反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達到分離、提取、純化和濃縮的目的。
　　制備原理
　　反滲透水處理設備通常由原水預處理系統、反滲透純化系統、超純化后處理系統三部分組成。預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求，保證反滲透純化系統的穩定運行。反滲透膜系統是一次性去除原水中98%以上離子、有機物及100%微生物(理論上)經濟高效的純化方法。超純化后處理系統通過多種集成技術進一步去除反滲透純水中尚存的微量離子、有機物等雜質，以滿足不同用途的水質指標要求。
　　工作原理
　　反滲透是精密的膜法液體分離技術，在進水(濃溶液)側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高于自然滲透壓的操作壓力加于濃溶液側時水分子自然滲透的流動方向就會逆轉，進水(濃溶液)中的水分子部份通過反滲透膜成為稀溶液側的凈化產水;反滲透設備能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100的有機物，但允許水分子透過，反滲透復合膜脫鹽率一般大于98%，它們廣泛用于工業純水及電子超純水制備，飲用純凈水生產，鍋爐給水等過程，在離子交換前使用反滲透設備可大幅度降底操作用水和廢水的排放量。
　　預處理
　　反滲透水處理設備的預處理系統通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成。對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP濾芯可高效去除原水中5μm以上的機械顆粒雜質、鐵銹及大的膠狀物等污染物，保護后續過濾器，其特點是納污量大， 價格低廉。AC活性炭濾芯可高效吸附原水中余氯和部分有機物、膠體，保護聚酰胺反滲透復合膜免遭余氯氧化。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子，防止后續RO膜表面結垢堵塞，提高水的回收率。
　　反滲透
　　反滲透(Reverse Osmosis，簡稱RO)是以壓力差為推動力的一種高新膜分離技術，具有一次分離度高、無相變、簡單高效的特點。反滲透膜“孔徑”已小至納米(1nm=10-9m)，在掃描電鏡下無法看到表面任何“過濾”小孔。在高于原水滲透壓的操作壓力下，水分子可反滲透通過RO半透膜，產出純水，而原水中的大量無機離子、有機物、膠體、微生物、熱原等被RO膜截留。
　　通常當原水電導率<200μS/cm時，一級RO純水電導率≤5μs/cm，符合實驗室三級用水標準。對于原水電導率高的地區，為節省后續混床離子交換樹脂更換成本，提高純水水質，客戶可考慮選擇二級反滲透純化系統，二級RO純水電導率約1~5μS/cm，與原水水質有關。反滲透的原理作用：把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置于一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態，此種壓力差即為滲透壓滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。
　　反滲透一般自來水或地下水經一級反滲透水處理設備處理后，產水電導率<10μS/cm，經二級反滲透水處理設備后產水電導率 <5μS/cm甚至更低，在反滲透水處理設備系統后輔以離子交換設備或EDI設備可以制備超純水，使電阻率達到18兆歐姆(電導率=1/電阻率)是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。
　　超純化后
　　混床離子交換純化柱
　　混床離子交換純化柱由陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂按比例混合而成。陽離子交換樹脂用其H+交換去除水中的陽離子，陰離子交換樹脂用其OH-交換去除水中的陰離子，在混床樹脂中被交換出來的H+和OH-結合生成H2O，因此混床離子交換純化柱可用來深度去除RO純水中尚存的微量離子。小型實驗室超純水器中的混床離子交換純化柱通常為一次性使用。混床離子交換純化柱采用原裝進口核級混床樹脂，其產水電阻率可18.2MΩ.cm。
　　EDI裝置
　　連續電去離子EDI(Electrodeionization的縮寫)，是利用混床離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下分別透過陰陽離子交換膜而被連續去除的過程。這一新技術可以代替傳統的離子交換(DI)，產出10MΩ.cm以上的超純水。EDI深度除鹽的優點是可長期穩定運行，無需用酸堿再生陰陽樹脂，十分適合造水量100L/h以上的超純水中央制備系統，水質穩定，并將大大降低運行成本，TOC也將更低更穩定。EDI裝置通常的產水電阻率約15~18MΩ.cm。
　　除熱原超濾膜
　　超濾除熱原已廣泛用于現代制藥行業。超濾(Ultrafiltration，縮寫"UF")膜的孔徑介于反滲透和微濾之間(約0.01~0.1μm)，通常用很小的截留分子量來表示。除熱原超濾膜采用截留分子量為5000道爾頓的聚砜膜，可徹底去除水中熱原(其小分子量通常大于7000)及各類微生物。
　　紫外線殺菌燈
　　紫外線殺菌燈采用254nm波長的紫外線照射殺菌，可有效破壞微生物的DNA分子，使之形成TT兩聚體而無法繁殖，是空氣、水安全有效的常用滅菌方法。TOC紫外消解器采用可同時產生185nm/254nm雙波長的紫外線燈管，其中185nm紫外線在空氣中可產生臭氧而殺菌除味，在水中會產生氫氧自由基，可將純水中微量有機物迅速氧化為CO2，達到去除TOC的目的。
　　終端過濾器
　　孔徑0.22um的終端過濾器可徹底濾除細菌、真菌及孢子、樹脂碎片及一切微米級污染物。終端過濾器形式有中空纖維式、PP桶過濾器、囊式過濾器、針頭式濾器等，膜材質有聚丙烯、尼龍、聚偏氟乙烯等。
　　實驗室
　　HPLC、TOC分析、原子吸收光譜、離子色譜分析、質量光譜分析、微量金屬測定、鑒定用溶量配制、微生物學分析、組織培養、樣品稀釋、鑒定用玻璃器皿洗滌、及TCEP和TCEI系列適用范圍、DNA測序、PCR和電泳、試管培養抗體制取等。普通的定性分析、尿分析、組織檢查、寄生蟲檢查、玻璃器具清洗：檢查室的分析，微生物檢查;各自動化設備的分析用水、沖洗用水、理化性分析，高精度儀器清洗;血液、血清檢查，質譜分析、原子吸收等用水;AA、ICP細胞培養，氣相色譜分析，組織培養基的配制等用水;低波長的HPLC、TOC、IC、GC/MS、IVF中的細胞培養，氨基酸分析，分子生物學實驗，PCR、基因研究及細胞培養等用水。
　　基本原理
　　當純水與鹽水兩種不同溶液被一半透膜間時，濃度較低的純水會往鹽水方面滲透，平衡狀態所產生的液位差稱為滲透壓。如果在鹽水面施加足夠大的壓力(即大于滲透壓)，此時水的流動方向相反，該現象稱之為反滲透。(Reverse Osmosis)。
　　技術簡介
　　RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉化為民用，已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米)，在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。RO膜過濾后的純水電導率 5 s/cm, 符合國家實驗室三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾，出水電阻率可以達到18.2M .cm，超過國家實驗室一級用水標準(GB682-92)。
　　注意事項
　　使用反滲透系統時，尤其應注意原水預處理。為了避免堵塞反滲透系統，原水應經預處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度;此外，還應進行殺菌以防微生物的孽生長大。由于反滲透對原水中的懸浮物的要求很高，所以常用一種水質對受懸浮物污染情況的污染指數來對水質進行檢測。此法實質上是測定反滲透系統受水中懸浮物的污堵的情況。進入反滲透系統水的污染指數以不大于5為宜，建議值一般小于3。預處理時還應該考慮到進水的pH值。各種半透膜都有其適宜的運行pH值，故需按反滲透膜的要求，調節進水的pH值。預處理時還應該考慮到進水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的，但溫度過高會加快醋酸纖維素膜的水解速度，且使有機膜變軟，易于壓實。所以，對于有機膜來說，通常將溫度控制在約20-40℃范圍內為宜，復合膜溫度控制在約5-45℃范圍內為宜。反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的，具體特點如下：
　　1、在常溫不發生相變的條件下，可以對溶質和水進行分離，適用于對熱敏感物質的分離、濃縮，并且與有相變化的分離方法相比，能耗較低。
　　2、反滲透膜分離技術雜質去除范圍廣。
　　3、較高的脫鹽率和水回用率，可截留粒徑幾個納米以上的溶質。
　　4、利用低壓作為膜分離動力，因此分離裝置簡單，操作、維護和自控簡便，現場安全衛生。
　　應用領域
　　與其他傳統分離工程相比，反滲透分離過程有其獨特的優勢：(1)壓力是反滲透分離過程的主動力，不經過能量密集交換的相變，能耗低;(2)反滲透不需要大量的沉淀劑和吸附劑，運行成本低;(3)反滲透分離工程設計和操作簡單，建設周期短;(4)反滲透凈化效率高，環境友好。因此，反滲透技術在生活和工業水處理中已有廣泛應用，如海水和苦咸水淡化、醫用和工業用水的生產、純水和超純水的制備、工業廢水處理、食品加工濃縮、氣體分離等。
　　海水和苦咸水淡化
　　20世紀60年代以來，反滲透脫鹽已成為一種獲取飲用水的重要途徑，是解決淡水資源緊缺的一種有效方法。目前，反滲透脫鹽技術主要應用在兩個方面：海水淡化和苦咸水脫鹽。
　　全世界海水淡化裝置中約有30%是利用反滲透技術實現的，通過反滲透膜可除去海水中99%以上的鹽離子， [2]  得到可飲用的淡水。以色列的反滲透海水淡化技術比較領先，2005年阿什克倫建造了當時世界上反滲透海水淡化裝置，產水量為3.3×105m3·d-1，占到以色列全部水需求量的15%，產水成本約為0.53美元·m-3。我國反滲透海水淡化站位于大連市長海縣。
　　苦咸水在我國北方地區分布較為廣泛，含鹽離子較多，可通過反滲透技術進行除鹽淡化處理，達到飲用水標準。馬蓮河流域示范工程利用馬蓮河上游環江苦咸水資源，采用反滲透膜技術，建立1000m3·d-1苦咸水淡化工程，出水水質達到國家生活飲用水衛生標準，有效解決了環縣城區5萬居民飲水問題。何緒文、姚永毅、孫魏等均對苦咸水進行過反滲透處理的實驗研究，系統脫鹽率>95%，出水水質優于國家飲用水標準。
　　海水和苦咸水淡化是反滲透技術的傳統應用領域，目前存在的問題仍然是操作壓力偏高，能耗較大，另外海水中的Cl-對反滲透膜也有較大的污染，阻礙了反滲透技術在該領域的進一步推廣。目前，低壓、低能耗、抗污染、抗氧化的反滲透膜正在積極的研發之中，以便從根本上解決現在存在的問題。
　　純水和超純水的制備
　　反滲透+混床水處理技術改進了原來的全離子交換制水工藝，運行期間，產水增加，水質改善，大幅度降低了制水成本。此外，許多科研人員均對反滲透+電去離子法制取純水進行了實驗研究，達到了預期結果，證實了反滲透+電去離子法制取高純水的可行性。通過控制反滲透的級數可制取不同純度脫鹽水。隨著反滲透級數的增加，脫鹽水的純度提高，但是出水量減少，水利用率降低，因此，反滲透裝置連用一般不會超過二級，通常將反滲透與電去離子技術聯用，不僅克服了反滲透出水不能徹底除鹽的不足，還可以提高電去離子裝置的進水水質，防止電去離子設備損壞，提高整體凈水效果。
　　工業廢水處理
　　工業廢水處理是除脫鹽和純水的制備領域外，反滲透技術是應用多的一個領域。工業廢水處理具有降低生產成本，保護環境，實現廢水資源化等多重意義。由于反滲透膜對進水要求較高，運用反滲透技術對廢水進行深度處理時，往往還要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH調節等預處理工藝。
　　重金屬廢水處理
　　反滲透技術在重金屬廢水處理中應用較早，國內外均對此進行了大量的研究。早在20世紀70年代，反滲透技術已經在電鍍廢水處理中有所應用，主要是大規模用于鍍鎳、鉻、鋅漂洗水和混合重金屬廢水的處理。
　　膜分離技術濃縮電鍍鎳漂洗水，鎳離子的截留率大于99%，經一級納濾和兩級反滲透濃縮后，濃縮液中鎳離子濃度達到50g·L-1，透過液可經處理后再次回用。張連凱對印制電路板加工酸洗車間產生的重金屬廢水調節pH至中性后采用超濾+反滲透工藝進行中試，反滲透系統對Cu2+和溶解性總固體的去除率分別為99.9%和98.9%。
　　印染廢水處理
　　印染紡織廢水不僅色度高、水量大，而且成分十分復雜，廢水中含有染料、漿料、油劑、助劑、酸堿、纖維雜質以及無機鹽等，染料結構中還含有很多較大生物毒性的物質，如硝基和胺類化合物以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素，如不經處理直接排放，必將對環境造成嚴重污染。
　　超濾+反滲透雙膜技術處理印染廢水，超濾能夠有效地去除廢水中大分子有機物，降低濁度，使進水水質達到反滲透膜的要求，經反滲透處理后，有機物和鹽的去除率可分別達99%和93% 以上，產水化學需氧量小于10mg·L-1，電導率小于80μS·cm-1，產水滿足大部分印染工藝用水標準。鐘璟采用中空纖維超濾膜和反滲透技術處理羊毛印染廢水，操作壓力為0.1MPa，流速為1500L·h-1的條件下，色度、含鹽量等指標均有顯著的降低，COD值、色度達標排放。
　　電廠循環廢水處理
　　電廠循環冷卻水系統對水的消耗量很大，占到純火力發電廠用水的80%，熱電廠用水的50%以上，對循環排放水進行回收處理，產水作為循環補充水或鍋爐補給水系統的水源，不僅防止了對環境造成污染，還可以有效節約水資源，降低生產成本。
　　超濾+反滲透技術聯合操作對電廠循環排污水進行處理，投運以來，反滲透系統運行良好，產水量68m3·h-1，電導率小于35μS·cm-1，脫鹽率高于97%。雙膜法水處理工藝，經過超濾+二級反滲透+混床處理后的精脫鹽水可供電廠鍋爐及干熄焦使用，日產精脫鹽水15000t。超濾—反滲透組合工藝處理循環冷卻排污水做了現場試驗，反滲透系統各段運行壓力平穩，產水滿足回用的要求。陳穎敏采用連續微濾 + 反滲透技術對循環排污水進行預除鹽，反滲透系統脫鹽率達98%以上。
　　化工廢水處理
　　采用離子交換法生產K2CO3的生產過程中，會產生大量的NH4Cl廢水，為了節約用水和徹底解決NH4Cl廢水排放問題，張繼臻采用選擇離子交換、反滲透膜分離和低溫多效閃蒸相結合的方法，將低濃度NH4Cl廢水進一步濃縮回收，使廢水由達標排放轉變為全部回收利用，達到零排放。
　　石油化工廢水成分復雜，除含有油、硫、苯、酚、氰、環烷酸等有機物以外，還含有金屬鹽、反應殘渣等，污染物濃度高且難降解，水量及酸堿度波動較大，傳統的水處理工藝很難達到資源回收再利用的目的。
　　反滲透一般作為工業廢水終端處理，對水中的無機鹽、有機物、重金屬離子等都有很高的截留率，出水水質優良，可回用作冷卻水或工藝用水循環利用，不僅節約了新鮮水的使用量，節約生產成本，還減少了污水的排放量，對環境保護和可持續發展都有著重要意義，對缺水地區具有巨大的經濟效益。
　　系統優點
　　反滲透(RO)技術是一種高效節能技術。它依靠壓力推動將水和離子分離，從而達到純化和濃縮的目的。該過程無相變，一般不需加熱，能耗低，具有運行成本低，無污染，操作方便運行可靠，產水水質高等諸多優點，成為海水和苦咸水淡化節能的技術。已廣泛應用于醫藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業。反滲透技術已成為現代工業中理想的水處理技術。反滲透(RO)技術成為膜分離技術的一個重要組成部分。
　　( 1 )可以從海水或苦咸水中提取淡水;
　　( 2 )容易去除有機物、細菌和膠體及溶于水中的其它雜質，獲得高純度的水;
　　( 3 )由于反滲透過程是一個物理過程，沒有相變，因而節能;
　　( 4 )操作簡單，易實現自動化，節省勞力;
　　( 5 )結構緊湊，占地小，從而降低費用;
　　( 6 )作為一種濃縮方法，能回收溶解在溶液中有價值的成份。
　　清洗保養
　　反滲透設備的清洗有兩種方式，在線清洗和離線清洗。
　　一、在線清洗
　　在線清洗是指對反滲透裝置整體進行清洗，膜元件不用拿出壓力容器，通常在較大系統中設計使用。此清洗方式操作簡單方便，時間短，但容易造成清洗不徹底，效果不理想。當反滲透裝置污染較輕時可采用此方法。
　　二、離線清洗
　　離線清洗是指將膜元件從反滲透壓力容器中卸下，裝入專用清洗設備中進行清洗，通常一次清洗數量不超過6支。此清洗方式操作簡單方便，清洗徹底、效果佳。但膜元件較多時，清洗時間較長。當反滲透污染較嚴重或在線清洗效果差時可采用此方法。
　　三 、EDI 清洗
　　隨著工作時間的累積，需要對EDI模塊進行清洗及消毒，這是因為：
　　1. 硬度或金屬結垢，主要產生在濃水室內
　　2.在離子交換樹脂或膜形成無機物污垢(例如，硅)
　　3.在離子交換樹脂或膜形成有機物污垢
　　4.EDI模塊和系統管道及其它部件的生物污垢
　　5.以上所有情況一起出現
　　反滲透具有低能耗、高效率等突出優點，是目前應用廣泛的分離技術之一。反滲透膜的性能是影響反滲透過程效率的決定因素，反滲透膜的研制一直是國內外膜領域的研究熱點。特別是近年來，石墨烯、碳納米管等新型材料展現出優異的水傳遞行為，成為新型反滲透膜材料的研究熱點。
　　反滲透膜主要通過膜的脫鹽率、水通量和耐氯抗污染性能等指標進行考量。脫鹽率是決定反滲透膜應用可行性的關鍵指標; 提高膜的水通量則能夠降低壓力能耗、操作成本和膜清洗成本; 提高膜的耐氯及抗污染性能可以提升膜的穩定性能，延長膜的使用壽命，降低處理及清洗成本。聚酰胺 滲透膜通過氨基基團(R-NH2) 和酰氯基團( R’ —COCl) 縮聚脫除 HCl 制備。單體側鏈基團的多樣性和理論上的可修飾性為膜的結構和性能調變提供了空間。近年來，圍繞提高反滲透膜的脫鹽率和水通量、改善耐污染性能，通過應用多種聚合反應單體、改進成膜后處理方法，對聚酰胺反滲透膜進行了大量相關研究。
　　在反滲透膜基礎研究層面，如何通過材料特性的設計與調控，突破反滲透膜脫鹽率與水通量的相互制約關系仍需深入探討，主要包括： 1) 成膜反應單體性質與膜結構和膜性能的關系，新型反應單體的設計與合成。2) 混合基質膜中添加的一維及二維材料的取向排布方法，建立有效水通道。3) 解決有機/無機納米粒子在界面聚合反應中的分散性問 題，使得粒子的加入對膜分離性能和通量起到提高作用。4) 無機材料性質及復合有機/無機納米粒子對反滲透復合膜結構、分離性能的影響機制及膜傳遞機理的規律性、機理性認識。5) 各種新型反滲透膜的構效關系，長期應用條件下的膜性能的演變規律的研究也有待開展。
　　反滲透膜在水處理和海水苦咸水淡化方面發揮了重要作用，隨著我國嚴格“水十條”的實施，可以預見反滲透水處理技術和新型反滲透膜研制將迎來新的發展機遇。在商品化反滲透膜方面，我國與國外產品性能差距較大。可能的原因是缺乏對規模化連續生產條件下成膜反應-膜結構-膜效能關系的充分認識。開展成膜反應機制與膜性能調控研究、連續化成膜條件控制與膜結構關系、膜產品應用性能評價等將是規模化反滲透膜研究的方向。