海水淡化—反渗透

推着水穿过膜

推压手柄,
看水往哪边走。

透明双室装置
自然渗透淡水侧 → 盐水侧
13.4 mL/s
盐水侧1.000 L35.0 g/L
选择透过膜
淡水侧1.000 L0.0 g/L
0.0 bar
平衡 29.7
0向右推,加压 →100 bar
施加压差 0.0<渗透压差 29.7
初始盐度 NaCl 等效
压差小于渗透压差,水的净流动朝向盐水侧。
微观观察窗

把膜放大,水还在动。

水盐离子粒子与比例为示意
选择透过膜
盐水侧淡水侧

水在两边持续交换;箭头表示净流动。

把这个原理,接到海水淡化装置里
预处理海水→高压泵→膜组件
→ 产水↘ 浓盐水

工程装置持续进水,并分别收集产水、排出浓盐水。本页双室装置用来观察水流转向;制水还需要预处理、能量回收和后处理。

海水淡化—反渗透

先抵住自然渗透,
再让水反向流动。

在这一对盐水和淡水中,水持续双向交换。没有足够外加压差时,净流动朝向盐水侧;压差等于渗透压差时,双向交换仍在进行,但净流量为零。继续给盐水侧加压,水的净流动转向淡水侧。

净水流量 ∝ 施加压差 − 渗透压差
J = A(ΔP − Δπ)

盐水流失水后浓度升高,所需平衡压力随之升高;吸收水后则相反。点击「调至平衡」会把压差准确设成当前渗透压差。更换初始盐度会重置两室水量,并保留手柄压力,便于比较转向条件。

这次实验怎样简化

25 ℃,以理想 NaCl 溶液近似:Δπ = 2RT(c盐水 − c淡水),物质的量浓度由 g/L 换算。35 g/L 只是 NaCl 等效盐度,不代表真实海水的全部组成。流量系数选作演示,未模拟浓差极化、温度变化或膜污染;水柱静压忽略,手柄给出跨膜总水压差。

本模型采用理想截盐,盐量固定、水量守恒。实际反渗透膜并非百分之百截盐;产水也不自动等同于可直接饮用的水。微观粒子的轨迹和大小为示意,膜以连续材料表示,不将其画成普通筛网。水量达到容器边界时,演示停止净转移。

从展厅到屏幕

对应深圳科学技术馆「海水淡化—反渗透」,F3 低碳社区,编号 M2-02/30。馆内以按压压杆与淡化流程展示加压分离,本页增加了透明双室、微观观察和瞬间对照。

展项信息依据本地资料库,未实时核验开放状态。键盘:Tab 选择操作;压力手柄使用方向键调节,Home / End 调至两端。