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反渗透水处理设备是一种利用半透膜的选择性透过原理，通过高压驱动将水分子从溶液中分离出来的净化技术。这种设备的在于反渗透膜（RO膜），其孔径仅为0.1纳米，能够有效拦截绝大多数溶解性盐类、物、微生物及颗粒物，广泛应用于饮用水净化、工业纯水制备、医药生产等领域。以下是反渗透设备能够去除的主要物质类别及其作用机制：
一、无机盐类
反渗透膜对溶解性无机盐的去除率可达95%-99%。这包括常见的钙、镁离子（导致水硬度的主要成分）、钠、钾等一价离子，以及根、碳酸根、氯离子等阴离子。例如，原水中的氯化钠（l）在高压作用下，水分子透过膜层，而钠离子和氯离子因体积大于膜孔径被截留，从而实现海水淡化或高盐度苦咸水的净化。根据实验数据，反渗透设备对二价离子（如Ca²⁺、Mg²⁺）的去除率甚至一价离子，这与离子电荷和水合半径有关。
二、污染物
1. 小分子物：反渗透膜可有效拦截分子量大于100 Dalton的物，如、乙醇等低分子量溶剂，但对部分低分子量物（如甲醛）的去除效果有限。
2. 大分子物：对腐殖酸、富里酸等物（NOM）的去除率过99%，这些物质是水体色度和异味的主要来源。工业废水中的染料、农药残留（如磷类）也能被截留。
3. 持久性污染物（POPs）：包括多环芳烃（PAHs）、全氟化合物（PFCs）等，反渗透技术因其物理筛分特性，成为处理这类难降解污染物的关键手段。
三、微生物与颗粒物
1. 细菌与病毒：反渗透膜的孔径远小于细菌（0.2-2微米）和病毒（20-400纳米），对大肠杆菌、隐孢子虫等病原体的截留率接近**。
2. 胶体与悬浮物：原水中的泥沙、铁锈、藻类等颗粒物会被预处理系统（如多介质过滤器）和RO膜共同去除，出水浊度可降至0.1 NTU以下。
四、重金属离子
反渗透对重金属的去除表现，尤其适用于电镀、采矿等工业废水处理：
铅（Pb）、镉（Cd）、（Hg）**：去除率均过98%，显著降低饮用水中的神经毒性风险。
（As）**：以酸盐（AsO₄³⁻）或亚酸盐（AsO₃³⁻）形式存在的，可通过反渗透与离子交换联用技术实现深度净化。
六价铬（Cr⁶⁺）**：RO膜对其截留率可达99.5%，但需注意进水pH值对铬形态的影响。
五、放射性物质
核工业废水中的放射性核素（如铀、镭、氡）可通过反渗透设备结合化学沉淀预处理去除。例如，铀酰离子（UO₂²⁺）的截留率可达99%，这对核电站周边水体的至关重要。
六、其他特殊物质
1. 盐（NO₃⁻）：农业径流中的盐是地下水的常见污染物，反渗透可将其浓度从50 mg/L降至3 mg/L以下，满足WHO饮用水标准。
2. 硅酸盐（SiO₂）：在电子行业纯水制备中，反渗透能有效控制硅含量，防止半导体生产中的晶圆污染。
3. 溶解气体：虽然RO膜对CO₂、O₂等气体的去除有限，但后续的脱气膜组件可进一步优化水质。
技术局限性与注意事项
尽管反渗透技术，但仍存在以下限制：
低分子量性物质：如硼（B）、氨氮（NH₃/NH₄⁺）的去除需依赖调节pH或二级处理工艺。
膜污染风险：物和胶体会造成膜结垢，需定期化学清洗。预处理系统（如活性炭吸附、软化）是延长膜寿命的关键。
能耗问题：海水淡化需5-8 MPa高压，能耗较高，但新型节能膜元件（如海水淡化SWRO膜）可将能耗降至3 kWh/m³以下。
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