反渗透基础知识汇编（图文版）

反渗透(Reverse Osmosis，RO)是常见的水处理净化技术。通过对进水和反渗透膜施加高压，使水从膜的一侧(给水侧)流动到另外一侧(产水侧)。进水中大部分的其他成分，如溶解的盐、颗粒、细菌和热原，将留在膜的给水侧，最终作为废水排放。

反渗透系统分为外部的膜壳和内部的卷式反渗透膜。要了解卷式反渗透膜，首先要知道一张反渗透膜的结构。

一张这样的三层反渗透复合膜虽然是整个系统的灵魂，但并不能形成我们看到的“卷式”膜。实际上“一卷”常见的反渗透膜，主要分为五个结构：两端端盖、中心管、O型密封圈、反渗透膜、进水/产水分离格网。

多张反渗透膜与产水/进水格网，一张一张依次交叠，在它们的边缘涂胶密封，再将其整体卷绕在中心管上。其中网格层：提供原水流入和产水流出的通道，防止RO膜片黏连，反渗透膜层：对进水脱盐与过滤。

原水从进水格网进入反渗透膜，在压力作用下，水会穿过层层膜片进行过滤。通过反渗透膜的水，会被产水格网引入引向中心管最终形成RO水(图7绿色)，而带有杂质的一部分浓水无法通过反渗透膜，会随着浓水路径被排掉(图7橙色)。

反渗透系统的核心指标有脱盐率、产水量/膜通量、回收率等。

脱盐率是反渗透膜性能的重要技术指标，代表着膜对于盐的去除能力。这里所说的“盐”并不是狭义的NaCl，而是各类离子，化学污染物(见图9)。进水盐度相同时，脱盐率越高，产品水的含盐量越低，反渗透膜性能越好。

反渗透膜的标准脱盐率取决膜元件表面超薄脱盐层致密度，越致密脱盐率越高，产水量越低。但实际工作条件与标称测试条件不完全相同，反渗透膜的实际脱盐率是浮动的，低于标准脱盐率。

RO膜对不同物质的脱盐率不同，主要由物质的结构和分子量决定。对高价离子脱盐率可超过99%，对单价离子脱盐率超过98%，对分子量大于100的有机物脱除率超过98%，但对小分子量的有机物脱除率稍低。常见离子脱盐率如下：

图9：常见离子脱盐率(海德能某型号说明书)

总的来讲对于RO膜：有机物比无机物更容易去除，对于电解质：高价离子比单价离子容易去除，对于非电解质：分子越大越容易去除。

反渗透膜的产水能力，又称膜通量，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用t/h表示。这里要了解2个重要的名词：渗透流率(GDF)，即单位面积反渗透膜的液体透过率。影响反渗透膜产水量的因素，很多都通过影响渗透流率引起产水量变化。渗透流率越高，产水量越高;与之对应的是：膜的盐通量，即单位时间内、单位面积反渗透膜的盐通过率。这是影响反渗透膜脱盐率的因素。盐通量越高，脱盐率越低。最大渗透流率与膜的孔径、材料、工艺有关，理论上GDF越高产水量越大，但是过高时，垂直膜方向的水流速度、流量加大，可能加速膜的淤积和污染。

回收率是指膜系统中进水转化成为产品水的百分比，可通过改变RO膜压力进行调整。这里强调一点，我们关注的不是反渗透膜的回收率，而是整个系统的总回收率。

从图12可以看出：随着回收率上升，膜表面浓度因子迅速上升，回收率90%时浓缩因子骤增。一般来讲，水处理系统的回收率在50%到75%左右，不宜过高或过低。过低对于水资源严重浪费，过高进水浓缩，影响产品水水质，同时极易导致反渗透膜结垢，严重影响膜的使用寿命。

大家对于“压力越高，产水量越大”、“温度每上升1℃，产水量变化3%”耳熟能详，但深究其原因

压力是影响产水量的直接因素，产水量与膜的工作压力基本成正比，因为压力的增大直接提高了水过膜的直接动力，使得产水量直线上升，这点好理解。但是压力对于脱盐率的影响不一样，随着压力增大脱盐率的变化相对平缓，为什么?这里我们提一个有意思的问题：脱盐率到底为什么会随着压力上升?

有更多的盐被截留了吗?实际上并没有，在一定压力范围内，进水压力基本不影响盐透过量。但压力增大，产水量上升，稀释了反渗透水的含盐量，被动引起脱盐率上升。

但随着压力继续增大，膜两侧的盐浓度差加大，达到一定压力时，透过膜的盐分在浓差极化作用下必然增加，一定程度上抵消了产水量上升带来的稀释作用，产水含盐量不再降低，脱盐率趋于稳定。