工業(yè)純水設備科普篇之超純水設備反滲透基礎
文章作者: 宏森環(huán)保
工業(yè)純水設備在以反滲透技術(shù)為核心的水質(zhì)純化系統架構下得到了極大的發(fā)展與完善。一次偶然的發(fā)現讓人們開(kāi)始關(guān)注反滲透現象以及反滲透技術(shù)應用的重要性。從研究科學(xué)原理到技術(shù)成熟應用還有很長(cháng)的路要走，反滲透純水設備的使用更是經(jīng)過(guò)了無(wú)數次的前期實(shí)踐與檢驗。反滲透現象發(fā)生過(guò)程可以用語(yǔ)言進(jìn)行形象的描述，但我們人須對科學(xué)技術(shù)進(jìn)行更為深入的研究與歸納，并更為細致的探索與觀(guān)察反滲透現象過(guò)程中說(shuō)發(fā)生的一切，讓我們更清楚的認識到反滲透的本質(zhì)與出。
工業(yè)純水設備反滲透技術(shù)基礎
人們在自然界中早就發(fā)現了滲透膜的存在，更晚些才因為一個(gè)巧合發(fā)現了反滲透膜在自然界中存在的證據，自此，反滲透膜與反滲透現象便引起了科學(xué)界的關(guān)注與探索。目前，世界范圍內對反滲透過(guò)程的物質(zhì)傳送機理以及模型主要描述為三種學(xué)說(shuō)。
一、工業(yè)純水設備反滲透技術(shù)溶解擴散模型
反滲透純水設備技術(shù)溶解擴散上模型將半透膜的活性表面看成無(wú)孔且致密的膜，并假設在半透膜表面內溶質(zhì)和溶劑都能溶解，各自在濃度或壓力下的化學(xué)勢推動(dòng)下通過(guò)反滲透半透膜。溶解度以及擴散性的差異將影響溶質(zhì)溶劑通過(guò)膜的能力。一種看法認為工業(yè)純水設備就是利用各種雜質(zhì)在半透膜的選擇性下透過(guò)能力的不同，進(jìn)行過(guò)濾的。物質(zhì)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(zhì)的擴散系數比水分子的擴散系數要小得多，因而透過(guò)膜的水分子數量就比通過(guò)擴散而透過(guò)去的溶質(zhì)數量更多。
二、工業(yè)純水設備反滲透技術(shù)優(yōu)先吸附毛細孔流理論
反滲透純水設備進(jìn)水成分十分復雜，水中溶有不同的物質(zhì)，將引起水溶液表面張力發(fā)生變化，溶質(zhì)在水中的分布是不均勻的，溶液表面濃度與溶液內部濃度也不相同，這將導致溶液表面吸附現象，當水溶液與高分子多孔膜接觸時(shí)，若膜的化學(xué)性質(zhì)使膜對溶質(zhì)負吸附，對水是優(yōu)先的正吸附，則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下，將通過(guò)膜表面的毛細孔，從而可獲取純水。該理論較直接的解釋了工業(yè)純水設備中純水得到的方法與原理。
三、工業(yè)純水設備反滲透技術(shù)氫鍵理論
反滲透純水設備中制備純水的過(guò)程很多都是通過(guò)反滲透半透膜的化學(xué)特性來(lái)進(jìn)行的。在醋酸纖維素中，大分子之間存在牢固結合并平行排列在晶相區域，而完全無(wú)序的排列則為非晶相區域。水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會(huì )形成氫鍵并構成所謂的結合水。當醋酸纖維素吸附了層水分子后，會(huì )引起水分子熵值的極大下降，形成類(lèi)似于冰的結構。在非晶相區域較大的孔空間里，結合水的占有率很低，在孔的中央存在普通結構的水，不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進(jìn)入結合水，并以有序擴散方式遷移，通過(guò)不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來(lái)通過(guò)膜。水分子以這種形式到達致密活性成而到達多孔層，較終透過(guò)半透膜。
