科學(xué)家通過對(duì)仿生學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),能夠有效分離鹽分的膜是一種半透膜。含有鹽分的水溶液在半透膜側(cè)出現(xiàn)有滲透現(xiàn)象,滲透現(xiàn)象是由滲透壓引起的,反滲透是對(duì)含鹽水施以外界推動(dòng)力克服滲透壓而使水分子通過膜的逆向滲透過程。
反滲透設(shè)備
一、純水設(shè)備半透膜
純水設(shè)備半透膜是廣泛存在于自然界動(dòng)植物體器官內(nèi)的一種能透過水的膜。嚴(yán)格地說,只能通過溶劑而不能通過溶質(zhì)的膜稱為理想半透膜。工業(yè)上使用的半透膜多是高分子合成的聚合物產(chǎn)品。簡(jiǎn)單地說,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,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離
二、純水設(shè)備滲透、滲透壓
當(dāng)把溶劑和溶液(或把兩種不同濃度的溶液)分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí),溶劑將自發(fā)地穿過半透膜向溶液(或從低濃度溶液向高濃度溶液)側(cè)流動(dòng),這種自然現(xiàn)象叫做滲透(Osmosis)。如果上述過程中溶劑是純水,溶質(zhì)是鹽分,當(dāng)用理想半透膜將他們分隔開時(shí),純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過流入鹽水側(cè),這是一個(gè)類似水向低處流的自發(fā)過程,純水側(cè)的水流入鹽水側(cè),鹽水的液位上升,當(dāng)上升到兩側(cè)出現(xiàn)一定壓力差后,水通過膜的凈流量等于零,此時(shí)該過程達(dá)到平衡,與該液位高度差對(duì)應(yīng)的壓力稱為滲透壓(Osmotic Pressure)。
一般來說,滲透壓的大小取決于溶液的種類、濃度和溫度,而與半透膜本身無(wú)關(guān)。通??捎孟率接?jì)算滲透壓,即:
£=cRT (2-1)
式中 £---滲透壓,atm;
C---濃度差,mol/L;
R---氣體常數(shù),為0.0826(L﹒atm)/(mol﹒K);
T---絕對(duì)溫度,K。
上式是用熱力學(xué)原理導(dǎo)出來的,因此只對(duì)稀薄溶液才是準(zhǔn)確的。
C為水中離子的濃度,若為電解質(zhì)的分子濃度,則應(yīng)剩以離解為離子的個(gè)數(shù)i,于是(2-1)可寫為
£=icRT (2-2)
i的極限為2.
三、純水設(shè)備反滲透
當(dāng)在膜的鹽水側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí),水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn),此時(shí)鹽水中的水將流入淡水側(cè),這種現(xiàn)象叫做反滲透(Reverse Osmosis ,縮寫為RO)。
本文名稱:純水設(shè)備反滲透的原理講解
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