那些你还不知道的反渗透原理

渗透是人们在自然界常遇到的一种现象，如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分，只有溶剂能够透过薄膜，溶质却不能通过，所以称「半透膜」。纯水与半透膜的两面以相同的温度和压力接触，在这样的条件下没有产生跨越半透膜的流动水，因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐，盐溶液一边的化学势降低了。纯水便会向盐溶液一侧渗透，从而产生一个渗透流，直到化学势的平衡重新建立为止。

半渗透是具有选择性透过性能的薄膜。当液体或气体通过半透膜时，一些组分透过，而另外一些组分被截留。实际上半透膜对于任何组分都有透过性，只是透过的速率相差很大。在反渗透过程中，溶剂的透过率远远大于溶解在水中的溶质。通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离，得到纯水以及浓缩盐溶液。纯水面与盐液面的高差或压差即称为盐液的渗透压。

当在盐水一侧施加一个外压力，原有的平衡会受到影响。外加压力将会使盐溶液一侧的化学势增加，使盐水中的水透过半渗透膜流向纯水一侧。这种现象便是反渗透。反渗透过程的驱动力是外加压力，反渗透分离所需的能量与盐水的浓度直接相关。因此，从盐水反渗透出纯水，盐的浓度越高，所需能耗也越高。反渗透是利用反渗透膜选择性的只能透过溶剂和截流离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。它属于压力驱动型膜分离技术。

反渗透技术是对含盐水施以外界推动力以克服渗透压而使水分子通过膜的逆向渗透过程。我国20世纪70年代就开始采用反渗透技术制备除盐水，但因膜的内在质量及脱盐率较低等问题，一直没有得到推广应用。近年来，反渗透技术得到了迅速发展，经过反渗透处理后，可除去水中99%的盐分及二氧化硅，并能除去水中 99.5%的钙、镁成分。

反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优点:

• 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化;

• 水的处理仅靠水的压力作为推动力，其能耗在许多物理处理方法中最低;

• 不用大量的化学药剂和酸碱再生处理;

• 无化学废液及废酸、碱的排放，无环境污染;

• 设备占地面积少，所占空间小;

• 运行维护和设备维修工作极少。

随着膜技术的发展，与传统离子交换除盐方式相比，其较为经济的含盐量分界点也在逐步降低。反渗透除盐方式越来越显示出其性能上的优越性和技术上的先进性。