純水設備反滲透的基本原理

科學家通過對仿生學的研究發現，能夠有效分離鹽分的膜是一種半透膜。含有鹽分的水溶液在半透膜側出現有滲透現象，滲透現象是由滲透壓引起的，反滲透是對含鹽水施以外界推動力克服滲透壓而使水分子通過膜的逆向滲透過程。

一、純水設備半透膜

半透膜是廣泛存在於自然界動植物體器官內的一種能透過水的膜。嚴格地說，只能通過溶劑而不能通過溶質的膜稱為理想半透膜。工業上使用的半透膜多是高分子合成的聚合物產品。簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當，由於細菌、病毒、大部分有機汙染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。

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二、純水設備滲透、滲透壓

當把溶劑和溶液（或把兩種不同濃度的溶液）分別置於半透膜的兩側時，溶劑將自發地穿過半透膜向溶液（或從低濃度溶液向高濃度溶液）側流動，這種自然現象叫做滲透（Osmosis）。如果上述過程中溶劑是純水，溶質是鹽分，當用理想半透膜將他們分隔開時，純水側的水會自發地通過流入鹽水側，這是一個類似水向低處流的自發過程，純水側的水流入鹽水側，鹽水的液位上升，當上升到兩側出現一定壓力差後，水通過膜的淨流量等於零，此時該過程達到平衡，與該液位高度差對應的壓力稱為滲透壓（Osmotic Pressure）。

一般來說，滲透壓的大小取決於溶液的種類、濃度和溫度，而與半透膜本身無關。通常可用下式計算滲透壓，即：

￡=cRT （2-1）

式中 ￡---滲透壓，atm;

C---濃度差，mol/L；

R---氣體常數，為0.0826（L﹒atm）/（mol﹒K）；

T---絕對溫度，K。

上式是用熱力學原理導出來的，因此只對稀薄溶液才是準確的。

C為水中離子的濃度，若為電解質的分子濃度，則應剩以離解為離子的個數i，於是（2-1）可寫為

￡=icRT （2-2）

i的極限為2.

三、純水設備反滲透

當在膜的鹽水側施加一個大於滲透壓的壓力時，水的流向就會逆轉，此時鹽水中的水將流入淡水側，這種現象叫做反滲透（Reverse Osmosis ,縮寫為RO）。