反渗透膜技术PPT课件
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《反渗透水处理技术》课件
反渗透技术可广泛应用于工业 、商业和家庭等各个领域的水 处理，满足不同用户的需求。
节能环保
反渗透技术能耗低，且无需使 用化学药剂，对环境友好，符 合绿色环保理念。
自动化程度高
反渗透水处理系统通常配备自 动化控制装置，可实现远程监
控和操作，降低人工成本。
反渗透技术的局限性
对进水水质要求高
反渗透技术对进水水质要求较为严格 ，需进行预处理以降低污染物浓度和 悬浮物含量。
反渗透膜的清洗与更换
清洗周期
根据反渗透膜的污染程度和产水 质量，确定清洗周期，一般建议
为每3-6个月进行一次清洗。
清洗方法
采用专用的反渗透膜清洗剂进行 清洗，清洗时需要将膜元件从反 渗透系统中取出，用清洗剂浸泡 或用专用的清洗设备进行清洗。
01
03
02 04
更换周期
反渗透膜的更换周期根据膜的使 用寿命和产水质量确定，一般建 议为每2-3年更换一次。
其他设备的维护与保养
定期检查
对反渗透水处理系统的其他设备 进行定期检查，包括流量计、压 力表、阀门等，确保设备的正常
运转。
保养与润滑
对需要润滑的设备进行定期润滑保 养，如阀门、轴承等，保持设备的 良好运转状态。
清洁与除垢
对设备进行定期清洁和除垢，防止 设备内部结垢和堵塞，确保设备的 正常运转和延长使用寿命。
要求
选用优质活性炭，定期更换或再生，保证过滤效果和出水质量。
阻垢剂加药装置
作用
通过向水中添加阻垢剂，防止反渗透 膜表面结垢，保护膜元件。
要求
根据水质和膜元件的要求选择合适的 阻垢剂，控制加药量，确保阻垢效果 。
保安过滤器
作用
过滤掉水中残留的微小颗粒、悬浮物等杂质，保护高压泵和反渗透膜。
节能环保
反渗透技术能耗低，且无需使 用化学药剂，对环境友好，符 合绿色环保理念。
自动化程度高
反渗透水处理系统通常配备自 动化控制装置，可实现远程监
控和操作，降低人工成本。
反渗透技术的局限性
对进水水质要求高
反渗透技术对进水水质要求较为严格 ，需进行预处理以降低污染物浓度和 悬浮物含量。
反渗透膜的清洗与更换
清洗周期
根据反渗透膜的污染程度和产水 质量，确定清洗周期，一般建议
为每3-6个月进行一次清洗。
清洗方法
采用专用的反渗透膜清洗剂进行 清洗，清洗时需要将膜元件从反 渗透系统中取出，用清洗剂浸泡 或用专用的清洗设备进行清洗。
01
03
02 04
更换周期
反渗透膜的更换周期根据膜的使 用寿命和产水质量确定，一般建 议为每2-3年更换一次。
其他设备的维护与保养
定期检查
对反渗透水处理系统的其他设备 进行定期检查，包括流量计、压 力表、阀门等，确保设备的正常
运转。
保养与润滑
对需要润滑的设备进行定期润滑保 养，如阀门、轴承等，保持设备的 良好运转状态。
清洁与除垢
对设备进行定期清洁和除垢，防止 设备内部结垢和堵塞，确保设备的 正常运转和延长使用寿命。
要求
选用优质活性炭，定期更换或再生，保证过滤效果和出水质量。
阻垢剂加药装置
作用
通过向水中添加阻垢剂，防止反渗透 膜表面结垢，保护膜元件。
要求
根据水质和膜元件的要求选择合适的 阻垢剂，控制加药量，确保阻垢效果 。
保安过滤器
作用
过滤掉水中残留的微小颗粒、悬浮物等杂质，保护高压泵和反渗透膜。
反渗透技术-教学课件-
原理图
反渗透原理
反渗透：渗透平衡时，如果在浓溶液侧 施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作 用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然 渗透相反，故叫反渗透（RO）。
-反渗透膜
反渗透膜
反渗透膜利用半透膜透水不透盐特性， 在压力推动下，溶液中的水分子透过膜，而 其它分子、离子、细菌、病毒等被截留，从 而达到纯化水的目的。
工艺流程
超滤水箱→反渗透系统进水泵→（酸、还 原剂、阻垢剂加药装置）→5 m保安过滤器→高压 泵→反渗透膜组件→反渗透产水水箱
·反渗透系统
· 温度 · PH值 · 浊度 · Fe或锰 · SDI值 · 余氯 · CODcr · 石油类或油脂
：5－45℃ ：3－10 ：<1NTU ：<0.05 ppm
•“反渗透” 技术介绍
-反渗透原理
·反渗透原理
渗透原理
渗透：指稀溶液中的水分子自发地透过半透 膜进入浓溶液的过程。
渗透压：指某溶液在自然渗透过程中，浓溶 液液面不断升高，稀溶液液面相应降低，直到两侧 形成的水柱压力抵消了水分子的迁移，溶液两侧的 液面不再变化，渗透达到平衡点，此时的液柱高差 称为该溶液的渗透压。
△ π — 膜两侧的渗透压
d — 膜厚度 盐通量：QS＝KS×A×△C/d
QS — 盐通量 KS — 盐透过系数（取决于膜的类型和温度） A — 膜表面积 △C — 膜两侧的浓度剃度
△ π — 膜两侧的渗透压
d — 膜厚度
·世界上主要的反渗透膜供应 商
· 流体（KOCH） · 陶氏（FILMTEC） · 海德能（HYDRANAUTICS） · 东丽（TORAY） · 通用电气（DESEL） · 世韩（SAEHAN） · 东洋纺（TOYOBO） · 杜邦（TRISEP）
反渗透课件
良好的化学稳定性
良好的机械强度
反渗透膜具有良好的耐酸、耐碱、耐氧化 剂等化学性能，能够在多种化学环境下使 用。
反渗透膜具有一定的机械强度，能够承受 一定的压力和摩擦力，不易破损。
反渗透膜的选择与使用
根据水质选择反渗透膜
01
不同地区的水质不同，应选择适合当地水质的反渗透膜。
根据产水要求选择反渗透膜
02
高效去除污染物、降低处理成本、提高水质
详细描述
反渗透技术也可应用于工业废水处理，能够高效去除废水中的污染物，如重金属 、有机物和悬浮物等。通过反渗透技术，可以降低废水处理成本，提高水质，满 足工业生产用水和排放标准。
饮用水处理项目
总结词保障ຫໍສະໝຸດ 用水安全、满足健康标准、口感良好详细描述
反渗透技术广泛应用于饮用水处理项目，能够去除水中的有害物质、细菌、病毒和寄生虫等，保障饮用水安全。 处理后的水符合健康标准，口感良好，满足人们对高品质饮用水的需求。
建立维护档案
建立反渗透系统的维护档案， 记录系统的运行和维护情况， 为后续的保养和维护提供参考
。
反渗透技术的优势
04
与局限性
反渗透技术的优势
01
02
03
04
高效脱盐
反渗透技术能够去除水中的溶 解盐、重金属离子、有机物等
，实现高效脱盐。
节能环保
反渗透技术采用压力驱动，运 行能耗较低，同时避免了对环
质。
工业用水处理
用于工业生产过程中对 水质的净化处理，如锅 炉补给水、工艺用水等
。
海水淡化
利用反渗透技术将海水 转化为淡水，解决人类
对淡水资源的需求。
污水处理
用于污水处理和回用， 实现水资源的循环利用
《反渗透系统培训》课件
综合考虑。
03
提高产水量的方法
为了提高反渗透系统的产水量，可以采取多种措施，如优化膜组件的排
列方式、增加系统运行压力、降低进水浊度和悬浮物含量等。
脱盐率
脱盐率
反渗透系统的脱盐率是指反渗透膜对盐分的去除率，通常 以百分比表示。脱盐率的高低直接反映了反渗透系统对盐 分去除的效果。
影响因素
脱盐率受到多种因素的影响，如进水盐分、系统运行压力 、反渗透膜的材质和性能等。在选择反渗透膜时，需要根 据实际需求和进水条件进行综合考虑。
提高回收率的方法
为了提高反渗透系统的回收率，可以采取多种措施，如优化膜组件的排列方式、降低系统 运行压力、提高进水水质等。
能耗与水耗
能耗与水耗
反渗透系统的能耗与水耗是指系统运行过程中所消耗的能源和水 资源。能耗通常以千瓦时/吨或千瓦时/立方米为单位，水耗通常以
吨/吨或立方米/立方米为单位。
影响因素
02
反渗透膜的种类和性能对产水质 量和系统的运行效率有重要影响 ，需根据实际需求选择合适的反 渗透膜。
后处理
后处理是对反渗透产水的进一步处理 ，以满足不同应用的需求。常见的后 处理工艺包括消毒、除盐、去离子和 除气等。
后处理能够提高产水的品质，满足工 业用水、饮用水和超纯水等不同领域 的要求。
反渗透系统的运行与维护
消毒方法
定期对反渗透系统进行消毒，以防止微生物滋生，消毒时应选用适当的消毒剂 ，避免对系统造成损坏。
PART 05
反渗透系统的应用案例分 析
工业用水处理案例
工业用水处理案例
反渗透技术广泛应用于工业用水处理，如电子、电力、化工 、制药等领域。通过反渗透系统，可以去除水中的离子、有 机物、微生物等杂质，提供高质量的工业用水，提高生产效 率和产品质量。
反渗透水处理ppt课件
多介质过滤器
Soft drink technology
多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原 水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质。
过滤器内装有石英砂、无烟 煤或活性炭，自上而下粒径逐 级分配，利用深层过滤原理， 增大过滤层的截污能力，用于 除去浊度大及对后处理设备不 利的物质。
反渗透水处理设备性能： 脱盐率：反渗透水处理设备根据原水水质、膜的状况合理选用脱盐率，一
般平均脱盐率不低于90%。 原水回收率：根据原水水质及预处理情况，难溶盐的饱和程度、膜排列情
况选择回收率，一般为： 小型反渗透水处理设备原水回收率不小于30%； 中型反渗透水处理设备原水回收率不小于50%； 大型反渗透水处理设备原水回收率不小于70%； 操作温度：通常复合膜在4~45℃；乙酸纤维素膜在4~35℃ 操作压力:根据工艺要求，合理选择操作压力，一般不大于3MPa。
反渗透水处理设备
吉林工程工程技术师范学院生物食品系
反渗透原理
Soft drink technology
1、渗透：用一张半透膜将淡水和盐水隔开，并使两边液位相等，该膜只让水 分子通过，,这时淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，这种现象叫做渗透。
2、反渗透：在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水份就会从盐 水一侧透过半透膜至淡水一侧，这一现象就称为反渗透。该过程一般需加热， 工艺简便，能耗低。
14
除阻垢剂外，还有加酸、加碱、 脱氯药剂、分散剂等。
6
吉林工程工程技术师范学院生物食品系
保安过滤器
Soft drink technology
保安过滤器主要是为了保证反渗透膜元件不被悬浮颗粒所堵塞。它是 RO预处理最后一道工序，也是水进入发渗透膜的最后一道关卡，保安过 滤器的外壳一般采用耐腐蚀的304不锈钢材质，内装过滤精度为5um的滤 芯，可以更换。原水流经滤芯时，残留水中的污染物、胶体、悬浮物被 拦截，使原水进一步净化。
Soft drink technology
多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原 水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质。
过滤器内装有石英砂、无烟 煤或活性炭，自上而下粒径逐 级分配，利用深层过滤原理， 增大过滤层的截污能力，用于 除去浊度大及对后处理设备不 利的物质。
反渗透水处理设备性能： 脱盐率：反渗透水处理设备根据原水水质、膜的状况合理选用脱盐率，一
般平均脱盐率不低于90%。 原水回收率：根据原水水质及预处理情况，难溶盐的饱和程度、膜排列情
况选择回收率，一般为： 小型反渗透水处理设备原水回收率不小于30%； 中型反渗透水处理设备原水回收率不小于50%； 大型反渗透水处理设备原水回收率不小于70%； 操作温度：通常复合膜在4~45℃；乙酸纤维素膜在4~35℃ 操作压力:根据工艺要求，合理选择操作压力，一般不大于3MPa。
反渗透水处理设备
吉林工程工程技术师范学院生物食品系
反渗透原理
Soft drink technology
1、渗透：用一张半透膜将淡水和盐水隔开，并使两边液位相等，该膜只让水 分子通过，,这时淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧，这种现象叫做渗透。
2、反渗透：在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水份就会从盐 水一侧透过半透膜至淡水一侧，这一现象就称为反渗透。该过程一般需加热， 工艺简便，能耗低。
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除阻垢剂外，还有加酸、加碱、 脱氯药剂、分散剂等。
6
吉林工程工程技术师范学院生物食品系
保安过滤器
Soft drink technology
保安过滤器主要是为了保证反渗透膜元件不被悬浮颗粒所堵塞。它是 RO预处理最后一道工序，也是水进入发渗透膜的最后一道关卡，保安过 滤器的外壳一般采用耐腐蚀的304不锈钢材质，内装过滤精度为5um的滤 芯，可以更换。原水流经滤芯时，残留水中的污染物、胶体、悬浮物被 拦截，使原水进一步净化。
【反渗透技术】PPT
·反渗透技术的灵感由来 反渗透技术的灵感由来
1950年美国科学家有一回无意发现海鸥在海 年美国科学家有一回无意发现海鸥在海 上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后 隔了几秒后, 上飞行时从海面啜起一大口海水 隔了几秒后 的海水,而产生疑问 而产生疑问。 吐出一小口 的海水 而产生疑问。因为陆地上 由肺呼吸的动物是绝对无法饮用 高盐分的海 水的. 解剖后发现海鸥体内有一层薄膜 薄膜,该薄 水的 解剖后发现海鸥体内有一层薄膜 该薄 膜非常精密,海水经由海鸥吸入体内后加压 海水经由海鸥吸入体内后加压,再 膜非常精密 海水经由海鸥吸入体内后加压 再 经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化 经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化 为淡水,而含有杂质及高浓缩盐分的海水则吐 为淡水 而含有杂质及高浓缩盐分的海水则吐 出嘴外,此即往后反渗透法的基本理论架构 此即往后反渗透法的基本理论架构。 出嘴外 此即往后反渗透法的基本理论架构。
1963 年在美国明尼苏达州明尼亚波里斯市 开展的膜基础研究，成为成立FilmTec 公司 和著名的 FILMTEC™FT30 膜化学的技术基础。 1977 年成立FilmTec 公司之后，于1981 年 至1984 年间复合膜技术和产品以及公司本 身发生了长足的发展。1985 年8 月， FilmTec 公司成为陶氏化学公司全资子公司。
压力的影响 进水压力影响RO 和NF 膜的产水通量和脱 盐率，我们知道渗透是指水分子从稀溶液 侧透过膜进入 浓溶液侧的流动，反渗透和纳滤技术即在 进水水流侧施加操作压力以克服自然渗透 压。当高于渗透压 的操作压力施加在浓溶液侧时，水分子自 然渗透的流动方向就会被逆转，部分进水 （浓溶液）通过膜 成为稀溶液侧的净化产水。
·反渗透历史在我国 反渗透历史在我国
反渗透技术知识PPT
适用范围与限制因素
适用范围
反渗透技术适用于各种需要高纯度水质的应用领域，如饮用 水、工业用水、锅炉补给水、食品加工和医疗等领域。
限制因素
反渗透技术的处理效果受原水水质影响较大，对于极端水质 （如高盐度、高有机物含量等）的处理效果可能不佳。同时 ，反渗透技术的运行还需要稳定的电源和良好的排水设施。
05 反渗透技术的操作与维护
04
管路与阀门需要定期检查和维护，以保证其正常运转和可靠性。
增压泵与高压泵
增压泵与高压泵是反渗透设备 中的重要组成部分，用于提供
反渗透膜所需的水压。
增压泵与高压泵应选择高效、 低噪音、耐腐蚀的类型，以确
保其稳定性和可靠性。
增压泵与高压泵的安装位置和 高度应合理设计，以保证其正 常运转和节能效果。
增压泵与高压泵需要定期检查 和维护，以保证其正常运转和 可靠性。
保养措施
根据系统运行状况，定期进行化学清 洗或物理冲洗，以恢复膜通量和脱盐 率，延长膜组件的使用寿命。
常见故障与排除方法
故障一 排除方法
故障二 排除方法
产水流量下降
检查预处理部分是否正常工作，查找进水中是否有堵塞物，检 查膜组件是否受损或堵塞。
脱盐率下降
检查进水和浓水压力是否正常，查找膜组件是否有破损或污染 ，检查化学药剂的投加量和种类是否合适。
对环境的影响与可持续发展
01
02
03
减少污染排放
通过高效的水处理技术， 反渗透技术能够减少废水 排放，减轻对环境的压力。
节能减排
与传统的水处理技术相比， 反渗透技术具有较低的能 耗和化学药剂使用量，有 利于节能减排。
促进可持续发展
反渗透技术的广泛应用将 有助于解决全球水资源短 缺问题，促进人类社会的 可持续发展。
反渗透膜技术ppt课件
全 受 到 严 重 后臭氧 过滤
的威胁
混凝沉淀 前臭氧
原水
0
预臭氧
预氯 化
20
生物稳定性 40
60
80
100 120 140
AOC (µg/L)
有机物
三卤甲烷生成潜能
400
二月 四月
300
200
100
0
源水
砂滤后
臭氧后
碳滤后
消毒副产物
饮用水
致病微生 物
嗅味有机物和抗生素，内分泌 干扰物
DBPFPug/ L
藻类：藻类的大量生长，会分泌出新陈代谢产物，即藻类有机物，这类有机 物也是消毒副产物，此外，藻类的生长会产生许多嗅味有机物，使水体产生 异味异嗅。藻类还会产生藻毒素，这是一种致癌物。
内分泌干扰物：在水中的含量极低，痕量级有机物。主要危及人的生殖系统. 如农药类，双酚A等。
医药品以及个人护理品（PPCP）：2000年以来受到关注的新型化学污染物 。 化妆品，抗生素等。
0.1 90%
自来水超标的指标主要是有机物，浊度，铁和锰，这是二次污染所造成的特点。
二次污染与管网水的生物稳定
二次污染：虽然出厂水的水质达标，但经过城市管网到达水龙头时，水质会 恶化，这是由于二次污染造成的
生物稳定性：二次污染的产生与生物稳定性有关。生物稳定性表达水中的有 机物是否支持细菌生长。如果生物不稳定，则支持细菌在水中生长，在管壁 上形成生物膜，造成腐蚀，水中的铁锰，浊度等均会上升，水质恶化。
• 膜的一些知识 1
水中的各种杂质尺寸与膜的关系
大小 0.0001μm 0.001μm 0.01μm
1Å
1nm
颗粒和溶质
金属离子
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3段系统 高回收率BWRO（＜90％） 二级高回收率系统（＜95％）
= 摩尔数 = 气体常数 = 温度 = 体积
渗透压 (bar) 1.6 1.2 0.7 1.3 26.2
离子越小，则渗透压越大。
渗透 Osm反渗透
实用压力
P >
2
< 2
Po = = (2 -)
P >
稀溶液
浓溶液
半透膜
水: 能透过
渗透是自发现象，水可透过半透膜向浓溶液， 盐: 不能透过
• 聚砜支撑层依附在聚酯无纺布材质的基层上(厚约100微米)
膜在结构上分为致密层和支撑层。致密层位于膜的顶层，主要起到分离作用，也称为“皮 层”；支撑层只起机械支撑作用，而没有分离作用。膜的过滤阻力与膜的厚度成反比关系。 因此，为了具有更好的分离功能以及较大的通量，膜应具有不对称的结构。
反渗透系统的级与 段
装有膜元件的压力容器的组合俗称排列。段指的是浓水经过了几次压力容器 过滤，级指的是产水经过了多少次过滤分离。
产水
进水
产水
二级浓水
一级浓水
SWRO（一级）
BWRO（二级）
进水 进水 进水
反渗透系统
产水 浓水
1段系统 低回收率SWRO（＜45％）
产水 浓水 产水
浓水
2段系统 BWRO（＜80％） 高回收率SWRO（＜60％） 二级高回收率系统（＜90％）
反渗透净水器讲座
饮用水水质以及反渗透膜净水 器
同济大学环境科学与工程学院 董秉直 2015年9月
水中的各种杂质尺寸与膜的关系
大小 0.0001μm 0.001μm 0.01μm
1Å
1nm
颗粒和溶质
金属离子
杀虫剂 有机物 三卤甲烷
0.1μm 胶体
病毒
1μm 粘土 细菌
10μm
100μm 0.1mm
膜组件
出水 进水
浓水
出水
板框式
进水
膜组件 卷式
中空纤维 板框式 管式
浓水
出水
管式
过滤面积（m2/m3） 700-2000 1000-2000 200-500 100-300
中空纤维 卷式
膜结构
进水
超Ul薄tra膜- 层（脱盐层）
Crosslinked
0.2um
0.3um
疏Su松pp支o撑rtin层g Layer P材o料ly：su聚lfo砜ne 45um 45um
膜 YM3 YM10 YM30 YM100
截留分子量(Da) 3000 10000 30000
100000
膜孔径(nm) 3 5 8 14
按照截留分子量分类
反渗透：截留分子量在100-200Da；操作压力在1-10MPa； 纳滤（Nanofiltration,NF）：截留分子量在200-2000Da，操作
反渗透和纳滤家用净水器采用错流过滤运行模式，而活性炭＋微滤或超滤家 用净水器采用终端过滤运行模式。
反渗透运行模式
采用错流运行模式，将累积在膜表面的离子等
带走，降低渗透压。
Permeate/渗透
驱动压力
Permeate/渗透
反渗透将小分子物质以及离子截留，它们聚集在膜表面，产生渗透压。如果 采用终端过滤运行模式，越来越多的离子产生很高的渗透压，使运行无法运 行。
悬浮物 隐孢子虫
藻类, 泥
膜元件
NF RO
MF UF
应用
软化 废水回用
高脱盐
RO 预处理 细菌 / 颗粒 去除
膜截留各种杂质的效果
MF / UF
RO
一价离子
颗粒/胶体
二价离子 高分子物质
MF / UF 膜元件脱除 颗粒 / 胶体 MF / UF 膜元件不能脱除 溶解性离子
高分子物质 颗粒/胶体
一价离子 二价离子
英文缩写
CA CTA PAN PS PVDF PES PEK
亲疏水性
亲水 亲水 疏水 疏水 疏水 疏水 疏水
恒流过滤和恒压过滤
恒压过滤：过滤过程保持压力不变，由 于膜阻力的增加，导致通量的持续下降。 该过滤模式仅用于试验研究。
恒流过滤：过滤过程保持通量不变，由于 膜阻力的增加，驱动压力需相应增加，以 克服阻力，保持通量的稳定，导致膜压差 的持续增加。
触角越大，膜表面越疏水。
水滴 θ < 120°
膜材料 • PES • PVDF • PE • PTFE •
接触角 • 82 • 90 • 96 • 118 •
M-
M-
0
1
膜表面亲水性
水滴
θ > 120°
M3
M5
膜表面疏水性
主要有机膜材质
材质
醋酸纤维素 三醋酸纤维素
聚丙烯腈 聚砜
聚偏氟乙烯 聚醚砜
聚芳醚酮
使右边的液面上升，它们的液面差即为渗透压。
截留分子量－表征膜孔径
用一种已知分子量的物质（通常是蛋白质类的高分子物质，如聚乙二醇） 来测定超滤膜的孔径，当90%的测定物质被膜所截留，则该物质的分子量 为膜的截留分子量。截留分子量的单位是道尔顿（Daltons, 1Da=1.65×1024g）。
d = 0.09(MW )0.44
0.5um
FE-S膜E面M形P态ho的to图gr像aph of R（OSMEMem图b像ra）ne (UHR-FE-SEM) x 50,000
• 脱盐层非常薄(大约200纳米)
产水
基Ba层se Fabric 材No料n：-w聚ov酯en无纺Po布lyester
100um
• 脱盐层涂敷在聚砜材质的支撑层上(厚约45微米)
压力在0.3-1MPa； 超滤（Ultrafiltration, UF）：孔径大小在0.01-0.1μm，操作压力
在0.02-0.2MPa； 微滤（Microfiltration, MF）：孔径大小在0. 1-10μm，操作压力
在0.02-0.2MPa。
表征膜表面的亲疏水性－接触角
接触角是表征膜的亲水或疏水的重要参数。接触角越小，膜越表现出亲水，而接
膜水厂采用恒流过滤运行模式，家用净水器采用恒压过滤运行模式。
终端过滤和错流过滤
Cross Flow Filtration 错流过滤
Dead End Filtration 终端过滤
Permeate/渗透
Flux/通量 Cake thickness/饼厚度
Permeate/渗透
Cake thickness/饼厚度 Flux/通量
RO 膜元件脱除 一价离子脱除率 : > 99% 二价离子脱除率 : > 99.8% 完全脱除 高分子物质、颗粒、胶体等
Van’t Voff 方程
= nRT v
渗透压
n R T V
典型含盐溶液渗透压
溶解物质形成渗透压
NaCl NaHCO3 MgSO4 葡萄糖 海水
浓度 (mg/L) 2,000 2,000 2,000 10,000 35,000
= 摩尔数 = 气体常数 = 温度 = 体积
渗透压 (bar) 1.6 1.2 0.7 1.3 26.2
离子越小，则渗透压越大。
渗透 Osm反渗透
实用压力
P >
2
< 2
Po = = (2 -)
P >
稀溶液
浓溶液
半透膜
水: 能透过
渗透是自发现象，水可透过半透膜向浓溶液， 盐: 不能透过
• 聚砜支撑层依附在聚酯无纺布材质的基层上(厚约100微米)
膜在结构上分为致密层和支撑层。致密层位于膜的顶层，主要起到分离作用，也称为“皮 层”；支撑层只起机械支撑作用，而没有分离作用。膜的过滤阻力与膜的厚度成反比关系。 因此，为了具有更好的分离功能以及较大的通量，膜应具有不对称的结构。
反渗透系统的级与 段
装有膜元件的压力容器的组合俗称排列。段指的是浓水经过了几次压力容器 过滤，级指的是产水经过了多少次过滤分离。
产水
进水
产水
二级浓水
一级浓水
SWRO（一级）
BWRO（二级）
进水 进水 进水
反渗透系统
产水 浓水
1段系统 低回收率SWRO（＜45％）
产水 浓水 产水
浓水
2段系统 BWRO（＜80％） 高回收率SWRO（＜60％） 二级高回收率系统（＜90％）
反渗透净水器讲座
饮用水水质以及反渗透膜净水 器
同济大学环境科学与工程学院 董秉直 2015年9月
水中的各种杂质尺寸与膜的关系
大小 0.0001μm 0.001μm 0.01μm
1Å
1nm
颗粒和溶质
金属离子
杀虫剂 有机物 三卤甲烷
0.1μm 胶体
病毒
1μm 粘土 细菌
10μm
100μm 0.1mm
膜组件
出水 进水
浓水
出水
板框式
进水
膜组件 卷式
中空纤维 板框式 管式
浓水
出水
管式
过滤面积（m2/m3） 700-2000 1000-2000 200-500 100-300
中空纤维 卷式
膜结构
进水
超Ul薄tra膜- 层（脱盐层）
Crosslinked
0.2um
0.3um
疏Su松pp支o撑rtin层g Layer P材o料ly：su聚lfo砜ne 45um 45um
膜 YM3 YM10 YM30 YM100
截留分子量(Da) 3000 10000 30000
100000
膜孔径(nm) 3 5 8 14
按照截留分子量分类
反渗透：截留分子量在100-200Da；操作压力在1-10MPa； 纳滤（Nanofiltration,NF）：截留分子量在200-2000Da，操作
反渗透和纳滤家用净水器采用错流过滤运行模式，而活性炭＋微滤或超滤家 用净水器采用终端过滤运行模式。
反渗透运行模式
采用错流运行模式，将累积在膜表面的离子等
带走，降低渗透压。
Permeate/渗透
驱动压力
Permeate/渗透
反渗透将小分子物质以及离子截留，它们聚集在膜表面，产生渗透压。如果 采用终端过滤运行模式，越来越多的离子产生很高的渗透压，使运行无法运 行。
悬浮物 隐孢子虫
藻类, 泥
膜元件
NF RO
MF UF
应用
软化 废水回用
高脱盐
RO 预处理 细菌 / 颗粒 去除
膜截留各种杂质的效果
MF / UF
RO
一价离子
颗粒/胶体
二价离子 高分子物质
MF / UF 膜元件脱除 颗粒 / 胶体 MF / UF 膜元件不能脱除 溶解性离子
高分子物质 颗粒/胶体
一价离子 二价离子
英文缩写
CA CTA PAN PS PVDF PES PEK
亲疏水性
亲水 亲水 疏水 疏水 疏水 疏水 疏水
恒流过滤和恒压过滤
恒压过滤：过滤过程保持压力不变，由 于膜阻力的增加，导致通量的持续下降。 该过滤模式仅用于试验研究。
恒流过滤：过滤过程保持通量不变，由于 膜阻力的增加，驱动压力需相应增加，以 克服阻力，保持通量的稳定，导致膜压差 的持续增加。
触角越大，膜表面越疏水。
水滴 θ < 120°
膜材料 • PES • PVDF • PE • PTFE •
接触角 • 82 • 90 • 96 • 118 •
M-
M-
0
1
膜表面亲水性
水滴
θ > 120°
M3
M5
膜表面疏水性
主要有机膜材质
材质
醋酸纤维素 三醋酸纤维素
聚丙烯腈 聚砜
聚偏氟乙烯 聚醚砜
聚芳醚酮
使右边的液面上升，它们的液面差即为渗透压。
截留分子量－表征膜孔径
用一种已知分子量的物质（通常是蛋白质类的高分子物质，如聚乙二醇） 来测定超滤膜的孔径，当90%的测定物质被膜所截留，则该物质的分子量 为膜的截留分子量。截留分子量的单位是道尔顿（Daltons, 1Da=1.65×1024g）。
d = 0.09(MW )0.44
0.5um
FE-S膜E面M形P态ho的to图gr像aph of R（OSMEMem图b像ra）ne (UHR-FE-SEM) x 50,000
• 脱盐层非常薄(大约200纳米)
产水
基Ba层se Fabric 材No料n：-w聚ov酯en无纺Po布lyester
100um
• 脱盐层涂敷在聚砜材质的支撑层上(厚约45微米)
压力在0.3-1MPa； 超滤（Ultrafiltration, UF）：孔径大小在0.01-0.1μm，操作压力
在0.02-0.2MPa； 微滤（Microfiltration, MF）：孔径大小在0. 1-10μm，操作压力
在0.02-0.2MPa。
表征膜表面的亲疏水性－接触角
接触角是表征膜的亲水或疏水的重要参数。接触角越小，膜越表现出亲水，而接
膜水厂采用恒流过滤运行模式，家用净水器采用恒压过滤运行模式。
终端过滤和错流过滤
Cross Flow Filtration 错流过滤
Dead End Filtration 终端过滤
Permeate/渗透
Flux/通量 Cake thickness/饼厚度
Permeate/渗透
Cake thickness/饼厚度 Flux/通量
RO 膜元件脱除 一价离子脱除率 : > 99% 二价离子脱除率 : > 99.8% 完全脱除 高分子物质、颗粒、胶体等
Van’t Voff 方程
= nRT v
渗透压
n R T V
典型含盐溶液渗透压
溶解物质形成渗透压
NaCl NaHCO3 MgSO4 葡萄糖 海水
浓度 (mg/L) 2,000 2,000 2,000 10,000 35,000