（1）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。

反滲透技術：滲透現象早在1748年已由Abbe Nollet首次得到證明，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）反滲透裝置型式

反滲透技術1. 板框式反滲透裝置

這種形式的裝置由Aerojet通用公司發展起來的，教適合于小的和低壓工廠。膜支撐體在一種圓形平板上，這塊平板稱為多孔板，常見的有不銹鋼多孔板和聚氯乙烯多孔板，產水通過多孔板匯集起來。這種裝置存在以下缺點：①安裝和維護費用高，②進料分布不均勻，③流槽窄，④多級膜裝卸復雜，⑤單位體積中膜的比表面積低，產水量少。盡管有這些缺點，但由于它的結構簡單可靠，體積比管式裝置小，在小規模的生產場所還是有一定的優勢的。

                                                                                                             圖1 一級反滲透+混床


反滲透技術2. 管式反滲透裝置

這種裝置在實際應用中是很有意義的。它能夠處理含懸浮顆粒和溶解性物質的液體，像沉淀一樣在管式裝置中把料液進行濃縮，運行期間系統處處都可以保持良好的排水作用，適當調節水力條件，常常可以預防溶液的濃縮弄臟或堵塞膜。其主要優缺點可以歸納如下：

優點：①能夠處理含懸浮固體的溶液，②合適的流動狀態就可以防止濃差極化和膜污染等，并容易調整。

缺點：①設備端部用膜較多，裝置制造和安裝費用較昂貴。②單位體積中膜的比表面積小。③必須把管子外部包起來。④要使用支撐材料。

反滲透技術3. 螺旋式反滲透裝置

美國通用原子公司（Gulf General Atomic Co）發展了這種裝置。這種螺旋式結構的中間為多孔支撐材料，兩邊是膜的“雙層結構”，它的末端是沖孔的塑料管。雙層膜的邊緣與多孔支撐材料密封形成一個膜袋（收集產水），在膜袋之間再鋪上一層隔網，然后沿中心管卷繞這種多層材料（膜/多孔支撐材料/膜/料液隔網），就形成了一個螺旋式反滲透組件。將卷好的螺旋式組件，放入壓力容器中，就成為完整的螺旋式反滲透裝置。使用這種螺旋式反滲透裝置時應注意：

①中心管主要褶皺處的泄露②膜及支撐材料在粘結線上發生皺紋③膠線太厚可能會產生張力或壓力不均勻④支撐材料的移動會使膜的支撐不合理，導致平衡線移動⑤膜上有小孔洞，這是由于膜的質量不合格所致。

目前，美國制作螺旋式組件已實現機械化，采用一種0.91m滾壓機，連續噴膠將膜與支撐材料粘密封結在一起，滾轉成螺旋式組件，牢固后不必打開即可使用。



                                                                                      圖2 反滲透處理工藝在地下水處理中的流程圖

螺旋式組件的主要優缺點是：

優點：①單位體積中膜的表面積比率大②壓力導管的設計簡單，具有擾性，安裝和更換容易，結構可以緊密放在一起。

缺點：①料液含懸浮固體時不適宜②料液流動路線短③壓力消耗高④再循環濃縮困難。

反滲透技術4 .中空纖維式反滲透裝置

美國杜邦公司和道斯化學公司提出用純中空纖維素作為反滲透膜，制造出中空纖維式反滲透裝置。這種裝置類似于一端封死的熱交換器，其中含有外徑50μm、內徑25μm；裝成一種圓柱形耐壓容器中，或是將中空纖維彎成U形裝入耐壓容器中，由于這種中空纖維極細，通常可以裝填幾百萬根。高壓溶液從容器旁打進去，經過中空纖維膜的外壁，從中空纖維管束的另一端把滲透液收集起來，濃縮后的料液從另一端連續排掉。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

中空纖維式反滲透裝置的主要優缺點如下：

優點：①單位體積中膜的表面積比率高，一般可達到16000－30000m2/m3，因此組件可以小型化；②膜不需支撐材料，中空纖維本身可以受壓而不破裂。

缺點：①膜表面去污困難，料液需經嚴格預處理；②中空纖維膜一旦損壞是無法更換的。

由此我們可以給優質反滲透裝置作出以下要求：

① 對膜能提供合適的支撐

② 處理溶液在整個膜面上必須均勻分布

③ 在最小能耗情況下，對處理溶液提供良好的流動狀態

④ 單位體積中膜的有效面積比率高

⑤ 組件容易拆卸和更換

⑥ 便于膜的拆卸和組裝

⑦ 在運行壓力下，有效的工作時安全與可靠性高

⑧ 外部泄露能盡可能從壓力的變化上發現

⑨ 建造、維護費用都是方便的。

目前流行的這四種裝置的一些主要特性比較見表3-1

表1 四種反滲透裝置的主要特性比較

種類
膜裝填密度 m2/m3
操作壓力 MPa
透水量 m3/m2*d
單位體積產水量 m3/m3*d

板框式

管　式

螺旋式

中空纖維式
493

330

660

9200
5.6

5.6

5.6

2.8
0.2

1.02

1.02 ｀

0.073
500

336

673

673

注：原料液為500mg/L NaCl，脫鹽率為92%－96%