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反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水）通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來與滲透方向相反，可使用大于滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。反滲透膜的主要分離對象是溶液中的離子范圍。

反滲透，英文為Reverse Osmosis，是花費數(shù)億美元并經(jīng)過多年的精心研制而成的高科技水處理技術(shù)。這種薄膜分離技術(shù)，是依靠滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進行分離的過程。滲透是一種物理現(xiàn)象。反滲透就是在有鹽份的水中（如原水）施加比自然滲透壓力更大的壓力，使水由濃度高的一方滲透到濃度低的一方，把原水中的水分子壓到膜的另一邊變成純凈水，而原水中的細微雜質(zhì)、膠體、有機物、重金屬、細菌、病毒及其他有害物質(zhì)都統(tǒng)統(tǒng)截留下來并經(jīng)污水出口排放掉。由于反滲透膜的孔徑僅0.0001微米，一個細菌要縮小4000倍，過濾性病毒也要縮小200倍以上才能通過，所以其有效去除率高達96％以上。

反滲透純水系統(tǒng)根據(jù)不同的源水水質(zhì)采用不同的工藝。一般自來水經(jīng)一級反滲透系統(tǒng)處理后，產(chǎn)水電導(dǎo)率＜10μS/cm，經(jīng)二級反滲透系統(tǒng)后產(chǎn)水電導(dǎo)率＜5μS/cm甚至更低，在反滲透系統(tǒng)后輔以離子交換設(shè)備或EDI設(shè)備可以制備超純水，使電阻率達到18兆歐姆(電導(dǎo)率=1/電阻率)。

反滲透/納濾基本原理

半透膜

半透膜是具有選擇性透過性能的薄膜。當液體或氣體通過半透膜時，一些組分透過，而另外一些組分被截留。實際上半透膜對于任何組分都有透過性，只是透過的速率相差很大。在反滲透過程中，溶劑（水）的透過速率遠遠大于溶解在水中的溶質(zhì)（鹽分）。通過半透膜實現(xiàn)了溶劑和溶質(zhì)的分離，得到純水以及濃縮的鹽溶液。

滲透

滲透是當流體在跨越半透膜屏障時的一種自然過程。如果將一箱純水用一張半透膜垂直分為兩部分，純水與理想半透膜的兩面以相同的溫度和壓力接觸，在這樣的條件下沒有跨越半透膜的水的流動產(chǎn)生，因為在膜兩側(cè)的化學(xué)勢完全相等。如果在其中一側(cè)加入溶解性鹽，鹽溶液一邊的化學(xué)勢降低了。純水便會向鹽溶液一側(cè)滲透，從而產(chǎn)生一個滲透流，直到化學(xué)勢的平衡重新建立為止（圖－6a）。

滲透壓

按照科學(xué)術(shù)語，在半透膜的兩邊存在一個“化學(xué)勢”（離子或溶質(zhì)分子的濃度差）的差值，通過溶液的滲透過程對化學(xué)勢差進行補償。當平衡重新建立時，在半透膜的兩側(cè)形成了一個水位差即靜壓差，這個壓力差便是滲透壓。滲透壓是溶液本身的性質(zhì)，取決于溶液濃度，與半透膜沒有關(guān)系。

滲透壓與溶質(zhì)濃度之間的關(guān)系為：

Posm = 1.19 (T + 273) * Σ(mi) (1)

其中Posm＝滲透壓（psi），T為溫度（℃）, Σ(mi)是溶液中所有溶質(zhì)的總摩爾濃度。TDS為1000ppm的水溶液的近似滲透壓約為11 psi (0.76 bar)。

反滲透

在圖－6a的箱子中，水通過滲透作用流向鹽溶液一側(cè)，直到達到新的平衡建立。在鹽溶液一邊施加一個額外的壓力與滲透壓相等，原有的平衡會受到影響（圖－6b）。外加壓力將會使鹽溶液一邊的化學(xué)勢增加，使溶劑流向純水一邊。這種現(xiàn)象便是反滲透。反滲透過程的驅(qū)動力是外加壓力，反滲透分離所需能量與溶液的難度直接相關(guān)。因此，從鹽溶液中生產(chǎn)同樣體積的水，鹽的濃度越高，所需能耗也越高。

對于反滲透過程分離水和鹽的機理還沒有一個公認的統(tǒng)一解釋。目前一般推薦兩種傳遞模型：毛細孔流模型和溶解擴散模型。水通過膜有兩種方式，一種是通過膜上存在的孔，另外一種是通過膜中的分子節(jié)點之間的擴散。根據(jù)理論，膜的化學(xué)性質(zhì)是，在固液界面上水優(yōu)先吸附并通過，鹽被截留。水與膜表面之間有弱的化學(xué)結(jié)合力，使得水能夠在膜的結(jié)構(gòu)中分散。膜的物理和化學(xué)性質(zhì)決定了在傳遞過程中水比鹽的優(yōu)先地位。