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反渗透设备理想半透膜的概念
时间:2015-05-25 08:35 点击次数:

    渗透现象是自然界中普片存在的物理现象之一,生物体中的渗透现象是构成生命体系的重要环节,而工业过程中的反渗透水处理设备的反渗透工艺具有着特定的内涵。


    如果下图所示的反渗透试验中,在开放式容器内放置隔膜,膜两侧分贝放入浓度不等的溶液。当放置的隔膜为全透膜时,根据物质的扩散规律,高浓度溶液中的溶质及低浓度溶液中的溶剂将透过隔膜分别向对方溶液扩散。当膜两侧溶液浓度相等时扩散过程结束,膜两侧溶液的液位相等。

反渗透设备理想半透膜的概念

    当放置的隔膜为只透过溶剂而不透过溶质的半透膜时,低浓度溶液中的溶剂可透过膜体向高浓度溶液扩散,而高浓溶液中的溶质向低浓度溶液的扩散趋势被半透膜阻断。半透膜对溶质扩散的阻断及对溶剂扩散的传递现象称为渗透。


    渗透过程中不断增长的膜两侧水位差,形成了渗透过程的阻力;当水位差阻力与扩散动力完全抵消时达到渗透平衡。平衡状态下浓淡溶液两侧的水位差称为两侧溶液的渗透压差。低浓度溶液为纯溶剂时,平衡状态下的水位差纪委高浓度溶液的渗透压。


    如在高浓度溶液侧施加一个地狱渗透压的压力时,渗透过程将中止。施加压力增到渗透压差时,不会发生渗透现象。若施加压力高于渗透压差时,高浓度溶液中的容积将向低浓度溶液反向渗透,该现象称为反渗透或逆渗透。


    根据热力学理论,低含盐量水体的渗透压与水体的温度成正比,且与水体中各离子的浓度之和成正比:

                                   π=RTΣci

式中   π——溶液的渗透压,kPa;

       T——热力学温度,K;

       ci——溶质中离子i的浓度,mol/L;

       R——气体常数,8.308kPa·L/(mol·K)。


    半透膜对溶质具有100percent的截留效率时,为理想半透膜。而现实世 界中的半透膜均为非理想半透膜,即对溶质具有很高的截留效率,但尚存一定的透过率。

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