反渗透膜

反渗透膜（Reverse Osmosis Membrane, RO膜）是反渗透技术的核心组件，通过半透膜的物理分离特性，实现水与溶解盐、有机物、微生物等杂质的高效分离。作为当前脱盐精度最高（可达99%以上）的水处理材料，其性能直接影响整个系统的产水质量与运行成本。

反渗透膜的原理基于“压力驱动的选择性渗透”：自然状态下，半透膜（仅允许水分子通过）分隔纯水与盐水时，水分子会自发从低浓度侧（纯水）向高浓度侧（盐水）迁移，直至两侧渗透压平衡（渗透现象）。若在高浓度侧施加超过渗透压的外部压力（$P>\pi$），水分子迁移方向逆转——从盐水侧（高压）向纯水侧（低压）流动，盐水被淡化（反渗透）。

膜的核心是活性层（厚度仅0.1~2nm），由交联芳香族聚酰胺制成，形成致密网状孔径（约0.4~0.6nm），仅允许水分子（直径0.27nm）通过；离子（如Na⁺直径0.358nm）因体积接近或超过孔径，且受膜表面负电荷排斥（静电斥力），无法穿透，从而被截留。这一过程实现了水与盐的高效分离。

反渗透膜通过材料与结构优化，可处理多种复杂水质，覆盖从低盐度（苦咸水）到高盐度（海水）的全范围：

• 苦咸水淡化（TDS=1000~5000mg/L）：通过低压复合膜（操作压力1.5~2.5MPa），产水TDS＜500mg/L，满足饮用水标准。

• 海水淡化（TDS=35000mg/L）：采用高压抗污染膜（操作压力5~8MPa），产水TDS＜500mg/L，成本降至0.5~0.8美元/吨。

• 工业废水处理：含重金属（如Ni²⁺、Cd²⁺）、高盐（如NaCl、Na₂SO₄）的废水，通过RO膜浓缩（回收率80%~90%），浓水可蒸发结晶回收有价盐，清水回用。

此外，膜材料改性（如表面接枝亲水基团）提升了抗污染性，使其在高浊度（如井下地下水含煤泥）、高有机物（如印染废水）场景中稳定运行。

高脱盐精度：活性层纳米级孔径（0.4~0.6nm）结合电荷排斥，截留95%~99.5%溶解盐（如NaCl、Ca²⁺）及小分子有机物，产水电导率低至10μS/cm，接近纯水标准。

全面净化能力：通过“溶解-扩散+双重筛分”机制，同步截留离子、微生物（细菌、病毒）及大分子有机物（分子量＞100Da），实现“全谱系”水质净化。

强适应性：适配苦咸水（TDS=1000~5000mg/L）、海水（TDS=35000mg/L）及高污染废水（含重金属、有机物），材料改性（如抗污染涂层）提升复杂场景稳定性。

系统集成性：与预处理（多介质过滤）、后处理（EDI杀菌）协同，灵活构建从饮用水到超纯水的全流程水处理方案。

经济高效：低压膜能耗低（2~3kWh/m³）、寿命长（2~5年），综合产水成本显著低于传统蒸馏法，长期经济性突出。