反滲透裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、操作簡便、能耗低，在常溫下操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。80年代發(fā)明的復(fù)合膜，由超薄反滲透膜、多孔支撐層、織物增強(qiáng)自疊加而成，透水量，除鹽率高達(dá)99%，是理想的反滲透膜。反滲透膜在分離小分子有機(jī)化合物時也特別有效，因此對有機(jī)化工、釀造工業(yè)、三廢處理等領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用。



膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以超過99%，對單價離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也可超過了98%（膜使用時間越長，化學(xué)清洗次數(shù)越多，反滲透膜脫鹽率越低。）；對分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過到98%，但對分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。



脫鹽率是衡量反滲透膜性能的關(guān)鍵指標(biāo)，它表示反滲透膜從進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)的百分比。透鹽率則是進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比，計(jì)算公式為脫鹽率 = (1 - 產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量) × ，透鹽率 = - 脫鹽率。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，反滲透膜的脫鹽率額定值應(yīng)不小于95%，并且連續(xù)運(yùn)行1年后不低于額定值的95%。這一指標(biāo)對于海水淡化和苦咸水處理等應(yīng)用尤為重要，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到出水水質(zhì)是否達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。



聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺兩大類。20世紀(jì)70年代應(yīng)用的主要是脂肪族聚酰胺，如尼龍—4、尼龍—6和尼龍—66膜；目前使用多的是芳香族聚酰胺膜。膜材料為芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物。芳香族聚酰胺膜適應(yīng)的pH范圍可以寬到2~11，但對水中的游離氯很敏感。


由單一材料制成的非對稱膜有下列不足之處： 1、致密層和支持層之間存在被壓密的過渡層。 2、表皮層厚度薄極限為100nm，很難通過減小膜厚度降低推動壓力。 3、脫鹽率與透水速度相互制約，因?yàn)橥N材料很難兼具脫鹽和支撐兩者均優(yōu)。


復(fù)合膜的特征是主要由以上兩種材料制成，它是以很薄的致密層和多孔支撐層復(fù)合而成。多孔支撐層又稱基膜，起增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的作用；致密層也稱表皮層，起脫鹽作用，故又稱脫鹽層。脫鹽層厚度一般為50nm，薄的為30nm。


基膜的材料以聚砜為普遍，其次為聚丙烯和聚丙烯腈。因?yàn)榫垌恳椎?，制膜簡單，機(jī)械強(qiáng)度好，抗壓密性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，，能抗生物降解。 為進(jìn)一步增強(qiáng)多孔支撐層的強(qiáng)度，常用聚酯無紡布。 脫鹽層的材料主要為芳香聚酰胺。此外還有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺與縮合尿素、糠醇與三羥乙基異氰酸酯、間苯二胺與均苯酰氯等。


反滲透過程中的傳質(zhì)機(jī)理主要包括以下幾種模型： - 溶解-擴(kuò)散模型：該模型認(rèn)為溶質(zhì)和溶劑都能溶于非多孔膜表面層內(nèi)，并在化學(xué)勢推動下擴(kuò)散通過膜。這一模型強(qiáng)調(diào)了膜材料的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)對分離效果的影響。 - 吸附-毛細(xì)孔流模型：該模型基于膜對水的吸附，形成一層純水層，在外壓作用下通過膜表面的毛細(xì)孔流動，實(shí)現(xiàn)分離。 - 氫鍵理論：該理論解釋了水分子與膜材料（如醋酸纖維素）之間的氫鍵作用，以及在壓力作用下水分子如何通過膜的多孔層流出。


回收率指反滲透膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比，它反映了系統(tǒng)對進(jìn)水利用的能力?；厥章实挠?jì)算公式為回收率 = (產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量) × 。不同規(guī)模的裝置對水回收率有不同的要求，例如產(chǎn)水量≤4 m3/h的裝置水回收率不小于30%，產(chǎn)水量>4～40 m3/h的裝置水回收率不小于50%，產(chǎn)水量>40 m3/h的裝置水回收率不小于70%?；厥章实膬?yōu)化可以提高水資源的利用效率，減少廢水排放。