人工腎臟RO膜

李慶會

1 RO膜的發(fā)展應用

RO是Reverse Osmosis的縮寫中文意思是逆滲透或者反滲透，滲透（深入、透過，在分子層面的觀察角度容易理解）是水的一種物理現(xiàn)象，由于水存在濃度差異，而水的滲透方式是由低濃度流向高濃度，反滲透顧名思義即水一旦加壓之后，將由高濃度流向低濃度，是分離兩相之間的中間相，以高分子材料、致孔劑、添加劑為主要原料，采用人工合成的高分子物質(zhì)。膜的孔徑為0.0001微米，（黃種人的頭發(fā)一般為60-80微米。）去除水中除水分子以外的99%以上的所有雜質(zhì)，出水為純凈水，解決高污染水和高硬度水的處理。

追溯到2000多年以前，《淮南子》里已有制豆腐的記敘，人類利用天然物制得“人工薄膜”；1748年，Nollet注意到水自發(fā)透過豬膀胱滲入到酒精中的滲透現(xiàn)象；1864年，Traube成功研制出第一片人造膜-亞鐵氰化銅膜；1953年，發(fā)現(xiàn)醋酸纖維素類具有良好的半透性。美國佛羅里達

大學的Reid等人最早提出反滲透海水淡化；1960年，Loeb與Sourirtajan發(fā)明了第一代高性能的非對稱性醋酸纖維素膜，反滲透(RO)首次用于苦咸水淡化；1970年 杜邦公司發(fā)明了芳香族聚酰胺中空纖維反滲透器； 1980年 全芳香族聚酰胺復合膜問世；1990年 中壓、低壓、及超低壓高脫鹽聚酰胺復合膜進入市場；1998年 低污染膜研發(fā)成功，進一步擴大了反滲透的應用范圍。

2 RO膜的原理

一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之后，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理；由于RO膜的孔徑（干膜，水分子的直徑是4×10-10水分子不是死硬的，是柔性的，正好似柔情似水。）是頭發(fā)絲的一百萬分之一（0.0001微米）一般肉眼無法看到，細菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分礦物離子能夠通過，其他原水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、細菌、病毒等雜質(zhì)及重金屬均有廢水管排除。

（1）滲透原理

把相同體積的濃溶液和稀溶液分別至于半透膜的兩側，稀溶液的溶劑自然穿過半透膜自發(fā)地向濃溶液一側流動，這種現(xiàn)象稱為滲透。當滲透達到平衡時形成了壓差。壓差和濃度、種類、溫度有關，和膜的無關。如下圖所示

（2）反滲透：

反滲透是滲透的一種反向遷移運動，在壓力的驅動下，借助半透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)和溶劑分開，這種現(xiàn)象稱為反滲透。如下圖所示。

3 RO膜的分類

RO膜的種類有很多種，有微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、滲透氣化、氣體分離等，因膜的功能不同分離驅動力也不同，透過的物質(zhì)和截留的物質(zhì)也不同。這主要介紹微濾、超濾、納濾、反滲透。他們的驅動力都是壓力差，但透過的物質(zhì)和截留的物質(zhì)不同，如下圖所示。

4 RO膜的保養(yǎng)維護

RO膜在正常運行一段時間以后，膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或者難容物質(zhì)的污染，會在標準情況下系統(tǒng)的性能降低10%，或者在明顯的發(fā)生結垢或者污堵時，應該及時進行清洗。定期的進行水沖洗或者是化學加藥清洗可恢復膜元件的性能，延長膜元件的使用壽命。在系統(tǒng)短期停止運行期間，應該每隔5天清洗一次，沖洗后關閉閥門；如果系統(tǒng)是長時間的停止運行，則需要添加1%的亞硫酸氫鈉溶液，以防細菌繁殖；如果是未開封的RO膜可以長期保存；如果是濕膜，一般保存不超過一年；如果是已開封或者曾經(jīng)使用過的RO膜，可以采用防腐液充分浸泡后取出，帶水用塑料袋密封后避光保存，一般不超過3個月。防腐液配置采用NaHSO3和純水配成1.0%（重量比即10克NaHSO3和1公斤的純凈水）的溶液。