课程名称：《水质工程学I》第周，第25讲次摘要$8-4反渗透与超滤$8-5蒸馅法授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】88-4反渗透与超滤一、反渗透：（一）渗透现象与渗透压（物理化学已学过）1、半透膜：只能让水分子透过，而阻止溶质透过的膜一一称为半透膜。2、渗透过程：实验纯水减水纯水纯水中成水咸水一半透膜2一半透膜一半透膜(a)渗透(b)平衡(c)反潜透图22-17渗透与反渗透现象（1）有渗透现象；（2）平衡时压差为元Pa；（3）反渗透
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 25 讲次 摘 要 授课题目（章、节） §8-4 反渗透与超滤 §8-5 蒸馏法 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 §8-4 反渗透与超滤 一、反渗透: （一）渗透现象与渗透压（物理化学已学过） 1、半透膜：只能让水分子透过，而阻止溶质透过的膜——称为 半透膜。 2、渗透过程：实验 （1）有渗透现象； （2）平衡时压差为πPa； （3）反渗透
元称为渗透压。这个渗透现象是一个自发的过程。纯水的化学势（位）为μ。咸水的化学势（位）为μ则：μ= μo+RTlnxx—一咸水中水的摩尔分数，T——热力学温度K。R一一理想气体常数，R=8.314J/mo1·Kx<1lnx为负值。：μ。>μ即纯水的化学位高于咸水的化学位，所以纯水向化学位低的咸水一侧渗透。水的化学位的大小决定着水的传质方向。3、渗透压：元平衡态，膜两侧的水的压力差，元即为在指定温度下，溶液（咸水）渗透压：π=icRT(Pa)c一溶液物质的量浓度，mo1/mi——系数，海水i～1.8（二）反渗透：在咸水侧施加压力P>，迫使咸水中的水向纯水一侧渗透的过程称为反渗透。1、理论：反向加压大于元，克服渗透压。迫使渗透反向。加压→咸水化学位>纯水化学位2、理论耗能：（25℃）海水的盐度34.3%（计算仅用34.3）
π称为渗透压。 这个渗透现象是一个自发的过程。 纯水的化学势（位）为 μ0 咸水的化学势（位）为μ 则： μ= μ0+RTlnx x——咸水中水的摩尔分数， T——热力学温度 K。 R——理想气体常数，R=8.314J/mol·K x＜1 lnx为负值。 ∴ μ0 ＞μ 即纯水的化学位高于咸水的化学位，所以纯水向 化学位低的咸水一侧渗透。 水的化学位的大小决定着水的传质方向。 3、渗透压：π 平衡态，膜两侧的水的压力差， π 即为在指定温度下，溶液（咸 水）渗透压： π =icRT（Pa） c——溶液物质的量浓度，mol/m3 i——系数，海水 i≈1.8 （二）反渗透： 在咸水侧施加压力P＞π，迫使咸水中的水向纯水一侧渗透的过程 称为反渗透。 1、理论：反向加压大于π ，克服渗透压。迫使渗透反向。加 压 →咸水化学位＞纯水化学位 2、理论耗能：（25℃）海水的盐度34.3‰（计算仅用34.3）
ARTSWim =-(kw-h/m)VA——系数，A=0.00537T一绝对温度，K。S—一海水盐度。R——一理想气体常数R=2.31X10kw·h/mol·K一一水的偏摩尔体积，V=0.018X10-3m/mol..Wum= 0.7kW.h/m1kw·h=3.6x10°Pam即为海水的极限渗透压。实际工程应用要大该值。（三）反渗透膜及透过机理：C醋酸纤维素（CA）芳香族聚酰胺膜表面层过港层多孔支撑层图22-18CA膜结构示意
( / ) 3 kw h m V ARTS W1im = A——系数，A=0.00537 T——绝对温度，K。 S——海水盐度。 R——理想气体常数， R=2.31×10-6 kw·h/mol·K V ——水的偏摩尔体积， V =0.018×10-3 m 3 /mol ∴Wlim= 0.7 kW·h/m3 1 kW·h =3.6×106 Pa · m 3 即为海水的极限渗透压。 实际工程应用要大该值。 （三）反渗透膜及透过机理： 醋酸纤维素（CA） 芳香族聚酰胺膜
1、机理：选择性吸附一一毛细管流机理纯水HH11112图22-19选择性吸着-毛细管流机理示意膜表面具有亲水性，选择吸附水分子（两个水分子厚1nm的纯水层)。并排斥盐分，在施加压力的作用下，纯水由毛细孔不断流过反渗透膜。毛细孔孔径应为纯水层厚1nm的2倍以下（2nm）。实际2~3nm以下。称为临界孔径。若孔径大于临界孔径，透水性增大，盐分也可透过。2、反渗透应用范围：（1）CA膜适用于含盐量小于10000mg/1，以下的苦咸水淡化。（2）含盐量大于10000mg/1，可用复合膜反渗透。复合膜：两种半透膜复合成一张膜。（3）可构成联合除盐系统：如反渗透一一离子交换。反渗透一一先除胶体微粒，二氧化硅，高分子有机物，及大部分溶解盐。目的：减轻后续离子交换工艺的负荷。离子交换一一脱盐，出水为纯水（四）反渗透淡化装置，工艺流程与布置系统。1、分类：四种形式：（1）板框式：装置类似电渗析，许多膜层叠在框板架中。（2）管式：分串联和并联毛细管（类似中空纤维式
1、机理： 选择性吸附——毛细管流机理 膜表面具有亲水性，选择吸附水分子（两个水分子厚1nm的纯水 层）。 并排斥盐分，在施加压力的作用下，纯水由毛细孔不断流过反 渗透膜。毛细孔孔径应为纯水层厚1nm的2倍以下（2nm）。实际2～ 3nm以下。称为临界孔径。若孔径大于临界孔径，透水性增大，盐 分也可透过。 2、反渗透应用范围： （1）CA膜适用于含盐量小于10000mg/l，以下的苦咸水淡化。 （2）含盐量大于10000mg/l，可用复合膜反渗透。复合膜：两种 半透膜复合成一张膜。 （3）可构成联合除盐系统： 如反渗透——离子交换。 反渗透——先除胶体微粒，二氧化硅，高分子有机物，及大部分 溶解盐。 目的：减轻后续离子交换工艺的负荷。 离子交换——脱盐，出水为纯水。 （四）反渗透淡化装置，工艺流程与布置系统。 1、分类： 四种形式： （1）板框式：装置类似电渗析，许多膜层叠在框板架中。 （2）管式：分串联和并联毛细管（类似中空纤维式）
视一料液一高离物造注液装支系板e馄低硕支埠板一隔离物四4.2凝框式组件的结构示意图辣液完管无列管装转汇逐过液图4.4毛细管膜组件示意图图4.1整式组件示就（3）卷式：中间染水管我2导流隔网多孔支撑材料酸化水4一膜浓梵水鼠隔湖图22-20卷式装置示意
（3）卷式：