逆浸透膜を通過できるイオンは何ですか？

逆オスモシス膜を通過できるイオン

1逆オスモシス膜の基本原理

1.1 半透膜の選択的透透性

半透膜であるため,RO逆 osmose膜の主な機能は,他の溶質から水分子を選択的に分離する能力である.RO膜の孔の大きさは通常 0 から.1 nm から 2 nm まで,これはほとんどのイオンと分子のサイズよりも大幅に小さいので,それらの通過を効果的に防止します.RO膜 は 溶け た 塩 を ほぼ 完全に 遮断 する水分分子だけが通過できるようにする.

この高い選択性は,RO膜のポリアミド鎖内のサブナノメートルの毛穴に起因しており,それははるかに小さい水分子の比率でイオン輸送を妨げる.このサイズに基づく選択的透気性は,水処理アプリケーションにおいて極めて重要です特に海水淡水と純水生産において

データによると,RO膜の塩拒絶率は一般的に90%以上で安定しており,二段階ROシステムは98%以上に達する可能性がある.この高い脱塩性能は,RO膜の選択的透透性をさらに確認します.さらに,RO膜 は,細菌,微生物,有機物質,無機金属 を 効果的に 除去 し,他の 処理 方法 より 優れた 水 の 品質 を 生み出す.

1.2 推進力としての圧力差

運動力として圧力差に依存します 自然オスモスでは水分子は自然に半透膜を通過し 低濃度領域から高濃度領域へ 均衡に達するまで逆オスモスでは,高濃度側にはオスモス圧よりも大きな圧力をかけることで,水分子は膜を通して反対方向に移動することを余儀なくされます.濃縮溶液から純粋な水を分離する.

具体的には,溶液のオスモティック圧を超えた膜の片側に圧力が施されたとき,溶媒 (通常水) は反オスモスで動きます.低圧側では浸透した溶剤 (浸透) を集めます高圧側では濃縮溶液 (濃縮物) が保持される.この圧力駆動プロセスは,高塩分溶液の処理にRO技術が非常に効果的になる.海水淡化や廃水処理など.

実用的には,RO膜は通常 9~12 kg/cm2 の圧力で動作し,膜の前後の圧力差は通常 1 kg/cm2 を超えない.より大きな差異は汚れや清掃の必要性を示すかもしれません適正な圧力差を維持することは,適切なRO動作と膜の長寿のために不可欠です.

2細胞内膜を通過できるイオン

2.1 水分子の透透性

RO膜は,水分子がより大きな溶解物分子とイオンをブロックしながら効率的に通過できるように特別に設計されています.水分子は約0.324nmを測ります.RO膜の毛穴は0から.1 nm から 2 nm まで,水が比較的簡単に通過できるようにする.水への透気性は,施された圧力差によって,著しく高い.水分が自然オスモスの逆方向に流れるようにする.

データによると,RO膜の水産出速度は,その毛孔の大きさと水利性特性に依存する.標準的な運用条件下では,RO膜は1平方センチメートルあたり,1時間あたり数リットルの水を出せる例えば,8040 RO メムランモデルは,通常の圧力条件下では1トン/時間まで生産することができる.この高い水透性は,水処理におけるRO技術の広範な応用の鍵です.

2.2 特定の鉱物イオンの部分的透透性

RO膜 は イオン を 遮断 する よう に 設計 さ れ て いる が,イオン の すべて が 完全に 除去 さ れ て いる こと は あり ませ ん.ある 場合,特定の 鉱物 イオン の わずかな 部分 が 通過 する こと が あり ます.水分よりはるかに低い割合でより簡単に通過できるイオンは,通常より小さく,水分化のエネルギーが低い.

研究によると,RO膜は,二価イオン (カルシウムCa2+など) と比べ,単価イオン (ナトリウムNa+など) の伝達速度はわずかに高い傾向にある.ナトリウムイオンは,より小さな水分化殻とより高い移動性により,より容易に通過することが観察されています.RO は,溶解した固体総量を (TDS) 効果的に減少させるが,特定のアプリケーションでは,特定のイオンを完全に除去するためにさらなる処理が必要になる可能性があります.

実用的な応用では,鉱物イオンの透気性は,膜材料,動作圧,供給水の質などの要因に依存する.先進的な膜技術や追加の前後処理手順が用いられる.例えば,ROの上流に軟化システムを追加してカルシウムとマグネシウムイオンを取り除くことができます.性能を維持し,離子排斥率を改善するには,RO膜の定期的な化学清掃も重要です.

3RO膜イオン選択性

3.1 イオンサイズと電荷の影響

RO膜の選択性は,イオンサイズと電荷によって強く影響される.RO膜の毛孔は,ほとんどのイオンよりも大幅に小さいため,それらの通過を効果的に防止する.水分補給はイオンの有効サイズも増加させます輸送をさらに妨げる.

• イオンサイズ:ナトリウム (Na+) と塩化物 (Cl−) などの単価イオンは,カルシウム (Ca2+) とマグネシウム (Mg2+) などの二価イオンと比較して小さく,水分が少ない.膜を通過する確率が少し高い.

• イオン電荷:二重イオン (Ca2+, Mg2+) は,より強い水分化殻とより大きな有効サイズを持ち,膜に浸透するのが難しくなります.実験データによると,RO膜は,これらの特性により,単価イオンよりも二価イオンをより効果的に除去する..

3.2 イオン除去率の差異

RO膜は,サイズ,電荷,水分化効果の違いにより,異なるイオンに対する異なる除去率を示します.

• 単価対二価イオン:RO膜は一般的にナトリウムのような単価イオンの>90%の除去を達成するが,カルシウムなどの二価イオンの効率は少し低い.

• 膜材料:一般的なポリアミド膜は通常90%以上の脱塩を達成し,高度な複合膜は98%以上に達することができる.

• 運転条件:高圧は水の透気性を高めますが,離子通過をわずかに増加させることがあります.給水中の高い離子濃度は,排斥率を下げ,スケーリングと汚れを引き起こす可能性があります.

• 処理前後:前軟化により,ROの前にカルシウムとマグネシウムが除去され,イオン交換磨きにより最終水の質がさらに向上します.

4イオン排斥に影響する要因

4.1 膜材料と構造

RO膜の材料と構造は,イオン選択性を著しく影響する.

• 材料:ポリアミド膜は,化学的安定性や水流量が高いため最も一般的であり,通常>90%の脱塩を達成する.先進的な複合膜 は 多種 の 材料 を 組み合わせ,最大 98% の 脱塩 度 を 達成 する.

• 構造:典型的なRO膜は,大部分のイオンよりもはるかに小さい0.1~2nmの毛孔サイズを有する.それらは3つの層に分かれています.ベース層 (非織布),サポート層 (ポリサルフォン),塩分除去層 (ポリアミド)製造中に最適化され 離子排斥を高めます

4.2 動作条件 (圧力と濃度)

動作圧と給水濃度は,ROの性能に直接影響します.

• 圧力:高圧 は 水 の 流れ を 線形 的 に 増加 さ せる が,塩 の 排斥 を ある 程度 に 改善 する だけ で ある.この 限度 を 超え たら,さらに 圧力 が 増加 する の は,排斥 を 増加 さ せ ない.

• 濃度:塩分濃度が高くなる場合,オスモティック圧力が増加し,より高い施された圧力が求められる. 動作圧が一定である場合,流量は減少し,塩分通過は増加し,排斥効率が低下する.

5概要

このセクションでは,RO膜のイオン選択性,その原理,水とイオン透過性,および性能に影響する要因を調査しました.

• イオン選択性:RO膜はほとんどのイオンを効果的に阻害し,主に水分子が通過することを可能にします.典型的な塩排斥率は>90%であり,二段階システムは98%以上に達することができます.

• 水とイオン水は圧力で運ばれるため効率的に浸透し,特定の小さな単価イオンの微量のみが通過する.

• 拒否に影響する要因:膜材料と構造,および動作条件 (圧力,濃度) は,イオン選択性を決定する.これらの要因を最適化することで,特定のアプリケーションの性能が向上する.

一般的に,RO膜の離子拒絶能力は,水処理に広く使用される重要な要因です.材料,構造,および運用設定を改善することによって,RO膜は,さまざまなアプリケーションのニーズを満たすために,さらに高いイオン選択性を達成することができます.