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閱讀：1264發(fā)布時(shí)間：2017-3-17
1950年美國(guó)科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產(chǎn)生疑問(wèn),因?yàn)殛懙厣嫌煞魏粑膭?dòng)物是無(wú)法飲用高鹽份的海水的.經(jīng)過(guò)解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過(guò)薄膜轉(zhuǎn)化為淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu);并在1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備,在1960年經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦政府專案支助美國(guó)U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經(jīng)費(fèi)研究,以運(yùn)用于太空人使用,使太空船不用運(yùn)載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學(xué)者、專家越來(lái)越多,使之質(zhì)與量更加精進(jìn),從而解決了人類欽用水中的難題.
首先要了解“滲透”的概念.滲透是一種物理現(xiàn)象.當(dāng)兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開(kāi)就會(huì)發(fā)現(xiàn),含鹽量少的一邊的水分會(huì)透過(guò)膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間,這一過(guò)程也稱為滲透壓力.但如果在含鹽量高的水側(cè),試加一個(gè)壓力,其結(jié)果也可以使上述滲透停止,這時(shí)的壓力稱為滲透壓力.如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。
反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。 反滲透時(shí)，溶劑的滲透速率即液流能量N為： N=Kh(Δp－Δπ) 式中Kh為水力滲透系數(shù)，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側(cè)的靜壓差；Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為： π=icrt 式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù)；C為溶質(zhì)的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數(shù)；T為溫度。 反滲透通常使用非對(duì)稱膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(shè)備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。 反滲透膜能截留水中的各種無(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，近20年來(lái)得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水（見(jiàn)鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，目前其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，已開(kāi)始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
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