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反渗透是一个压力驱动的过程,需要对进水施加渗透压的压力,以克服自然渗透压,迫使水分子通过反渗透膜。这一过程通常需要1.5至10.5MPa的压力,具体压力取决于待处理溶液的浓度和膜的类型。
反渗透过程中的传质机理主要包括以下几种模型:
- 溶解-扩散模型:该模型认为溶质和溶剂都能溶于非多孔膜表面层内,并在化学势推动下扩散通过膜。这一模型强调了膜材料的溶解度和扩散系数对分离效果的影响。
- 吸附-毛细孔流模型:该模型基于膜对水的吸附,形成一层纯水层,在外压作用下通过膜表面的毛细孔流动,实现分离。
- 氢键理论:该理论解释了水分子与膜材料(如醋酸纤维素)之间的氢键作用,以及在压力作用下水分子如何通过膜的多孔层流出。
在电子、半导体、制药等行业中,反渗透膜被广泛用于制备高纯度的水。这些行业对水质的要求,反渗透膜能够有效去除水中的离子、分子、有机胶体和细菌等,确保水质满足特定工艺需求。据统计,全球工业纯水市场规模在2022年达到约120亿美元,其中反渗透膜技术占据了主要份额。