人工肾脏RO膜

李庆会

1 RO膜的发展应用

RO是Reverse Osmosis的缩写中文意思是逆渗透或者反渗透，渗透（深入、透过，在分子层面的观察角度容易理解）是水的一种物理现象，由于水存在浓度差异，而水的渗透方式是由低浓度流向高浓度，反渗透顾名思义即水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，是分离两相之间的中间相，以高分子材料、致孔剂、添加剂为主要原料，采用人工合成的高分子物质。膜的孔径为0.0001微米，（黄种人的头发一般为60-80微米。）去除水中除水分子以外的99%以上的所有杂质，出水为纯净水，解决高污染水和高硬度水的处理。

追溯到2000多年以前，《淮南子》里已有制豆腐的记叙，人类利用天然物制得“人工薄膜”；1748年，Nollet注意到水自发透过猪膀胱渗入到酒精中的渗透现象；1864年，Traube成功研制出第一片人造膜-亚铁氰化铜膜；1953年，发现醋酸纤维素类具有良好的半透性。美国佛罗里达

大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化；1960年，Loeb与Sourirtajan发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜，反渗透(RO)首次用于苦咸水淡化；1970年 杜邦公司发明了芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器； 1980年 全芳香族聚酰胺复合膜问世；1990年 中压、低压、及超低压高脱盐聚酰胺复合膜进入市场；1998年 低污染膜研发成功，进一步扩大了反渗透的应用范围。

2 RO膜的原理

一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理；由于RO膜的孔径（干膜，水分子的直径是4×10-10水分子不是死硬的，是柔性的，正好似柔情似水。）是头发丝的一百万分之一（0.0001微米）一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分矿物离子能够通过，其他原水中的无机盐、重金属离子、有机物、细菌、病毒等杂质及重金属均有废水管排除。

（1）渗透原理

把相同体积的浓溶液和稀溶液分别至于半透膜的两侧，稀溶液的溶剂自然穿过半透膜自发地向浓溶液一侧流动，这种现象称为渗透。当渗透达到平衡时形成了压差。压差和浓度、种类、温度有关，和膜的无关。如下图所示

（2）反渗透：

反渗透是渗透的一种反向迁移运动，在压力的驱动下，借助半透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质和溶剂分开，这种现象称为反渗透。如下图所示。

3 RO膜的分类

RO膜的种类有很多种，有微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、渗透气化、气体分离等，因膜的功能不同分离驱动力也不同，透过的物质和截留的物质也不同。这主要介绍微滤、超滤、纳滤、反渗透。他们的驱动力都是压力差，但透过的物质和截留的物质不同，如下图所示。

4 RO膜的保养维护

RO膜在正常运行一段时间以后，膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或者难容物质的污染，会在标准情况下系统的性能降低10%，或者在明显的发生结垢或者污堵时，应该及时进行清洗。定期的进行水冲洗或者是化学加药清洗可恢复膜元件的性能，延长膜元件的使用寿命。在系统短期停止运行期间，应该每隔5天清洗一次，冲洗后关闭阀门；如果系统是长时间的停止运行，则需要添加1%的亚硫酸氢钠溶液，以防细菌繁殖；如果是未开封的RO膜可以长期保存；如果是湿膜，一般保存不超过一年；如果是已开封或者曾经使用过的RO膜，可以采用防腐液充分浸泡后取出，带水用塑料袋密封后避光保存，一般不超过3个月。防腐液配置采用NaHSO3和纯水配成1.0%（重量比即10克NaHSO3和1公斤的纯净水）的溶液。