RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是（逆渗透），一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过，其它杂质及重金属均由废水管排出，所有海水淡化的过程，以及太空人废水回收处理、
水圣科技均采用此方法。
1.什么是反渗透?
反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”.
2.反渗透的原理:
首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的.
二、超滤膜（UF）：
一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。
以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm；超滤膜(UF)为0.001～0.02μm；逆渗透膜(RO) 为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。
我们都知道筛子是用来筛东西的，它能将细小物体放行，而将个头较大的截留下来。可是，您听说过能筛分子的筛子吗？超膜 －－这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来！那么，到底什么是超滤膜呢？
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说只有一根头发丝的1‰！在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。
逆渗透是一种在压力驱动下，借助半透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。它能有效处理水中盐类（如钙、镁等硬度杂质）、重金属、化学残留物质达95%-99%以上。
在反渗透膜分离技术中，膜材料也是相当重要的一个课题。反渗透膜一般要具备以下性能：高脱盐率；高透水率；具有高机械强度和良好的柔韧性；化学稳定性好，耐氯以及酸、碱腐蚀，抗微生物侵蚀；抗污染性能强，适用pH范围广；制备简单，造价低，原料充足，便于工业化生产；耐压密性好，可在较高温度下使用。目前主要的反渗透膜材料有醋酸纤维素类、芳香聚酰胺类和聚哌嗪酰胺类。醋酸纤维素反渗透膜为非对称膜，尽管在耐碱性、耐细菌性、产水量等方面不如聚酰胺膜，但因其具有优良的耐氯性、耐污染性至今仍在使用。芳香族聚酰胺可分为线性芳香族聚酰胺与交联芳香族聚酰胺，前者为非对称膜，后者为复合膜。这类膜因具有高交联密度和高亲水性的特点，以及优良的脱盐率、产水量、耐氧化性、有机物去除率和二氧化硅去除率等优点，可用于对去除溶质性能要求高的超纯水制造、海水淡化等方面。聚哌嗪酰胺类可分为线性聚哌嗪酰胺膜与交联聚哌嗪酰胺膜，后者已有产品上市。该膜具有产水量大、耐氯、耐过氧化氢的特点，可用于对脱盐性能要求高的净水处理和食品等方面。
按照操作压力反渗透膜可分为三类：高压反渗透膜、低压反渗透膜和超低压反渗透膜。高压反渗透膜用于海水脱盐，主要有五种：三醋酸纤维素中空纤维膜、直链全芳族聚酰胺中空纤维、交联全芳族聚酰胺卷式复合膜、芳基-烷基聚醚脲卷式复合膜及交联聚醚复合膜。原有苦咸水脱盐的反渗透操作压力高达2.8～4.2MPa，而采用低压反渗透膜可在1.4～2.0MPa的低操作压力下脱除盐分，能耗大大降低。另外，低压反渗透膜还可用于电子、制药工业高纯水的生产，食品工业废水处理，饮料用水生产等，使用低压反渗透膜，在减少设备费用、操作费用、提高生产能力的同时，还可以提高对某些有机和无机溶质的选择分离能力。超低压反渗透膜又称疏松反渗透膜或纳滤膜。
由于制膜工艺的不同，采用同种膜材料所制得的不同分离膜的性能将有很大的差别，所以合理先进的制膜工艺和最优的工艺参数是制备性能优良分离膜的重要保证。
用物理或化学的方法，或将物理和化学方法结合起来，可以制备具有良好分离性能的高分子分离膜。常用的制膜方法有相转化法（流涎、纺丝）和复合法等。
1、相转化法
相转化制膜的各种方法在第二章已经做了部分介绍。相转化法制膜大致可以分为以下六个阶段：
（1）将高聚物和添加剂溶于溶剂，配制制膜液；
（2）制膜液通过流涎法制成平板型和圆管型膜，或通过纺丝法可制成中空纤维型膜；
（3）使膜中的溶剂部分蒸发；
（4）将膜浸渍在对高聚物的非溶剂液体中（最常用的是水），液相的膜在水中凝固成型；
（5）对固化成型的膜进行热处理。非醋酸纤维素膜如芳香聚酰胺膜，一般不需要热处理；
（6）对膜进行预压处理。
制膜液中的聚合物浓度一般在10%～40%左右，溶液浓度太低时，膜的强度较低，实用性能较差；溶液浓度高，聚合物溶解效果较差，所制得的膜均一性不佳，性能得不到保证。采用的溶剂应能溶解聚合物，与水可混溶，而与其他组分不发生化学反应。若在常温下制膜，溶剂最好为低沸点极性溶剂，含量在60%～90%。添加剂要能与制膜液中的各组分相混溶，又要能溶于水，最好是高沸点的极性物质，一般含量在0%～30%。
为了提高膜的质量，在制膜过程中要注意以下几个方面：
(1) 纯化与熟化 由于极性高聚物和极性溶剂的吸水性，要注意恒定它们的含水量，必要时，高聚物和溶剂在配制膜液前需纯化；高聚物-溶剂-添加剂的完全溶解与熟化，且表面均匀的制膜液往往是分子分散的热力学不稳定体系，这种体系迟早会分相，制膜应在均相的情况下进行；制膜液中的机械杂质可以在惰性气体作用下采用200～240目的滤网以压滤方式除去；残存在制膜液中的气体可用减压法除去；含有丙酮等低沸点溶剂时，可采用静置法除去；为了防止溶剂的挥发和某些组分的自聚，制膜液应在密封避光的条件下保存备用。
(2) 对环境的要求 制膜时，要保证环境的清洁和流涎基体的洁净，为此，流延用的玻璃板需要用1:1的无水酒精和乙醚溶液进行清洗，这样可有效地去除油脂；制膜液流延时，要防止气体的夹带；流延和溶剂蒸发时要注意控制环境温度、湿度和其他条件的恒定，避免周围气流的湍动，气流的湍动往往是造成膜缺陷 (( 针孔和亮点的原因之一。
(3) 其他要求 膜在凝固成型时，为了使溶剂和添加剂从膜中完全浸出，根据膜的不同形式，需要保持数小时至数十天的时间；膜蒸发时接触空气的一侧是膜的表面活性层或称表面致密层，该致密层起分离的作用；膜的热处理使得膜的孔径收缩，从而导致分离率上升而通量下降，因而要注意控制热处理的时间和温度；膜在使用前还要进行预压处理，以稳定膜性能。
2、复合法
用相转化法制作的反渗透膜，对溶质起分离作用的仅是极薄的表面致密层，其厚度约为膜厚的1/100。膜的透过速度与表面致密层的厚度成反比，可以通过减小表面致密层的厚度提高膜的透过速度，但研究表明，要想制得厚度小于0.1(m的表面致密层是极为困难的。
在压力作用下，膜的压密使得膜的透过速度下降。膜的压密主要发生在介于表面致密层和下面多孔支撑层之间的过渡层，从而增加了膜的透过阻力。尽管有的研究指出，透过速度的下降与表面致密层的结构变化有关，但是只要操作压力不超过表面致密层高分子的屈服点，透过速度下降的主要原因仍在于过渡层的致密。因此，从减小表面致密层的厚度和解决过渡层压密的角度看，单纯依靠改进相转化法制膜工艺来提高膜性能是有限度的。
采用其它工艺分别制备致密的超薄脱盐层和多孔支撑层，然后将两部分进行复合，这样既可以减小表面致密层的厚度，又可以取消易引起压密的过渡层，还可以选择坚韧的材质制备多孔支撑层，选择高脱盐的材质制备超薄脱盐层，从而使膜同时具有较高的溶质分离率和溶剂透过速度，这是制作复合膜的基本设想。
1.复合法制膜的特点
（1）可以选用不同的材质制作超薄脱盐层和多孔支撑层，使它们的功能分别达到最优化，从而优化复合膜的性能。
（2）可以用不同方法制作高交联度和带离子性基团的超薄脱盐层，厚度可以控制到0.01(0.1(m，从而使得膜对无机物特别是对有机物具有良好的分离率和较高透水速度，同时还具有良好的物化稳定性和耐压密性。
（3）根据不同的应用特性，可以制作不同厚度的超薄脱盐层。
（4）大部分复合膜可以制成干膜，有利于膜的运输和保存。
目前，复合膜的制作通常是先制作多孔支撑层，然后直接在多孔支撑层上以各种方法制作超薄脱盐层。对多孔支撑层，要求有适当大小的孔密度、孔径和孔径分布，有良好的耐压密性和物化稳定性。由于聚砜原料廉价易得，制膜简单，有良好的机械强度和抗压密性，有良好的化学稳定性，无毒，能抗微生物降解，膜可进行干燥，并对透水速度影响不大，所以目前工业上绝大多数复合膜主要采用聚砜多孔支撑膜作为支撑层。
2.超薄脱盐层的主要制备方法
超薄脱盐层的主要制备方法有聚合物涂敷法、界面聚合法、原位聚合法、等离子体聚合法等。这些在第二章已做了介绍。另外，美国Oak Ridge国家原子能研究所还采用了一种称为动态成形法的 复合膜的制备方法。这种方法是以加压闭合循环流动的方式，使胶体粒子或微粒子附着沉积在多孔支撑体的表面，形成薄层底膜。然后再用高分子聚电解质的稀溶液，同样以加压闭合循环流动的方式，将它们附着沉积在底膜上，构成具有分离性能、双层结构的复合膜。
目前，关于复合膜形成机理的研究较少，以多胺类水溶液与酰氯类有机溶液在聚砜基膜表面的界面聚合为例，聚砜多孔膜吸收多胺类水溶液后，酰氯有机相溶液再在聚砜基膜的表面与基膜表面的水相进行界面聚合反应形成超薄脱盐层。由于溶质的性质和界面的性能，两相界面处的初始浓度很高。当两相接触时，反应迅速开始，两种单体在界面处的浓度迅速下降，界面处形成了一极薄的聚酰胺薄膜。当两种单体的反应时间过长时，进一步的反应受通过该薄膜的扩散速度控制。一般认为酰氯与多胺的反应是不可逆的亲核反应，反应速度为二级。
复合膜制备过程中，酰氯与胺类的反应时间一般都很短，在几秒到一分钟左右，因为复合的超薄脱盐层希望很薄，在50～300 nm之间。反应时间太长会使超薄脱盐层增厚，影响复合膜的传递性能和选择性能。复合过程中，两种单体的种类、两种单体在两相中的初始浓度及比例、有机相溶剂的种类、反应的温度和时间、酸接收剂的种类和浓度等对成膜的好坏都有较大的影响。另外，虽然界面反应对两种单体的准确当量比要求不严，但设法使两种单体以合适的当量比反应，将有利于形成高分子量的复合膜。
另外，缩聚反应的特点是在初期生成数目较多的不同聚合度的中间产物，随时间的延长，聚合度增加，所以先在常温下成膜，然后再在较高的温度下进一步反应，使超薄脱盐层的结构更加完善，从而有利于形成高分子量的复合膜。
总之，反渗透成膜过程中的每一工序，都有一系列影响膜性能的因素，制膜时要较好地利用这些因素的变化，协调其相互制约相互弥补的内在关系，从而制备性能较佳、质量满意的反渗透分离膜。
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