用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流動的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小，所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。
基本介紹
- 中文名：反滲透和超過濾法
- 外文名：Reverse osmosis and filtration
正文,
正文
反滲透法是以壓力（一般操作壓力為 20～100千克力/厘米2）為推動力,用半透膜使水溶液中的水和溶質分離的方法;超過濾法是以較低壓力(一般操作壓力低於10千克力/厘米2)為推動力，用孔徑較大的半透膜（膜孔徑為幾十埃到幾百埃）使水溶液中的大分子物質和水分離的方法，這兩種方法都可用於處理工業廢水。
反滲透法原理 用半透膜將溶液和溶劑隔開，由於溶劑側的化學位高於溶液側的化學位，溶劑會透過半透膜自動流向溶液側，這種現象稱為滲透。滲透進行到為溶液側所產生的壓頭平衡為止，這一平衡壓頭叫做溶液的滲透壓。如果在溶液側施加大於滲透壓的壓力，溶液側中的溶劑就會向溶劑側作與自然滲透反向的流動，這種現象稱為反滲透。理想的半透膜實際上是沒有的，在反滲透過程中，透過膜的溶劑中多少會帶一些溶質。反滲透法的溶劑透過率與超滲透壓的壓力增量成比例，所以在實際套用中適當提高操作壓力，能提高膜的透水速度，但是壓力過高，膜被壓實，也會降低膜的透水速度 。
超過濾法原理 用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流動的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小,所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。
目前套用較廣的半透膜是醋酸纖維素膜，其次為芳香聚醯胺膜，中國普遍套用前者。醋酸纖維素膜是一種不對稱膜，由表面緻密層和支撐層組成。表面緻密層起脫鹽作用,厚約0.2～1.0微米,占膜總厚度的0.2～1.0%；支撐層是多孔結構，起支撐表層的作用並便於透水。芳香聚醯胺膜也是一種不對稱膜。成膜材料主要為芳香聚醯胺、芳香聚醯胺- 醯肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外還有聚苯碸對苯二甲醯胺膜、聚苯並咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚碸膜、聚四氟乙烯接枝膜、無機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。
套用 反滲透技術50年代開始用於海水和苦鹹水的淡化，還用於硬水軟化。反滲透技術同離子交換法結合可製取高純水，在環境工程中可用於工業廢水和生活污水的高級處理。
超過濾技術在60年代末大規模套用於處理和回收電泳漆。在環境工程中，可用於廢水處理和從廢水中回收原料，如從造紙廢水中回收鹼和木質素，從印染廢水中回收染料等。
反滲透法和超過濾法具有設備簡單、占地面積小、能耗少、無相變等特點。推廣套用的關鍵是提高膜的性能和壽命，研製出適於各種不同用途的半透膜。對膜的透過機理和流體動力學方面的問題，也有待進一步研究。
反滲透法原理 用半透膜將溶液和溶劑隔開，由於溶劑側的化學位高於溶液側的化學位，溶劑會透過半透膜自動流向溶液側，這種現象稱為滲透。滲透進行到為溶液側所產生的壓頭平衡為止，這一平衡壓頭叫做溶液的滲透壓。如果在溶液側施加大於滲透壓的壓力，溶液側中的溶劑就會向溶劑側作與自然滲透反向的流動，這種現象稱為反滲透。理想的半透膜實際上是沒有的，在反滲透過程中，透過膜的溶劑中多少會帶一些溶質。反滲透法的溶劑透過率與超滲透壓的壓力增量成比例，所以在實際套用中適當提高操作壓力，能提高膜的透水速度，但是壓力過高，膜被壓實，也會降低膜的透水速度 。
超過濾法原理 用孔徑較大的半透膜，在壓差（一般在0.7～10千克力/厘米2）和紊流流動的情況下，溶液中的溶劑和電解質等能透過半滲透膜，而膠體、微粒和分子量較大的物質則被截留。這種方法的分離能力比微濾法高，因而稱為超過濾。溶液中的大分子物質分散系的滲透壓很小,所以超過濾法所需的操作壓力較低。超過濾法的透水速度開始時隨著操作壓力提高而增加，但當大分子物質在膜表面積累形成凝膠層後，透水速度就與操作壓力的變化無關，而同凝膠層的阻力大小成反比。
目前套用較廣的半透膜是醋酸纖維素膜，其次為芳香聚醯胺膜，中國普遍套用前者。醋酸纖維素膜是一種不對稱膜，由表面緻密層和支撐層組成。表面緻密層起脫鹽作用,厚約0.2～1.0微米,占膜總厚度的0.2～1.0%；支撐層是多孔結構，起支撐表層的作用並便於透水。芳香聚醯胺膜也是一種不對稱膜。成膜材料主要為芳香聚醯胺、芳香聚醯胺- 醯肼以及其他一些含氮芳香聚合物。此外還有聚苯碸對苯二甲醯胺膜、聚苯並咪唑膜、磺化聚苯醚膜、磺化聚碸膜、聚四氟乙烯接枝膜、無機的多孔玻璃膜和氧化石墨膜等等。
套用 反滲透技術50年代開始用於海水和苦鹹水的淡化，還用於硬水軟化。反滲透技術同離子交換法結合可製取高純水，在環境工程中可用於工業廢水和生活污水的高級處理。
超過濾技術在60年代末大規模套用於處理和回收電泳漆。在環境工程中，可用於廢水處理和從廢水中回收原料，如從造紙廢水中回收鹼和木質素，從印染廢水中回收染料等。
反滲透法和超過濾法具有設備簡單、占地面積小、能耗少、無相變等特點。推廣套用的關鍵是提高膜的性能和壽命，研製出適於各種不同用途的半透膜。對膜的透過機理和流體動力學方面的問題，也有待進一步研究。
