半透膜的氣體通量

Ⅰ 反滲透與超濾的區別

君浩環保解答：

反滲透是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術。
超濾膜是一回種加zd壓膜分離技術，即答在一定的壓力下，使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜，而使大分子溶版質不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質得到了部分的純化。

簡單的說：

反滲透：脫鹽效果好,一般用於深度水處理,製作純水,高純水系統。
超濾處理：過濾水質作用,脫鹽能力差,可用於製作礦泉水等。

Ⅱ 超濾膜一般有哪些材質，各有什麼特點

超濾膜主要有以下幾種材質：

根據的性能，超濾膜的材料可分為高分子材料和無機材料兩大類。高分子材料主要有纖維素類、聚楓類、聚醯胺類、聚烯烴、含氟類等；無機材料主要有陶瓷、金屬、玻璃、分子篩等。

1.纖維素類 ：纖維素類膜材料是最早應用的超濾膜材料。主要包括：再生纖維素、二肼、聚醯亞胺、聚醚醯胺等。還有碳分子篩膜、不銹鋼醋酸纖維素、三醋酸纖維素、混合纖維素等。

2.聚烯烴類：聚烯烴類超濾膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。

3.聚碸類： 聚碸類超濾膜材料主要包括聚楓、聚醚碸、磺化聚楓、聚苯碸和聚芳碸。

4.聚醯胺類： 聚醯胺類超濾膜材料主要包括聚碸醯胺、芳香族聚醯胺、芳香聚醯胺醯。

5.含氟聚合物：含氟超濾膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。

6.無機材料：無機超濾膜材料主要包括陶瓷材料，如氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鈦膜、多孔玻璃膜制備所需的碳分子篩、不銹鋼粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法等。無機膜具有優良的熱穩定性、化學穩定性和機械性能。

超濾膜分離是一種物理的分子篩分過程，所以它具有分離物無相際間變化，無質變等優點，特別適合保持風味和熱敏性物質處理。選擇超濾膜性能的優劣，主要取決於膜材料和成膜工藝條件，其中，膜材料是決定膜性能的主要參數。

Ⅲ 溶質運移基本方程

土壤及土壤水中含有溶質，它對於人類生活和生產活動都產生重要影響，不僅存在土壤鹽鹼化問題，而且還會發展成為更為廣泛和深遠的水土環境問題。土壤中的溶質運移十分復雜，一方面隨著水分運動而做對流運動，另一方面沿著自身濃度梯度的反方向而做擴散運動。通常認為土壤中的溶質運移主要是通過對流和水動力彌散兩種機理實現的。凍融過程中，由於冰以純凈相析出，所以凍融土壤中的溶質運移基本方程與非凍土相似，其作用機理仍為對流和水動力彌散。

1.溶質運移的對流和水動力彌散

（1）溶質的對流運移

對流是指在土壤水分運動過程中，同時攜帶著溶質運移。單位時間內通過土壤單位橫截面積的溶質質量稱為溶質通量，溶質的對流通量記為J_c。單位體積土壤水溶液中所含有的溶質質量，稱為溶質的濃度，記為c。溶質的對流通量J_c為溶質濃度c和土壤液態水通量q_l的乘積，即：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

（2）溶質的分子擴散

溶質的水動力彌散包括溶質的分子擴散和溶質的機械彌散。溶質的分子擴散是由於分子的不規則熱運動即布朗運動引起的，其趨勢是溶質由濃度高處向濃度低處運移，以求最後達到濃度的均勻。當存在濃度梯度時，即使在靜止的自由水體中，分子的擴散作用同樣也會使溶質從較集中處擴散開來。自由水中溶質的分子擴散通量符合Fick第一定律，即

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，為溶質在自由水體中的分子擴散通量；D₀ 為溶質在自由水體中的擴散系數；為溶質的濃度梯度。

在土壤中，溶質的分子擴散規律同樣符合Fick第一定律：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，J_d為溶質在土壤中的分子擴散通量；D_s為相應的擴散系數。

即使在飽和土壤中，分子擴散系數D_s也遠小於自由水體中的D₀值，原因是液相僅占土壤總容積的一部分。土壤處於非飽和狀態時，隨著土壤含水率的降低，液相所佔的容積愈來愈小，實際擴散的途徑愈來愈長，因此其分子擴散系數趨於減小。一般將溶質在土壤中的分子擴散系數僅表示為含水率的函數，而與溶質的濃度無關。常用的經驗公式為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

或

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，α，a和b均為經驗系數。

根據文獻介紹（Olsen等，1968），土壤水吸力在（0.3～15）×10⁵Pa的變化范圍內，當b=10時，a值變化於0.001～0.005之間，土壤粘性愈大，a值愈小。

（3）溶質的機械彌散及水動力彌散

土壤中存在著大小不一、形狀各異而又互相連通的孔隙通道系統。若將土壤孔隙設想為均勻的圓形毛管，半徑為R_a，管軸線與勢梯度方向一致。此時，管內半徑為r的任一點的流速v（r）可表示為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，μ為溶液的粘滯系數為水勢梯度。由上式還可導出管內的平均流速：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

以上兩式即所謂的 Poiseuille方程。它表明平均流速和圓管的半徑R 的平方成正比，若孔隙半徑相差10倍，其平均流速則相差 100 倍。另外，管內流速分布也是不均勻的，管中心處的流速最大，管壁處流速為零。

由於土壤顆粒和孔隙在微觀尺度上的不均勻性，溶液在流動過程中，溶質不斷被分細後進入更為纖細的通道，每個細孔中流速的方向和大小都不一樣，正是這種原因使溶質在流動過程中逐漸分散並佔有越來越大的滲流區域范圍。溶質的這種運移現象稱為機械彌散。宏觀上土壤水分流動區域的滲透性不均一，也可促進或加劇機械彌散的作用。

由機械彌散引起的溶質通量J_h可寫成類似的表達式：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，D_h（v）為機械彌散系數，一般表示為滲流速度v的線性關系，即：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，a為經驗系數，與土壤質地和結構有關。

分子擴散和機械彌散的機理是不同的，但式（6.40）與式（6.45）的表達式相似，而且一般都同時存在，實際上難於區分。因此，將分子擴散與機械彌散綜合，稱為水動力彌散。水動力彌散所引起的溶質通量J_D可表示為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，D_sh（v，θ）稱為水動力彌散系數，或綜合擴散-彌散系數。

當對流速度相當大時，機械彌散的作用會大大超過分子擴散作用，以致水動力彌散中只考慮機械彌散作用；反之，當土壤溶液靜止時，則機械彌散完全不起作用只剩下分子擴散了。

2.溶質運移的基本方程

在直角坐標系中，取與圖6-5相似的微單元體，x，y，z方向上的尺度分別為Δx，Δy，Δz。以液態水的溶質濃度c（g·L^-1）作為溶質運移方程的因變數。設x方向上溶質的彌散通量為q_cx，y方向和z方向上溶質彌散通量分別為q_cy和q_cz，凍土中冰的溶質含量近似為0，當液態水沿x、y、z三個方向分別以q_lx、q_ly、q_lz流進或流出單元體時，流體沿x、y、z三個方向所攜帶的溶質分別為（q_lx ρ_cc）ΔyΔz、（q_ly ρ_cc）ΔxΔz和（q_lz ρ_cc）ΔxΔy，其中ρ_c為水溶液的密度。土壤中的溶質通量是由分子對流和水動力彌散所造成的，因此在Δt時間內沿x、y、z三個方向進、出微單元體的溶質質量差總計為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

而微單元體內土壤的溶質含量變化率為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

假設土壤水溶液密度在計算過程中不發生變化，根據微單元體內質量守恆原理可得：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

在凍融條件下，溶質通量除了受溶質濃度梯度的影響外，還受溫度梯度的影響。因此，凍融土壤溶質通量可表示為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

當土壤為各向同性時，上式中D_shx=D_shy=D_shz=D_sh，D_sTx=D_sTy=D_sTz=D_sT，它們分別為液態水中溶質在濃度梯度及溫度梯度作用下，沿x，y，z方向上的水動力彌散系數。將式（6.49）代入式（6.48）可得到考慮溫度梯度影響的溶質運移基本微分方程：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

在適當的條件下，土壤內部由於化學、生物作用會生成某些溶質（如有機質的硝化作用所產生的硝酸鹽離子）。在有些條件下，同一剖面內某些溶質又可能從土壤中消失（如硝酸鹽被植物所吸收）。若要考慮上述種種情況，則需在基本方程（6.50）中加上源匯項S_c，即：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

S_c為單位時間內單位體積土壤中所生成或消失的溶質的質量。為適用一般情況，設有n個可能的源及m個可能的匯，S_c為其總合，即：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

在研究土壤的溶質運移時還應考慮一種可能性，即土壤液相之外溶質的動態變數。例如，當溶質的濃度超過了溶劑（水）的溶解度時，溶質便會沉澱在土壤中；反之，當濃度較低時，儲存於土壤中的溶質又會被溶解。土壤固相對土壤溶液中某些離子產生的吸附和解析作用亦屬此類。此種情況不同於源匯項，溶質既沒有產生，也沒有消失，所表現出的是單元體內部液相以外溶質儲存量的變化。若以σ_c表示單位體積土壤中液相以外溶質質量儲存量，則為其變化率。於是，包括對流-彌散、源匯和動態儲存的土壤中溶質運移基本方程可寫為

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

溶質的沉澱溶解、吸附解析和生成消失一般都和溶質的濃度及土壤含水率有關，顯然比較復雜，目前只有一些初步的模式。

綜上所述，土壤中的溶質運移問題非常復雜。即使是一維的對流-彌散型方程也難以解析求解，目前，一般絕大部分計算都採用數值方法求解。近年來，不少研究者利用前述方程或類似的方程描述在可控條件下實驗室土柱的溶質運動。田間實際條件下的驗證，還有待深入研究和完善。

3.凍融土壤中溶質運移與水分運移的關系

土壤中水分（水溶液）的運動及其引起的含水率分布的變化，對土壤中溶質運動的影響是明顯的。不僅土壤水分運動通量對溶質的對流有直接影響，而且由於土壤水分孔隙流速的差異，因而土壤水分運動通量q及其含水率θ對水動力彌散的作用也是顯著的。此外，溶質的源匯及動態儲存，一般也都和土壤的含水率有關。因此，溶質運移的研究必須在研究土壤中水分運動的基礎上進行。

問題的另一方面是溶質對土壤水分運動的反作用。土壤水分運動的驅動力是水勢梯度，而土壤水中因溶質存在便產生土水勢的分勢——溶質勢Ψ_s。溶質濃度為c的單位體積土壤水分的溶質勢Ψ_s=-（c/μ）RT_k，T_k為絕對溫度。單位重量土壤水分的溶質勢Ψ_s（cm）可寫為

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，g為重力加速度；μ為溶質摩爾質量（g/mol），數值上等於溶質分子量；R為通用氣體常數。

當存在半透膜時，溶質勢的梯度會引起水分的流動。一般認為，土壤中的粘土層具有一定的半透膜作用。如果土壤基質的半透膜作用能夠部分阻止溶質通過，則由溶質勢梯度引起的土壤水分運動和由同樣大小的基質勢或重力勢梯度引起的水流運動是等價的。當只考慮一維垂直流動時，達西定律可寫為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

式中，f₀稱為滲透有效系數，也可稱為選擇系數。當f₀=1時，表示完全選擇，即水可通過而溶質不得通過，溶質勢梯度對水流運動是完全有效的；當f₀=0時，表示不加選擇，即水與溶質都能通過，溶質勢梯度對水流無影響。

溶質對土壤中水流運動的影響還表現在溶質的存在導致土壤滲透性的降低。比如，溶質濃度的變化會改變溶液的粘滯性。目前，關於溶質對飽和土壤導水率的影響有一些研究，但對非飽和土壤導水率的影響則研究甚少。

嚴格地講，田間土壤水分運動和溶質運移是互相聯系、互相影響的，溶質運移的計算需聯立求解水分遷移、溶質運移兩個微分方程和聯系方程。當只考慮溶質運移，不考慮溫度對溶質和水分運移以及溶質勢梯度對水流的影響時，非飽和凍融土壤介質中溶質運移模型為：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

上式也可用於非凍結土壤的溶質運移，此時θi=0。

4.非飽和凍融土壤水熱鹽運移耦合模型

綜合起來，當不考慮土壤特性的各向異性時，非飽和凍結土壤的水熱鹽運動耦合模型由水、熱、溶質運移基本方程聯立組成：

水分在季節性非飽和凍融土壤中的運動

利用上述模型即可求解凍融過程中土壤水分、溫度和鹽分的時空變化問題。模型中所涉及的土壤參數如土壤比熱容C_s，熱導率λ，非飽和導水率K，溫差作用下的水擴散率D_T，水擴散率D和在濃度梯度及在溫度梯度作用下的鹽分水動力彌散系數D_sh及D_sT等可通過對給定土壤進行實驗測定或按經驗公式計算確定。

Ⅳ 反滲透膜主要分離原理是什麼

反滲透膜是屬於一種壓力推動的膜濾方法，所用的膜不具離子交換性質，可以專稱為中性膜。反滲透用半透膜為濾屬膜，必須在克服膜兩邊的滲透壓下操作，過去使用醋酸纖維素膜時的操作壓力為50~60個大氣壓，現今使用的聚醯胺復合膜的操作壓力為15個大氣壓左右。
半透膜是指只能通過溶液中某種組分的膜。對水處理所用的半透膜要求只能通過水分子，當然，這種對水的透過選擇性並不排斥少量的其它離子或小分子也能透過膜。
對膜的半透性機理有以下幾種解釋，但都不能解釋全部滲透現象。
一種解釋認為這是篩除作用，即膜孔介於水分子和溶質分子之間，因此水能透過，而溶質不能透過，但這不能解釋和水分字的大小基本一樣的鹽分分子不能透過的原因。
第二種解釋是認為反滲透膜是親水性的高聚物，膜壁上吸附了水分子，堵塞了溶質分子的通道，水中的無機鹽離子則較難通過。
最後還有一種機理認為是由於水能溶解於膜內，而溶質不能溶解於膜內。

Ⅳ 納濾膜與RO膜有何區別

1、凈化的水分子不同

納濾膜：截留有機物的分子量大約為150-500左右，截留溶解性鹽的回能力為2-98%之間，對單價陰離子鹽答溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液。

RO膜：可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質量大於100的有機物，水分子可通過薄膜成為純水，對水中二價離子的脫除率可達99.5%，對一價離子的脫除率也在95%以上。

2、應用范圍不同

納濾膜：可應用於水質的軟化、降低TDS濃度、去除色度和有機物，它的大部分應用領域是飲用水的軟化和有機物的脫除。

RO膜：廣泛應用於太空水、純凈水、超純水的制備；化工工藝中水的濃縮、分離、提純及純水制備；海水、苦鹹水淡化；造紙、電鍍、印染等行業用水、中水及工業廢水的回用。

3、工作原理不同

納濾膜：納濾是在壓力差推動力作用下，鹽及小分子物質透過納濾膜而截留大分子物質，介於超濾和反滲透之間。

RO膜：採用反滲透方式，以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑。

Ⅵ 什麼是RO反滲透系統 它的簡介 功能及作用

RO反滲透系統的基本工作原理是：運用特製的高壓水泵，將原水加至6—20公斤壓力，使原水在壓專力的作用下屬滲透過孔徑只有0.0001微米的反滲透膜。化學離子和細菌、真菌、病毒體不能通過，隨廢水排出，只允許體積小於0.0001微米的水分子和溶劑通過。

保安過濾器內裝有過濾孔徑為5μm的濾芯。這些濾芯會過濾掉任何尺寸大於5μm的顆粒。對下游RO膜起到保護作用，否則RO膜表面極易結垢。較常用的滲透膜類別為聚醯胺膜，膜型式為卷式復合膜，該種型式的膜的除鹽率可達99.5%。

由於RO膜易受水中PH值、余氯及水溫的影響，故RO膜運行前對進水水質有嚴格要求：

PH 值：3~10

余氯值：<0.1mg/L

SDI15值：<5.0

水 溫：<45 ℃

以上任一指標超出范圍，均有可能使滲透膜產生變形，從而影響出水水質和縮短膜的使用壽命。並且膜的種類不同對進水水質要求也有所不同。在調試前可以根據RO膜廠家提供的說明進行確認。

Ⅶ RO膜的特性誰知道

一、RO膜的脫鹽特性
1、脫鹽率與壓力正相關，工作壓力越高、脫鹽率越高，凈水TDS越低； 2、脫鹽率與濃水比例正相關，在一定工作壓力下，濃水比例越高，脫鹽率越高，凈水TDS越低；
3、脫鹽率與原水TDS負相關，原水TDS越高，脫鹽率越高，凈水TDS越高； 4、脫鹽率與凈水側的背壓負相關，背壓越高，脫鹽率越低，凈水TDS越高； 5、脫鹽率在pH為6-8時最高，原水過高或過低的pH值都會影響脫鹽率。
6、脫鹽率與溫度負相關，溫度越高，脫鹽率越低，凈水TDS越高。
二、RO膜的膜通量特性
膜通量是指單位時間內透過RO膜的凈水產量，常用單位為GPD（每天加侖）、㎥/d（每天立方米）和L/h（每小時升）。
50GPD = 0.189㎥/d = 7.9L/h
1、膜通量與壓力正相關，工作壓力越高，膜通量越大；
2、膜通量與濃水比例正相關，在一定工作壓力下，濃水比例越高，膜通量越大；
3、膜通量與進水溫度正相關，進水溫度升高或降低1度，膜通量增加或減少3%左右；
4、膜通量與原水TDS負相關，原水TDS越高，膜通量越小； 5、膜通量與凈水側的背壓負相關，背壓越高，膜通量越小；
6、膜通量與pH值正相關，pH值越高，膜通量越大，pH值越低，膜通量越小。
由於原水TDS、進水溫度的不同，同樣50G的RO機，凈水產量相差會非常大。特別是在高TDS的北方地方，在冬季，50G RO機的產水量可能不到每小時4升

Ⅷ 膜通量的計算公式

膜通量（J）的計算公式為：J= V/(T×A)。其中：J是膜通量（L/m2·h）；回答V是取樣體積（L）；T是取樣時間（h）；A是膜有效面積（m2）。

測量方法：

1、在一定的操作條件下，採用出水抽吸泵工作在一個級數上使膜工作一個時間段Δt（不小於30 min），觀測透膜壓力在Δt內的變化。

2、若透膜壓力保持恆定，調節出水抽吸泵的級數，使膜通量增加一個階量，重新觀測TMP在另一個Δt內的變化，如此繼續，直到TMP在Δt內隨時間不斷增長為止，記此時的膜通量為FN+1。

(8)半透膜的氣體通量擴展閱讀

膜通量的應用領域：

1、過濾水：中大超純水系統的前置過濾處理，飲料業用水前置過濾處理。

2、食品行業過濾：食用油、蔬菜油的過濾，糖漿、巧克力等各式漿液的過濾。

3、化學工業過濾：電鍍液葯液的過濾，油漆，塗料的過濾，機械用油，切削油，重油，高黏度樹脂的過濾，制葯的過濾等。

參考資料來源：網路-膜通量

Ⅸ 氣體通量計算公式

F為N2O的排放通量（mg m-2 h-1）；ρ為標准狀態下N2O氣體的密度（mg m-3）；A為靜態箱底面積，即採集土壤表面積（m2）；V為靜態箱內空間體積（m3）；

為單位時間取樣箱內N2O氣體濃度的變化量（h-1）；T0和P0分別為標准狀態下的空氣絕對溫度和氣壓；T為取樣時靜態箱內空氣的絕對溫度、P為大氣壓。

流量是指氣體流動過程中，單位時間內通過任一截面的氣體量。流量有兩種方式來表示，即體積流量和質量流量。前者指通過管路任一截面的氣體體積，後者為通過的氣體。