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壹水務HOH壹水務凈水器反滲透膜在污水處理中應用饒
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- 廈門藍博科技開發有限公司
- 2022-07-18 11:04:30
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【簡單介紹】
【詳細說明】
壹水務凈水器反滲透膜在污水處理中應用饒
中秋送禮選壹水務凈水器4006000440
近來，物理化學處理技術、光照射技術及膜過濾技術已形成三大水處理技術。在這些技術中引人注目的是膜分離法污水處理技術[1]。膜分離是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分混合物的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集的方法。而壹水務凈水器反滲透膜分離技術作為當今世界水處理*的技術，具有清潔、高效、無污染等優點，已在海水淡化、城市給水處理、純水和超純水制備、城市污水處理及利用、工業廢水處理、放射性廢水處理等方面得到廣泛的應用。
膜分離技術作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統分離操作（如蒸發、萃取、沉淀、混凝和離子交換樹脂等）相比較，過程中大多無相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡單、投資小等特點。膜分離技術應用到污水處理領域，形成了新的污水處理方法，它包含微濾（MF）、超濾（UF）、滲析（D）、電滲析（ED）、納濾（NF）、和反滲透（RO）等，本文僅對反滲透（RO）膜法對城市污水處理技術進行探討。
膜分離技術作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統分離操作（如蒸發、萃取、沉淀、混凝和離子交換樹脂等）相比較，過程中大多無相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡單、投資小等特點。膜分離技術應用到污水處理領域，形成了新的污水處理方法，它包含微濾（MF）、超濾（UF）、滲析（D）、電滲析（ED）、納濾（NF）、和反滲透（RO）等，本文僅對反滲透（RO）膜法對城市污水處理技術進行探討。
1、壹水務凈水器反滲透膜發展概況
膜廣泛的存在于自然界中，特別是生物體內。人類對于膜現象的研究源于1748年，但是人類對它的認識和研究則較晚。1748年，Abbe Nollet觀察到水可以通過覆蓋在裝有酒精溶液瓶口的豬膀肌進入瓶中時，發現了滲透現象。然而認識到膜的功能并用于為人類服務，卻經歷了200多年的漫長過程。人們對膜進行科學研究則是近幾十年來的事。其發展的歷史大致為；30年代微孔過濾；40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化[2]。
膜廣泛的存在于自然界中，特別是生物體內。人類對于膜現象的研究源于1748年，但是人類對它的認識和研究則較晚。1748年，Abbe Nollet觀察到水可以通過覆蓋在裝有酒精溶液瓶口的豬膀肌進入瓶中時，發現了滲透現象。然而認識到膜的功能并用于為人類服務，卻經歷了200多年的漫長過程。人們對膜進行科學研究則是近幾十年來的事。其發展的歷史大致為；30年代微孔過濾；40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化[2]。
在國外，其發展概況為：1953年美國的Reid 提出從海水和苦鹽水中獲得廉價的淡水的反滲透研究方案，1960年美國的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不對稱膜，從此RO作為經濟的淡化技術進入了實用和裝置的研究階段。20世紀70年代初期開始用RO法處理電鍍污水，首先用于鍍鎳污水的回收處理，此后又應用于處理鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等漂洗水以及混合電鍍污水。1965年英國首先發表了用半透膜處理電泳涂料污水的。此后美國P.P.G公司提出用UF和RO的組合技術處理電泳涂料污水，并且實現了工業化。1972－1975年J J .Porter 等人用動態膜進行染色污水處理和再利用實驗。1983年L.Tinghuis等人發表了用RO法處理染料溶液的研究結果。1969年美國的J . C. V Smith 首先報道了處理城市污水的方法。30年來，反滲透（RO）技術先后在含油、脫脂廢水、纖維工業廢水、造紙工業廢水、放射性廢水等工業水處理、苦咸水淡化、純水和高純水制備、醫藥工業和特殊的化工過程和高層建筑廢水等各類污水處理中得到了廣泛的應用。尤其是近幾年，一些新型的膜法污水處理技術逐一問世，如膜蒸餾、液膜、膜生化反應器、控制釋放膜、膜分相、膜萃取等[3]。
在我國，膜技術的發展是從1958年離子交換膜研究開始的。1958年開始進行離子交換膜的研究，并對電滲析法淡化海水展開了試驗研究；1965年開始對壹水務凈水器反滲透膜進行探索，1966年上海化工廠聚乙烯異相離子交換膜正式投產，為電滲析工業應用奠定了基礎。1967年海水淡化會戰對我國膜科學技術的進步起了積極的推動作用。1970年代相繼對電滲析、反滲透、超濾和微濾膜及組件進行研究開發，1980年代進入推廣應用階段。1980年代中期我國氣體分離膜的研究取得長足進步，1985年*大連化物所，*研制成功中空纖維N2/H2分離器，主要性能指標接近國外同類產品指標，現己投入批量生產，每套成本僅為進口裝置的1/3。進入90年代以來，復合膜的制備取得了較大進展[2]。
2、壹水務凈水器反滲透膜分離技術基本理論
壹水務凈水器反滲透膜分離法的基本特點是其推動力為壓力差（1－10MPa），傳質機理一般認為是溶劑的擴散傳遞，透過膜的物質是水溶劑，截留物為溶質、鹽（懸浮物、大分子、離子），膜的類型為非對稱膜或復合膜。反滲透的選擇透過性與組分在膜的溶解、吸附和擴散有關，因此除與膜孔大小結構有關外，還與膜的化學、物理性質有密切關系，即與組分和膜之間的相互作用密切相關[4]。
壹水務凈水器反滲透膜分離法的基本特點是其推動力為壓力差（1－10MPa），傳質機理一般認為是溶劑的擴散傳遞，透過膜的物質是水溶劑，截留物為溶質、鹽（懸浮物、大分子、離子），膜的類型為非對稱膜或復合膜。反滲透的選擇透過性與組分在膜的溶解、吸附和擴散有關，因此除與膜孔大小結構有關外，還與膜的化學、物理性質有密切關系，即與組分和膜之間的相互作用密切相關[4]。
2.1 反滲透原理
滲透現象早在1748年已由Abbe Nollet*得到證明，直到20世紀50年代，科學家們才開始利用反滲透或超濾作為溶液中溶質和溶劑的有效分離方法，并使其成為一種實驗室技術。
滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。但是在濃溶液一邊加上適當的壓力，即可使滲透停止，此時的壓力稱為該溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，此時就稱為反滲透。
滲透現象早在1748年已由Abbe Nollet*得到證明，直到20世紀50年代，科學家們才開始利用反滲透或超濾作為溶液中溶質和溶劑的有效分離方法，并使其成為一種實驗室技術。
滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。但是在濃溶液一邊加上適當的壓力，即可使滲透停止，此時的壓力稱為該溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，此時就稱為反滲透。
這就說明，當對鹽水一側施加的壓力超過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲取淡水。因此，反滲透過程必須具備兩個條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性（一般指透水性）的選擇性半透膜，二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。
2.2 壹水務凈水器反滲透膜的透過機理
關于壹水務凈水器反滲透膜的透過機理，自20世紀50年代末以來，許多學者先后提出了各種不對稱壹水務凈水器反滲透膜的透過機理和模型，現介紹如下：
關于壹水務凈水器反滲透膜的透過機理，自20世紀50年代末以來，許多學者先后提出了各種不對稱壹水務凈水器反滲透膜的透過機理和模型，現介紹如下：
2.2.1 氫鍵理論[3]
這個理論是由里德（Ried）等人提出的，并用醋酸纖維膜加以解釋。這種理論是基于一些離子和分子能通過膜的氫鍵的結合而發生，從而通過這些發生線形排列型的擴散來進行傳遞。在壓力的作用下，溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上氧原子形成氫鍵，而原來的水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來并隨之轉移到下一個活化點，并形成新的氫鍵，如是通過這一連串氫鍵的形成與斷開，使水分子離開膜表面的致密活化層，由于多孔層含有大量的毛細管水，水分子能暢通流出膜外。
這個理論是由里德（Ried）等人提出的，并用醋酸纖維膜加以解釋。這種理論是基于一些離子和分子能通過膜的氫鍵的結合而發生，從而通過這些發生線形排列型的擴散來進行傳遞。在壓力的作用下，溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點——羰基上氧原子形成氫鍵，而原來的水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來并隨之轉移到下一個活化點，并形成新的氫鍵，如是通過這一連串氫鍵的形成與斷開，使水分子離開膜表面的致密活化層，由于多孔層含有大量的毛細管水，水分子能暢通流出膜外。
2.2.2 優先吸附-毛細孔流理論[4]
索里拉金等人提出了優先吸附－毛細孔流理論。他們以氯化鈉水溶液為例，溶質是氯化鈉，溶劑是水，膜的表面能選擇性吸水，因此水被優先吸附在膜表面上，而對氯化鈉排斥。在壓力作用下，優先吸附的水通過膜，就形成了脫鹽的過程。這種模型同時給出了混合物分離和滲透性的一種臨界孔徑的概念。臨界孔徑顯然是選擇性吸著界面水層的兩倍。基于這種模型在膜的表面必須有相應大小的毛細孔，根據這種理論，索里拉金等研制出具有高脫鹽率、高脫水性的實用壹水務凈水器反滲透膜，奠定了實用壹水務凈水器反滲透膜的發展基礎。
索里拉金等人提出了優先吸附－毛細孔流理論。他們以氯化鈉水溶液為例，溶質是氯化鈉，溶劑是水，膜的表面能選擇性吸水，因此水被優先吸附在膜表面上，而對氯化鈉排斥。在壓力作用下，優先吸附的水通過膜，就形成了脫鹽的過程。這種模型同時給出了混合物分離和滲透性的一種臨界孔徑的概念。臨界孔徑顯然是選擇性吸著界面水層的兩倍。基于這種模型在膜的表面必須有相應大小的毛細孔，根據這種理論，索里拉金等研制出具有高脫鹽率、高脫水性的實用壹水務凈水器反滲透膜，奠定了實用壹水務凈水器反滲透膜的發展基礎。
2.2.3 溶液擴散理論[3]
朗斯代爾（Lonsdale）和賴利（Riley）等人提出溶解擴散理論。該理論假定膜是無缺陷的“完整的膜”，溶劑和溶質透過膜的機理是由于溶劑與溶質在膜中的溶解，然后在化學位差的推動力下，從膜的一側向另一側進行擴散，直至透過膜。溶劑和溶質在膜中的擴散服從（Fick）定律，這種模型認為溶劑和溶質都可能溶于均質或非多孔型膜表面，以化學位差為推動力（常用濃度差或壓力差來表示），分子擴散使它們從膜中傳遞到膜下部。因此，物質的滲透能力不僅取決于擴散系數，而且取決于其在膜中的溶解度。溶質的擴散系數比水分子的擴散系數小得越多，高壓下水在膜內的移動速度就越快，因而透過膜的水分子數量就比通過擴散而透過去的溶質數量更多。
目前一般認為，溶解擴散理論較好的說明膜透過現象，當然氫鍵理論、優先吸附－毛細孔流理論也能夠對壹水務凈水器反滲透膜的透過機理進行解釋。此外還有學者提出擴散－細孔流理論，結合水-空穴有序理論以及自由體積理論等。也有人根據反滲透現象是一種膜透過現象，因此把它當作非可逆熱力學現象來對待?？傊?，壹水務凈水器反滲透膜透過機理還在發展和完善中。
朗斯代爾（Lonsdale）和賴利（Riley）等人提出溶解擴散理論。該理論假定膜是無缺陷的“完整的膜”，溶劑和溶質透過膜的機理是由于溶劑與溶質在膜中的溶解，然后在化學位差的推動力下，從膜的一側向另一側進行擴散，直至透過膜。溶劑和溶質在膜中的擴散服從（Fick）定律，這種模型認為溶劑和溶質都可能溶于均質或非多孔型膜表面，以化學位差為推動力（常用濃度差或壓力差來表示），分子擴散使它們從膜中傳遞到膜下部。因此，物質的滲透能力不僅取決于擴散系數，而且取決于其在膜中的溶解度。溶質的擴散系數比水分子的擴散系數小得越多，高壓下水在膜內的移動速度就越快，因而透過膜的水分子數量就比通過擴散而透過去的溶質數量更多。
目前一般認為，溶解擴散理論較好的說明膜透過現象，當然氫鍵理論、優先吸附－毛細孔流理論也能夠對壹水務凈水器反滲透膜的透過機理進行解釋。此外還有學者提出擴散－細孔流理論，結合水-空穴有序理論以及自由體積理論等。也有人根據反滲透現象是一種膜透過現象，因此把它當作非可逆熱力學現象來對待?？傊?，壹水務凈水器反滲透膜透過機理還在發展和完善中。
2.3有機物去除機理
對于有機溶質的脫除機理zui初認為純屬篩網效應其脫除率主子量大小和形狀有關。后來經過大量的研究，發現膜與有機溶質的電荷斥力對脫除率的影響有時不容忽視。近年來的研究證明，膜對有機溶質的脫除主要受兩方面的影響：一是膜孔徑的機械篩除作用；二是膜與有機物間排斥力的作用，這種排斥作用的大小與膜材料和有機物的物理化學特征參數有很大的關系。這些物理比學特征參數及其對分離度的影響（不考慮膜孔徑的機械篩除作用）介紹如下[5]。
對于有機溶質的脫除機理zui初認為純屬篩網效應其脫除率主子量大小和形狀有關。后來經過大量的研究，發現膜與有機溶質的電荷斥力對脫除率的影響有時不容忽視。近年來的研究證明，膜對有機溶質的脫除主要受兩方面的影響：一是膜孔徑的機械篩除作用；二是膜與有機物間排斥力的作用，這種排斥作用的大小與膜材料和有機物的物理化學特征參數有很大的關系。這些物理比學特征參數及其對分離度的影響（不考慮膜孔徑的機械篩除作用）介紹如下[5]。
2.3.1 極性參數[5]
極性效應表征的是有關分子的酸性或堿性。以下參數中的任何一個均可以給出極性效應以定量的量度。
（1）△Ms（酸性）或△Ms（堿性）
△Ms（酸性）是溶質（ROH）在CC14和醚溶液中測得的紅外光譜中OH譜帶zui大值的相對位移，△Ms（堿性）是溶質（CH3OD）在苯中測得的紅外光譜中OD譜帶zui大值的相對位移△Ms（酸性）或△Ms（堿性）的數據分別與質子給予體或質子接受體的分子的相對氫鍵鍵合能力相。氫鍵鍵合能力愈大，表示一種酸（如醇或酚）給予質子的能力愈大或一種堿（如醛、酮）接受質子的能力愈大。由于質子給予能力與質子接受能力表現出相反的趨勢，因此△Ms（酸性）的增加值等于△Ms（堿性）的減小值。
一般來說，有機溶質的△Ms（酸性）增加，表示有關分子與膜的氫鍵鍵合能力增強，這種增強的結果就會減小膜與有機溶質間的排斥力。因此，隨著△Ms（酸性）的增加，有機物的分離度減小。或者說，隨著△Ms（堿性）的增加，有機溶質與膜的氫鍵鍵合能力減小，因此膜與有機溶質間的排斥力增大，有機物的分離度增加。但當△Ms（堿性）值超過隨某一化合物的種類而異的值時，隨著△Ms（堿性）的增加，溶質分離度的增加甚微。
（2）解離常數Ka或pKa （PK＝－logKa ）
解離常數是水溶液中具有一定離解度的溶質的的極性參數。離解常數給予分子的酸性或堿性以定量的量度，pKa減小，對于質子給予體來說，其酸性增加；對于質子接受體來說，其堿性增加。
對于酸性有機物來說，隨著pKa的減小，一方面，有機溶質與膜的氫鍵鍵合能力增強，相當于溶質與膜間的吸引力增加，因而分離度下降；另一方面，它離解成為離子的傾向增加，相當于增強了該有機物與膜之間的靜電斥力，從而分離度升高。上述兩種作用的相伴相克，起主導作用的因素決定著分離度高低的走向。因此，對于酸性分子來說，酸性的大小和pKa共同影響著溶質分離度。與酸性有機物有所不同，對于堿性有機溶質來說，隨著pKa的減小，有機溶質與膜間的靜電斥力增加，去除率升高。
極性效應表征的是有關分子的酸性或堿性。以下參數中的任何一個均可以給出極性效應以定量的量度。
（1）△Ms（酸性）或△Ms（堿性）
△Ms（酸性）是溶質（ROH）在CC14和醚溶液中測得的紅外光譜中OH譜帶zui大值的相對位移，△Ms（堿性）是溶質（CH3OD）在苯中測得的紅外光譜中OD譜帶zui大值的相對位移△Ms（酸性）或△Ms（堿性）的數據分別與質子給予體或質子接受體的分子的相對氫鍵鍵合能力相。氫鍵鍵合能力愈大，表示一種酸（如醇或酚）給予質子的能力愈大或一種堿（如醛、酮）接受質子的能力愈大。由于質子給予能力與質子接受能力表現出相反的趨勢，因此△Ms（酸性）的增加值等于△Ms（堿性）的減小值。
一般來說，有機溶質的△Ms（酸性）增加，表示有關分子與膜的氫鍵鍵合能力增強，這種增強的結果就會減小膜與有機溶質間的排斥力。因此，隨著△Ms（酸性）的增加，有機物的分離度減小。或者說，隨著△Ms（堿性）的增加，有機溶質與膜的氫鍵鍵合能力減小，因此膜與有機溶質間的排斥力增大，有機物的分離度增加。但當△Ms（堿性）值超過隨某一化合物的種類而異的值時，隨著△Ms（堿性）的增加，溶質分離度的增加甚微。
（2）解離常數Ka或pKa （PK＝－logKa ）
解離常數是水溶液中具有一定離解度的溶質的的極性參數。離解常數給予分子的酸性或堿性以定量的量度，pKa減小，對于質子給予體來說，其酸性增加；對于質子接受體來說，其堿性增加。
對于酸性有機物來說，隨著pKa的減小，一方面，有機溶質與膜的氫鍵鍵合能力增強，相當于溶質與膜間的吸引力增加，因而分離度下降；另一方面，它離解成為離子的傾向增加，相當于增強了該有機物與膜之間的靜電斥力，從而分離度升高。上述兩種作用的相伴相克，起主導作用的因素決定著分離度高低的走向。因此，對于酸性分子來說，酸性的大小和pKa共同影響著溶質分離度。與酸性有機物有所不同，對于堿性有機溶質來說，隨著pKa的減小，有機溶質與膜間的靜電斥力增加，去除率升高。
（3）Hammet數或Taft數
Hammet數σ是表示芳香族間位或對位取代基的極性常數，Taft數σ*是表示芳香族鄰位化合物或脂肪族化合物中取代基的極性常數。σ和σ*兩者定量表示取代基對有機分子的極性效應的影響；σ和σ*具有加和性；取代基的σ和σ*值愈低，它的電子收回能力（或質子給予能力）愈小。因此對一給定的官能團，σ和σ*值的降低相當于分子的酸性降低或堿性增加。
一般來說，無論是酸還是堿，有機溶質的分離度隨著σ和σ*值的減小而增加。
Hammet數σ是表示芳香族間位或對位取代基的極性常數，Taft數σ*是表示芳香族鄰位化合物或脂肪族化合物中取代基的極性常數。σ和σ*兩者定量表示取代基對有機分子的極性效應的影響；σ和σ*具有加和性；取代基的σ和σ*值愈低，它的電子收回能力（或質子給予能力）愈小。因此對一給定的官能團，σ和σ*值的降低相當于分子的酸性降低或堿性增加。
一般來說，無論是酸還是堿，有機溶質的分離度隨著σ和σ*值的減小而增加。
2.3.2 位阻參數（Es）
Es是表示有機物原子之間或原子與官能團之間相互排斥力的常數，ΣEs為所有官能團的Es之和。ΣEs減小，表明有機溶質的位阻障礙增大，因而去除率增加。ΣEs正常用來表示對醚的分離度的影響。ΣEs降低，溶質的分離度趨于增加。
Es是表示有機物原子之間或原子與官能團之間相互排斥力的常數，ΣEs為所有官能團的Es之和。ΣEs減小，表明有機溶質的位阻障礙增大，因而去除率增加。ΣEs正常用來表示對醚的分離度的影響。ΣEs降低，溶質的分離度趨于增加。
2.3.3 非極性參數（Small數或修正Small數）[6]
Small數S是表示非極性有機分子間凝聚力的常數，又稱摩爾吸引常數：修正Small數（ΣS*）是表示非極性有機分子疏水程度相對大小的常數，它是松蒲和Souriragan等利用溶質的溶解度數據對凝聚力進行修正后而得到的，故稱修正Small數。Small數或修正Small數常用來表示對碳氫化合物分離度的影響。碳氫化合物的的溶解度越高，修正Small數越小。
溶質的Small數或修正Small數增大，意味著疏水或非極性增強。松蒲等人通過大量的研究發現，對于同一張膜來說，ΣS*值增加，溶質的分離度趨于增加。
Small數S是表示非極性有機分子間凝聚力的常數，又稱摩爾吸引常數：修正Small數（ΣS*）是表示非極性有機分子疏水程度相對大小的常數，它是松蒲和Souriragan等利用溶質的溶解度數據對凝聚力進行修正后而得到的，故稱修正Small數。Small數或修正Small數常用來表示對碳氫化合物分離度的影響。碳氫化合物的的溶解度越高，修正Small數越小。
溶質的Small數或修正Small數增大，意味著疏水或非極性增強。松蒲等人通過大量的研究發現，對于同一張膜來說，ΣS*值增加，溶質的分離度趨于增加。
2.4無機物去除機理
關于壹水務凈水器反滲透膜去除無機物的原理有多種理淪，現將幾種主要的介紹如下[6]。
關于壹水務凈水器反滲透膜去除無機物的原理有多種理淪，現將幾種主要的介紹如下[6]。
2.4.1 Scatchafd理論
該理論認為溶質的分離與膜及溶液的介電常數有關，荷電離子在不同介電常數的介質中具有不同的離子濃度，介電常數越低，該離子濃度也越低。這里把溶液和膜分別記作為I相和II相，相應的介電常數分別為和II，并以“膜一溶液”兩相界面（記作I－）作為計算距離的基準。離子濃度是距離的函數，因為>1I，所以在液相中，距離I－界面越遠，離子濃度越高；在膜中，距離I－II界面越遠，離子濃度越低。
Scatchard認為，膜與溶液的介電常數差別越大，或者說膜的介電常數越小溶液的介電常數越大，則離子在膜表面處及膜內的渡度越小。膜內離子濃度越低，膜對溶質的去除率越高。因此，為了提高膜的分離性能，應選擇介電常數較低的膜材料。Scatchafd還發現，溶液的濃度越高，膜的去除率越低。
該理論認為溶質的分離與膜及溶液的介電常數有關，荷電離子在不同介電常數的介質中具有不同的離子濃度，介電常數越低，該離子濃度也越低。這里把溶液和膜分別記作為I相和II相，相應的介電常數分別為和II，并以“膜一溶液”兩相界面（記作I－）作為計算距離的基準。離子濃度是距離的函數，因為>1I，所以在液相中，距離I－界面越遠，離子濃度越高；在膜中，距離I－II界面越遠，離子濃度越低。
Scatchard認為，膜與溶液的介電常數差別越大，或者說膜的介電常數越小溶液的介電常數越大，則離子在膜表面處及膜內的渡度越小。膜內離子濃度越低，膜對溶質的去除率越高。因此，為了提高膜的分離性能，應選擇介電常數較低的膜材料。Scatchafd還發現，溶液的濃度越高，膜的去除率越低。
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