反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)是一种 利用半透膜在压力作用下选择性地透过溶剂(通常是水)而截留溶质的过程。以下是其详细原理:
半透膜:
半透膜是一种只允许溶剂分子通过而不允许溶质分子通过的膜。它具有选择性,只允许水分子通过,而截留溶解在水中的大部分溶质、胶体、微生物等。
渗透:
在相同的外压下,当溶液与纯溶剂被半透膜隔开时,纯溶剂会通过半透膜进入溶液一侧,使溶液变稀,这一现象称为渗透。
渗透平衡:
当渗透过程中,单位时间内溶剂分子从两个相反方向穿过半透膜的数目彼此相等,即达到渗透平衡。
渗透压:
当半透膜隔开溶液与纯溶剂时,加在原溶液上使其恰好能阻止纯溶剂进入溶液的额外压力称为渗透压。通常溶液越浓,溶液的渗透压越大。
反渗透过程:
反渗透是在渗透的基础上,通过施加外部压力(通常为1.5-10MPa),迫使溶剂分子逆浓度梯度流动,从高压侧(浓溶液侧)向低压侧(淡水侧)移动,从而实现溶质与溶剂的分离。
预处理:
在反渗透膜处理之前,原水通常需要经过一系列预处理过程,包括颗粒物的去除、有机物的降解、pH值的调节等,以确保进入反渗透系统的水质符合膜的要求,避免膜的堵塞和损坏。
加压过滤:
经过预处理后的水被送入高压泵,加压至一定压力后流经反渗透膜组件。在压力的作用下,水分子通过反渗透膜的微孔结构,而大部分溶质、胶体、微生物等则被截留在膜的一侧,形成浓缩液。
反渗透技术具有能耗低、操作简单、适应性强、应用范围广等特点,广泛应用于海水淡化、纯水制备、工业废水处理等领域。