反渗透是如何工作的？

反渗透，通常称为 RO，是一种通过在压力下流经半透膜使水脱矿质的过程。

要了解反渗透的目的和过程，首先要了解渗透现象。

渗透是一种自然发生的现象，其如需更多中较弱的盐水溶液将倾向于迁移到强盐溶液。

图 1 说明了渗透现象。半透膜放置在 2 个隔室之间。半透性是指膜对某些物种可渗透而对其他物种不可渗透。在这种情况下，膜可渗透水分子，但不能渗透溶解的离子和其他污染物。

为了达到平衡（膜两侧的盐浓度相同，自然基本规律），水会从纯水室流向含盐室，以稀释盐溶液。

在图 1 中，您还可以看到盐水室和纯水室中溶液高度的差异。该高度将增加，直到水柱（盐溶液）的压力如此之高，以至于该水柱的力阻止了水流。该水柱高度的平衡点与膜上的水压有关，称为渗透压。

图 1 – 渗透现象

反渗透

如果我们考虑要从盐水中生产出纯净水，就需要在含盐水的柱子上施加一个“力”（压力），迫使水向相反的方向流动，使水分子通过半透膜流到淡水室。这是称为反渗透（图 2）过程的基础  。

施加的压力必须克服渗透压。

图 2 – 反渗透

当对浓缩液施加压力时（图2），水分子被迫流过半透膜（污染物被留下，因为半透膜只对水分子可渗透，对离子不可渗透和其他污染物）

反渗透是如何工作的？

在实践中，反渗透被用作错流过滤过程。

高压泵用于增加 RO 盐侧的压力，迫使水流过半透膜，将大部分（约 95%-99%）的溶解盐留在水流后面。

在膜系统内，进水将被分成低盐分的产品，称为渗透液，和高盐分的产品，称为浓缩液、盐水或废液（图 3）。

图 3 – 简单的反渗透方案

当进水在压力（足以克服渗透压）下进入 RO 膜时，水分子通过半透膜，盐类和其他污染物不允许通过，并通过浓缩液流排出，进入排水或可以（全部或部分）反馈到给水流中，通过 RO 系统再循环，以节约用水或解决系统中的液压问题。

RO将从水中去除什么？

反渗透能够去除水中溶解的盐（离子）、颗粒、胶体、有机物、细菌和热原。

RO 膜根据污染物的大小和电荷拒绝污染物。任何分子量大于 180 Da 的污染物最有可能被正常运行的 RO 系统排除。

此外，污染物的离子电荷越大，就越有可能无法通过 RO 膜。

RO 膜不会去除 CO2 或 O2 等气体。这些气体在溶液中时没有高度电离（带电）并且分子量非常低

水是电中性的，这意味着当以当量表示时，阳离子的总和等于阴离子的总和。这也发生在 RO 渗透液中，对于每一个通过膜的阳离子，一个阴离子也必须通过。

渗透液始终是电中性的，会有电荷平衡。

RO的应用

反渗透在处理微咸水（地表和地面）、自来水和海水方面非常有效，适用于小型和大型应用。

一些应用示例：

• 市政饮用水
• 食品饮料行业
• 农业灌溉
• 工业超纯水
• 工业生产用水
• 废水回用
• 电力行业（锅炉给水、冷却塔）
• 市政/工业用水回用
• 家庭

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