★    RO（反滲透）的由來(lái)

 

     RO：英文Reverse  Osmosis的縮寫(xiě)，反滲透、逆滲透的意思。

 

     滲透現(xiàn)象是1748年法國(guó)Abble Nellet發(fā)現(xiàn)的，1950年由美國(guó)人Hassler提出反滲透設(shè)想。但，直至1960年美國(guó)科學(xué)家Loeb和DR.S.Sourirajan用CA研制成功第一張高分離效率和高透水量的反滲透膜后，反滲透膜分離才變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
     據(jù)說(shuō)，反滲透現(xiàn)象1950年美國(guó)科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水，而產(chǎn)生疑問(wèn)，因?yàn)殛懙厣嫌煞魏粑膭?dòng)物是絕對(duì)無(wú)法飲用高鹽份的海水，經(jīng)過(guò)解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜，該薄膜非常精密，海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓，再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過(guò)薄膜轉(zhuǎn)化為淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外，此即往后逆滲透法（REVERSE　OSMOSIS簡(jiǎn)稱R.O）的基本理論架構(gòu)；并在1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備，在1960年經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦政府項(xiàng)目支助美國(guó)U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney Lode配合Dr.S.Sourirajan博士著手研究逆滲透膜，一年約投入四億美元經(jīng)費(fèi)研究，以運(yùn)用于航天員使用，使太空般不用運(yùn)載大量的飲用水升空，直到1960年后投入研究工作的學(xué)者、專家越來(lái)越多，使之參與量更加精進(jìn)，從面解決了人類飲用水的難題。難怪Fritsh博士說(shuō)：研究發(fā)明逆滲透膜等于是對(duì)人類的一大貢獻(xiàn)，甚至于獲得諾貝爾獎(jiǎng)亦當(dāng)之無(wú)愧。

 

    ★ 原理

 

     1. 滲透及滲透壓
　　滲透現(xiàn)象在自然界是常見(jiàn)的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會(huì)因失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過(guò)程就是滲透過(guò)程。如下圖所示,如果用一個(gè)只有水分子才能透過(guò)的薄膜將一個(gè)水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過(guò)一段時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過(guò)這個(gè)隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無(wú)止境的，到了一定高度就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)。這時(shí)隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。

　　2. 反滲透現(xiàn)象和反滲透凈水技術(shù)
　　在以上裝置達(dá)到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時(shí)，水分子就會(huì)由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過(guò)程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。 如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過(guò)該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。

反滲透的基本工作原理：運(yùn)用特制的增壓水泵，將原水加至一定的壓力，使原水在壓力的作用下滲透過(guò)孔徑只有0.0001um的反滲透膜；

　　反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個(gè)，一是一個(gè)有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過(guò)反滲透半透膜而與透過(guò)反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是最難清除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來(lái)確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。

反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)、最節(jié)能、效率最高的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過(guò)的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到純凈水的目的。反滲透膜是由具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚合纖維素組成的。它的孔徑為0.1納米-1納米，即一百億分之一米（相當(dāng)于大腸桿菌大小的千分之一，病毒的百分之一）。

 

★ RO膜的結(jié)構(gòu)和功能

 

1、結(jié)構(gòu)

 

 

2、功能

（A）電排斥機(jī)能：半透膜表面的電性可以將溶于水中的正負(fù)帶電離子排斥開(kāi)，而使不帶電的水分子在壓力作用下透過(guò)。因此，反滲透生產(chǎn)的純水不含如鉛、砷、鎘、汞、鉻、鈣、鎂、鈉等各種金屬離子及其它陽(yáng)離子，不含氟、氯、硝酸根、亞硝酸根、硫酸根等各種陰離子。鈣、鎂鹽類（俗稱水堿）以及使水產(chǎn)生苦咸味的鹽分等等均可以被去除。

　?。˙）超微過(guò)濾機(jī)能：半透膜中有眾多的微孔以便水分子通過(guò)。這些微孔的直徑為0.0001微米， 與水分子的直徑相當(dāng)。最小的細(xì)菌和病毒的直徑分別是0.2和0.02微米。殺蟲(chóng)劑666的直徑約為 0.0015微米。因而，這些污染物和其它生物污染物以及眾多的有機(jī)污染物均不能通過(guò)此半透膜，而與純水分離。
　　鹽類在水中是以水合離子形式存在的，而這些水合離子的體積一般比水分子大10-25倍，因此，除了以上提及的電排斥機(jī)能外，反滲透膜也可以通過(guò)其超微過(guò)濾機(jī)能除去溶解的鹽類。

　　（C）自我清洗機(jī)能：一般的濾水器在除去污染物的同時(shí)，也將這些污染物留在了濾水器中。在此后過(guò)濾的水都要經(jīng)過(guò)這些污染物，從而對(duì)水產(chǎn)生再次污染。同時(shí)，細(xì)菌也會(huì)在濾水器中繁殖，水產(chǎn)生微生物再污染。與此不同，半透膜在凈水過(guò)程中將污染物全部留在被排除的濃水中，以實(shí)現(xiàn)自我清洗機(jī)能。因此，所得凈水就更加可靠，凈水器件的壽命也更長(zhǎng)。

　　反滲透設(shè)備純凈水產(chǎn)量與源水的溫度和鹽度有關(guān)。一般地說(shuō)，溫度每下降1°C，產(chǎn)率下降3-4%，鹽度每增加100ppm，產(chǎn)率下降0.5-1%。

 

★ RO膜相關(guān)知識(shí)鏈接

從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，隨著有機(jī)高分子化學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了以高分子有機(jī)分離膜為代表的膜分離技術(shù)，它具有分離效率高，能耗低，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，取得了長(zhǎng)足發(fā)展，已經(jīng)成為分離提純的主要手段。根據(jù)分離精度和驅(qū)動(dòng)力的不同，膜分離的種類可分為以下幾種：

圖中分別給出了按分離原理和按被分離物質(zhì)的大小區(qū)分的分離膜種類，從中可以看出，除了透析膜主要用于醫(yī)療用途以外，幾乎所有的分離膜技術(shù)均可應(yīng)用于任何分離、提純和濃縮領(lǐng)域。反滲透和納濾作為主要的水及其它液體分離膜之一，在分離膜領(lǐng)域內(nèi)占重要地位。