透膜
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作内。因为容它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
EDI(Electrodeionization,连续电解除盐技术),是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合,利用两端电极高压使水中带电离子移动,并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除,从而达到水纯化的目的。在EDI除盐过程中,离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。
⑧ 反渗透膜能截留所有离子吗
当然是不能的。
⑨ 反渗透膜能除氯离子吗
氯离子是可以透过反渗透膜的,而且对于反渗透膜没有影响。但是余氯
【余氯可分为化合性余氯(指水中氯与氨的化合物,有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三种,以NHCl2较稳定,杀菌效果好),又叫结合性余氯;游离性余氯指水中的ClO-、HClO、Cl2等,杀菌速度快,杀菌力强,但消失快),又叫自由性余氯;总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和】——网络
具有氧化性会对聚酰胺膜造成巨大影响,所以需要严格控制。
RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下,才能达到聚酰胺复合膜的要求。
【除氯的预处理方法有两种,粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统(50-00gpm)中一般用活性碳过滤器,投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭,去除硬度、金属离子,细粉含量要非常低,否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去为止,一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。
碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物,对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料,在碳过滤器中孳生细菌,其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠(SBS)是较大型RO装置选用的典型还原剂。
将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液,商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5-99%,干燥储存期6个月。BS
溶液在空气中不稳定,会与氧气发生反应,所以推荐2%的溶液的使用期为3-7天, 10%以下的溶液使用期为7-14天。从理论上讲,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亚硫酸氢钠)能够还原1.0ppm的氯。
设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数,设定SBS的添加量为每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,设置距离要保证在进入膜元件有29秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置(静态搅拌器)。
SBS脱氯反应:
Na2S2O5 (偏亚硫酸钠)+ H2O =2 NaHSO3 (亚硫酸氢钠) ·
NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氢钠) + HCl (盐酸)·
NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl
采用SBS脱氯的好处是在大系统中比碳过滤器的投资较少,反应副产物及残余SBS易于被RO脱除。
SBS
脱氯的缺点是需要人工混合小体积的药剂,在脱氯系统没有设计足够的监测控制仪器时增加了氯对膜的威胁,而且在少数情况下进水中存在硫还原菌(SBR),亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌的繁殖。SBR通常在浅层井水厌氧环境下有发现,硫化氢(H2S)作为SBR的代谢产物会同时存在。
⑩ 请问一下,有什么反渗透膜可以让氢离子通过,而不能让盐离子通过
RO反渗透膜元件的复脱盐率在制其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低,但也可超过了98%(反渗透膜使用时间越长,化学清洗次数越多,反渗透膜脱盐率越低)对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法:
RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×100%
RO膜的脱盐率=(1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量)×100%
RO膜的透盐率=100%–脱盐率