反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和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，就可以使用大于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。

1、反滲透的工藝原理

反滲透膜分離技術的原理通過對如下幾個專業名詞的解釋來描述：

1)半透膜：只能允許溶劑分子通過，而不允許溶質的分子通過的膜稱為理想半滲透。

2)滲透：在相同的外壓下，當溶液與純溶劑為半透膜隔開時，純溶劑會通過半透膜是溶液變稀的現象稱為滲透。

3)滲透平衡：滲透過程中，單位時間內溶劑分子從兩個相反方向穿過半透膜的數目彼此相等，即達到滲透平衡。

4)滲透壓：當半透膜隔開溶液與純溶劑時，加在原溶液上使其恰好能阻止純溶劑進入溶液的額外壓力稱為滲透壓。通常溶液越濃，溶液的滲透壓越大。

5)反滲透：如果加在溶液上的壓力超過了滲透壓，則反而使溶液中的溶劑向純溶劑方向流動，這個過程叫做反滲透。

反滲透是利用反滲透膜選擇性地只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質的性質，以膜兩側靜壓差為推動力，克服溶劑的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而實現對液體混合物進行分離的膜過程。它的操作壓差一般為1.5～10.5MPa，截留組分的大小為1～10Å的小分子溶質。除此之外，還可以從液體混合物中去除其他全部的懸浮物、溶解物和膠體。

2、反滲透工藝的技術特點

1)在常溫不發生相變化的條件下，可以對溶質和水進行分離，適用于對熱敏感物質的分離、濃縮、并且與有相變化的分離方法相比，能耗較低。

2)雜質去除范圍廣，不僅可以去除溶解的無機鹽類、還可以去除各類有機杓雜質。

3)較高的除鹽率和水的回用率、可截留粒徑幾納米以上的溶質。

4)由于只是利用壓力作為膜分離的推動力、因此分離裝置簡單，容易操作、自控和維修。

5)反滲透裝置要求進水達到一定的指標才能正常運行，醫此原水在進入反滲透裝置之前要采用一定的預處理措施。為了延長膜的使用壽命，還要定期對膜進行清洗，以清除污垢。

3、反滲透工藝設計、計算

典型工藝流程：反滲透系統一般包括三大主要部分：預處理、反滲透裝置、后處理。

與微濾和超濾過程類似，良好的預處理對反滲透裝置長期穩定運行十分必要。

其目的主要為：

a.國去除懸浮固體和膠體，降低濁度;

b.控制微生物的生長;

c.抑制與控制微溶鹽的沉積;

d.進水溫度和pH值的調整;

e.有機物的去除;

f.舊金屬氧化物和硅的沉淀控制;等等。

反滲透的預處理技術主要有：多介質過濾、活性炭過濾、保安過濾、微濾或超濾等。采用微濾或超濾作為預處理系統與其他方法相比更為高效。

反滲透裝置本身根據原水的水質確定使用膜元件的類型，并根據對產水量和產水水質的要求，確定膜元件的數量、膜組件的排列方式和反滲透裝置的回收率、脫鹽率等參數。般情況下，反滲透系統有分段式，包括一級一段式、一級多段式;有多級式，通常為二級多段式。

以污水處理廠出水作為原水的反滲透工藝為例描述反滲透工藝流程，如下圖所示。

4、常用計算公式

水垢對人體健康的危害

據化學分析，每一克水垢中就會含有鉛12毫克、砷21毫克、汞44毫克、鎘3.4毫克、鐵24毫克，其危害非常大，不但會引起人體重金屬含量超標，還會引起膽結石病癥，甚至還會導致人體器官癌變以及中毒。

水的硬度，是指水中的鈣、鎂、鐵、鋁、錳的碳酸鹽、重碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽及硝酸鹽等所有的鹽類的含量，并常含有汞、鎘、砷、鉛等少量的有害元素。水的硬度單位通常是將水中的全部鹽類換算為碳酸鈣來計量。當水中的硬度以碳酸鈣計小于150毫克/升時，稱為軟水;150—450毫克/升時，稱為硬水;450—714毫克/升時為高硬水;大于714毫克/升時為特硬水。國家生活飲用水硬度的衛生標準為小于450毫克/升(以碳酸鈣計)。

 

高硬度的水質嚴重地影響了工業生產和人們的生活與健康。在工業上用高硬度的水漿洗和漂染紡織物易出現斑點、發花、色澤黯淡，潔白度下降，形成廢品和次品;用硬水釀酒易使果酒和啤酒出現渾濁與沉淀而報廢;硬水不能供做化學試驗、造紙、制藥、電子、化工、食品飲料等工業用水，否則會產生廢品、出現嚴重事故的惡果;用硬水洗衣物易使紡織物纖維變硬發脆而損壞;用硬水洗澡、洗頭時有發澀發黏的感覺;用硬水燒豆與肉類不易熟爛;用硬水燒開水易使水壺結垢，浪費燃料1/3以上。

在人體健康上，飲用高硬水易使人患暫時性胃腸不適、腹脹、瀉肚、排氣多，甚至引起腎結石等疾病。不僅如此，水壺與暖水瓶使用一段時間后，其內壁就會結滿一層白色的水堿，除大部分為碳酸鈣、碳酸鎂外、還含有多種有害的汞、鎘、鉛、砷等元素，如不經常及時清除，反復用來燒水、裝水后，有害元素積累越來越多，并能再次溶于水中，當人們飲用后就進入人體，從而引起人體慢性中毒甚至可致癌和致畸，嚴重危害人體健康。

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