反渗透的工作原理
分割线作者：成都沛亿科技有限公司（www.ccdpy.com） 张锦云 日期：2009年12月15日
反渗透作为一种制取纯水（或海水淡化）的主要水处理工艺，在水处理行业有着非常广泛的应用。了解反渗透的工作原理，对正确选购或维护、保养反渗透水处理设备有重要意义。反渗透设备的工作原理是什么？它是如何工作的？反渗透膜的技术指标有哪些？什么是反渗透的设计导则？关于上述种种疑问，答案详见下文。
反渗透的工作原理
反渗透是美国在二十世纪六十代研制成功的，最初用于美国宇航技术，以解决宇航员在太空循环用水问题的水处理工艺，后逐渐转为民用，因其高效率、低能耗能、无污染等独特优势，已成为当前海水淡化、纯水制取等行业的首选技术，我们熟悉的瓶（桶）装纯净水几乎都是利用反渗透系统制取的。 RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，其孔径小至纳米级（1纳米=10-9米 ），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。反渗膜的工作原理图如下：
我们从自来水（或其它原水）制取纯水，从进水经过反渗透膜到出水，进水的含盐量（离子浓度）远高于出水，可把进水比作浓水，出水比作纯水，二者通过反渗透膜隔开，如上图所示。反渗透过程中，在浓水侧施压，浓水侧的水分子不停被压到纯水侧。如果我们不在浓水侧施加压力以克服渗透压，反渗透不会发生， 这种情况下，渗透，这种自然现象会主导纯水侧的水分子透过反渗透膜进入浓水侧。
上图仅为反渗透发生瞬间的原理示意图，要持续不断的得到纯水，就需要持续供给反渗透膜浓水，由于浓水中的大部分离子被反渗透膜截留，反渗透膜浓水侧的离子浓度会越来越高，渗透压也会越来越高，当然克服渗透压所需的反渗透压力也会越来越高，而且由于离子浓度提高，结垢离子很容易生成水垢堆积堵塞反渗透膜，因此，必须保证反渗透膜浓水侧离子浓度在一定范围之内。要实现这个目的，可在浓水侧设置浓水排放出水口，调节排放一定量的浓水即可。如右图所示，浓水可以带走反渗透膜截留的离子，保证浓水侧离子浓度在可控范围之内。而且，由于浓水排放水流流向与反渗透膜表面平行，很容易带走膜面截留杂质，使反渗透膜表面长期保持清洁。
从反渗透系统原理图可以得出以下结论：1、反渗透系统必须有浓水排放，既反渗透系统回收率不可能做到100%，回收率越高，反渗透膜结垢污染几率越高，系统工作压力及能耗也越高。系统设计必须保证反渗透膜安全的情况下，提高回收率；2、反渗透膜都有一定的浓水排放量要求，浓水流量不得低于反渗透膜最小值（反渗透设计导则的要求）。
反渗透膜的技术指标有哪些
脱盐率：反渗透膜具有脱盐（去除溶解性离子）的能力，脱盐率用来恒量这个能力的大小。假设反渗透膜入水含盐量为200ppm，产水含盐量为2ppm，则反渗透膜的脱盐率为[(200-2)/200]×100%＝99%。脱盐率是反渗透膜的重要技术指标，脱盐率越高越好。（备注：脱盐率有反渗透膜脱盐率和反渗透系统脱盐率之分，反渗透膜脱盐率是单支反渗透膜的脱盐率，反渗透系统脱盐率是整个反渗透系统设备的脱盐率。）
回收率：从反渗透膜的工作原理可以得知，反渗透膜都有浓水排放，那么反渗透膜需要排放多少浓水呢？其实各反渗透膜生产厂家对自家反渗透膜浓水排放量都有一个参考标准值，只要不低于这个值，反渗透膜都可以长期稳定运行。反渗透膜的回收率为产水流量与入水流量的比率，如：反渗透膜产水流量为200L/h，入水流量为500L/h，则反渗透膜的回收率为(200/500)×100%＝40%。回收率越高越节约水，但必须保证反渗透膜的安全运行。（备注：同样回收率也有反渗透膜回收率与反渗透系统回收率之分，对单支反渗透膜其回收率一般较低，约15~30%左右，对多支反渗透膜组成的反渗透系统，系统回收率最高可做到80％左右。）
产水量（透过水量）：单位时间反渗透膜成品水的产水量，单位为gpd（加仑/每天）。相同产水水质的情况下，产水量越大，反渗透膜品质越好。 （单位换算：1L/h=6.34gpd；1gpd=0.158L/h）
膜面积（有效面积）：反渗透膜起过滤作用的膜面面积，单位为ft2（平方英尺）。相同品牌的反渗透膜，膜面积越大，产水量也越大。（单位换算：1ft2（平方英尺）=0.093m2（平方米）。）
操作压力（应用压力）：反渗透膜生产厂商推荐反渗透膜运行工作压力，单位为psi（磅力/英寸2）。 （单位换算：1psi=0.07Kg/cm2）
型号：现在行业应用最多的反渗透膜元件都是卷式膜，膜为片状，卷制在一条中心管上，膜元件为圆柱形，反渗透膜的型号一般都是按照圆柱形的尺寸来命名的，如：8040，4040膜，其中前两位数字为膜元件直径（单位英寸）数字乘以10（80为8寸膜，40为4寸膜。），后两位为膜元件长度（单位英寸）数字（40表示膜长度为40英寸）。
点击访问：常用品牌反渗透膜技术参数表
反渗透的设计导则
反渗透系统设计是一项复杂的科学系统工程，涉及到原水水质、脱盐率、回收率、浓差极化因子、难溶盐饱和度、LSI指数、S&DI指数、渗透压、水通量、工作压力、纯水流量、浓水流量、工作水温等因素，一般反渗透膜生产厂家都会根据自己反渗透膜的特性给出一个设计参考值，称为反渗透系统设计导则。设计导则一般会区分不同原水类型，给出原水水质要求（SDI、浊度、TOC、BOD、COD、水温等）、系统平均水通量、最大产水流量、最大给水流量、最小浓水流量、浓差极化因子β值、元件最大回收率等参数的参考值。关于反渗系统设计导则的详细资料参见下面相关链接：
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