定義: 反滲透(RO):是一種分離過程,利用壓力迫使溶液通過膜,該膜將溶質(zhì)保留在一側(cè),并使純?nèi)軇┩ㄟ^另一側(cè)。更正式地講,這是通過施加超過滲透壓的壓力迫使溶劑從高溶質(zhì)濃度的區(qū)域穿過膜到低溶質(zhì)濃度的區(qū)域的過程。這是正常滲透過程的逆過程,正常滲透過程是當(dāng)不施加外部壓力時(shí),溶劑從低溶質(zhì)濃度的區(qū)域通過膜到高溶質(zhì)濃度的區(qū)域的自然運(yùn)動(dòng)。此處的膜是半滲透性的,這意味著它允許溶劑通過,但不允許溶質(zhì)通過。在水從樹的葉子上掉下來的情況下,通常會(huì)注意到這種現(xiàn)象。用于反滲透的膜在聚合物基質(zhì)中有一個(gè)致密的阻擋層,在該處發(fā)生了大多數(shù)分離。在大多數(shù)情況下,該膜設(shè)計(jì)為僅允許水通過該致密層,同時(shí)防止溶質(zhì)(例如鹽離子)通過。此過程需要在膜的高濃度側(cè)施加高壓,對(duì)于淡水和微咸水,通常為2–17 bar(30–250 psi),對(duì)于海水,通常為40–70 bar(600–1000 psi)。具有用于反滲透的膜在聚合物基質(zhì)中具有致密的阻擋層,在該阻擋層中發(fā)生大多數(shù)分離。在大多數(shù)情況下,膜的設(shè)計(jì)僅允許水通過該致密層,同時(shí)防止溶質(zhì)(例如鹽離子)通過,此過程需要在膜的高濃度側(cè)施加高壓,


該工藝因其用于脫鹽(從海水中去除鹽以獲得淡水)而聞名,但自1970年代初以來,它也已被用于凈化淡水以用于醫(yī)療,工業(yè)和家庭應(yīng)用。
在反滲透中,以與滲透類似的方式,以高濃度向隔室施加壓力。在這種情況下,有兩個(gè)力影響水的運(yùn)動(dòng):兩個(gè)隔室之間的溶質(zhì)濃度差(滲透壓)和外部施加的壓力引起的壓力。


應(yīng)用范圍:
飲用水凈化:
1.在世界范圍內(nèi),家用飲用水凈化系統(tǒng)(包括反滲透步驟)通常用于改善飲用水和烹飪用水。這樣的系統(tǒng)通常包括許多步驟:
2.一種沉淀物過濾器,用于捕獲包括鐵銹和碳酸鈣在內(nèi)的顆粒。
3.活性炭過濾器可捕集有機(jī)化學(xué)物質(zhì)和氯,氯會(huì)腐蝕并降解TFC反滲透膜
4.反滲透(RO)過濾器,是一種薄膜復(fù)合膜(TFM或TFC)
5.可選地,第二個(gè)碳過濾器捕獲那些未被反滲透膜去除的化學(xué)物質(zhì)。
6.可選地,紫外線燈用于對(duì)任何可能被反滲透膜過濾的微生物進(jìn)行消毒。


便攜式反滲透(RO)水處理機(jī)在各個(gè)地方出售用于個(gè)人凈水。為了有效發(fā)揮作用,向這些設(shè)備饋送的水最好在一定壓力下(標(biāo)準(zhǔn)壓力為40 psi或更高)。便攜式RO水處理器可用于生活在遠(yuǎn)離城市水管的沒有干凈水的農(nóng)村地區(qū)的人們。農(nóng)村居民自己過濾河流或海水,因?yàn)樵撛O(shè)備易于使用(鹽水可能需要特殊的膜)。一些長時(shí)間的劃船旅行,釣魚,海島露營或在當(dāng)?shù)毓┧艿轿廴净虿缓细竦膰抑械穆眯姓撸瑫?huì)使用反滲透水處理器和一個(gè)或多個(gè)紫外線消毒器。反滲透系統(tǒng)現(xiàn)在也被海洋水族館愛好者廣泛使用。在瓶裝礦泉水的生產(chǎn)中,水通過反滲透水處理器去除污染物和微生物。但是,在歐洲國家/地區(qū),歐洲法律不允許對(duì)天然礦泉水(按照歐洲指令的定義)進(jìn)行這種處理。(實(shí)際上,一小部分活細(xì)菌可以而且確實(shí)會(huì)通過微小的缺陷穿過RO膜,或者通過周圍密封件中的微小泄漏完全繞過膜。因此,完整的RO系統(tǒng)可能包括使用紫外線或臭氧的其他水處理階段以防止微生物污染)。在水處理行業(yè)中,有一張圖表,列出了污染物的類型,污染物的大小以及哪些污染物穿過各種類型的膜。膜孔徑可在1至50,000埃之間變化,具體取決于過濾器類型。“顆粒過濾”去除了10個(gè)顆粒,000埃或更大。微濾去除500埃或更大的顆粒。“超濾”去除大約30埃或更大的顆粒。“納濾”去除10埃或更大的顆粒。反滲透是膜過濾的最后一類,“超濾”,可去除大于1埃的顆粒。


透析:
反滲透類似于腎衰竭患者使用的透析技術(shù)。腎臟過濾血液,去除廢物(例如尿素)和水,然后將其作為尿液排泄出去。透析機(jī)模仿腎臟的功能。血液通過過濾器從人體經(jīng)過導(dǎo)管到達(dá)透析機(jī)。
食品工業(yè):
除了脫鹽之外,反滲透是濃縮食品液體(例如果汁)的一種比傳統(tǒng)熱處理工藝更經(jīng)濟(jì)的操作。已經(jīng)對(duì)橙汁和番茄汁的濃度進(jìn)行了研究。它的優(yōu)點(diǎn)包括較低的運(yùn)行成本和避免熱處理過程的能力,這使其適用于大多數(shù)食品中發(fā)現(xiàn)的熱敏感物質(zhì),例如蛋白質(zhì)和酶。
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