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反滲透膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了實現(xiàn)的分離效果，每一層都承擔(dān)著特定的功能。從功能性角度分析，反滲透膜的結(jié)構(gòu)可以分為以下幾個部分：
- 支撐層（無紡布層）：這一層通常由聚酯材料構(gòu)成，厚度約為120微米，其主要作用是提供機(jī)械強(qiáng)度，確保膜在高壓操作條件下的穩(wěn)定性。支撐層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是反滲透膜能夠承受高水壓而不至于損壞的關(guān)鍵。
- 中間層（聚砜層）：位于支撐層之上，厚度約為40微米，由聚砜材料制成。這一層不僅起到連接支撐層和脫鹽層的作用，還提供了額外的機(jī)械保護(hù)，同時保持了膜的整體結(jié)構(gòu)。
- 脫鹽層（超薄聚酰胺層）：這是反滲透膜的核心，厚度僅為0.2微米。脫鹽層由聚酰胺材料構(gòu)成，具有的脫鹽性能，能夠地過濾掉水中的鹽分和其他溶解固體。
反滲透過程中的傳質(zhì)機(jī)理主要包括以下幾種模型：
- 溶解-擴(kuò)散模型：該模型認(rèn)為溶質(zhì)和溶劑都能溶于非多孔膜表面層內(nèi)，并在化學(xué)勢推動下擴(kuò)散通過膜。這一模型強(qiáng)調(diào)了膜材料的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)對分離效果的影響。
- 吸附-毛細(xì)孔流模型：該模型基于膜對水的吸附，形成一層純水層，在外壓作用下通過膜表面的毛細(xì)孔流動，實現(xiàn)分離。
- 氫鍵理論：該理論解釋了水分子與膜材料（如醋酸纖維素）之間的氫鍵作用，以及在壓力作用下水分子如何通過膜的多孔層流出。
反滲透膜技術(shù)在海水淡化領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)國際水資源協(xié)會的數(shù)據(jù)，截至2023年，全球約有30%的海水淡化裝置采用反滲透技術(shù)。這項技術(shù)能夠有效去除海水中的99%以上的鹽分，為沿海地區(qū)提供可靠的淡水資源。例如，以色列的阿什克倫海水淡化廠，日產(chǎn)水量達(dá)到3.3×10^5立方米，占以色列全部水需求量的15%，產(chǎn)水成本約為0.53美元/立方米。
