文档介绍：反渗透（RO）（Reverse osmosis ）
2021/3/10
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1、RO的发展
2、反渗透的原理和相关概念
3、反渗透的分离机理
4、反渗透膜的性能要求和指标
5、反渗透膜的除盐分离特性
6、浓差极化危害及对策
7、RO应用
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RO的发展
1953年，佛罗里达大学的Reid教授明确提出了反渗透技术的概念。同年，在他的建议下反渗透被列入美国国家计划。
1960年L-S相转化法制成的首张相转化膜即为反渗透膜
目前，RO技术已成为海水和苦咸水淡化中最经济的技术。
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反渗透的原理和相关概念
半透膜定义：能够让溶液中一种或几种组分通过而其他组分不能通过的选择性膜
渗透的定义：一种溶剂通过半透膜进入另一种溶液或者一种稀溶液向一种浓溶液的自发流动。
渗透平衡：渗透发生后，单位时间内从纯溶剂侧通过半透膜进入溶液侧的溶剂分子数目多于从溶液侧通过半透膜进入溶剂侧的溶剂分子数，使得溶液浓度降低。当两个方向通过半透膜的溶剂分子数目相等时，即达到渗透平衡。
渗透压定义：如果在溶液侧加上一个外加的压力，恰好能阻止纯溶剂侧的溶剂分子通过半透膜进入溶液侧，则此压力称为渗透压。
渗透压是溶液的一个性质，与膜无关。
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反渗透原理图
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反渗透所需具备的条件和特点
反渗透过程必须具备两个条件：
1、必须有高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择性半透膜
2、操作压力必须高于溶液渗透压。
反渗透是一种高效节能技术，其特点如下：
1、RO过程可在常温下进行，无相变、能耗低，可用于热敏物质的分离，浓缩；
2、RO可以有效除去盐和有机小分子杂质
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反渗透的特点
3、RO具有较高的脱盐率和较高的水回用率
4、膜分离装置简单，操作简便，便于实验自动化；
5、RO分离过程要在高压下进行，因此需配备高压泵和耐高压管路；
6、RO分离装置对进水指标有较高要求，需对原水进行预处理
7、分离过程易产生膜污染，为延长膜使用寿命和提高分离效率，需定期对膜进行清洗。
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反渗透过程可以分为三类：
高压反渗透（~），
低压反渗透（~），
纳滤（~）。
反渗透膜上的微孔孔径约为，~，~，略小于孔径，无法用分子筛分原理来解释RO分离现象。
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反渗透的分离机理
溶解扩散理论（Lonsdale和Riley）
该模型假设膜是完美无缺的理想无孔膜，高压侧浓溶液中各组分先溶于膜中，再以分子扩散方式通过厚度为δ的膜，最后在低压侧进入稀溶液。溶质和溶剂在扩散中服从Fick定律。
该模型基本上可定量的描述水和盐透过膜的传递，但推导中的一些假设并不符合真实情况，另外，传递过程中水、盐和膜之间相互作用也没有考虑。
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优先吸附-毛细孔流动模型
优先被吸附的组分在膜面上形成一层吸附层，吸附力弱的组分在膜上浓度急骤下降，在外压作用下，优先被吸附的组分通过膜毛细孔而透过膜。
与膜表面化学性质和孔结构等多种因素有关。
由Sourirajan于1963年建立。
他认为用于水溶液中脱盐的反渗透膜是多孔的并有一定亲水性，而对盐类有一定排斥性质。
在膜面上始终存在着一层纯水层，其厚度可为几个水分子的大小。在压力下，就可连续地使纯水层流经毛细孔。
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