Reverse osmosis process

When a solution and a solvent come into contact with each other across a semipermeable membrane that allows the solvent to pass through but not the solute, the solvent generally moves through the membrane into the solution. This is called osmosis, and the pressure difference that occurs between the two liquids at this time is called osmotic pressure. When pressure greater than the osmotic pressure is applied to the solution side, the solvent moves from the solution side, in the opposite manner to osmosis, leaving behind a concentrated solution. This is reverse osmosis, and the separation and concentration technique that utilizes this phenomenon is called reverse osmosis.

This process is performed simply by applying mechanical pressure, and requires less energy than other separation methods that involve phase changes and therefore the transfer of heat. Since its application to seawater desalination, it has been developed as a separation technology for wastewater treatment and various chemical processes.

Representative semipermeable membranes are made from acetyl cellulose and aromatic polyamide. The shape and structure of the membrane are carefully designed to maintain the largest possible membrane area and strength within a given volume. The main types currently in use are flat membrane, tubular, spiral, and hollow fiber types. The last three are used in large-scale practical plants.

[Otake Denyu]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

溶媒は通すが、溶質は通さない半透膜を隔てて溶液と溶媒を接すると、一般に溶媒は膜を通して溶液側に移動する。これが浸透であり、このとき両液間に生ずる圧力差が浸透圧である。溶液側に浸透圧以上の圧力をかけると、浸透とは逆に溶液側から溶媒が移動し、あとに濃厚溶液が残る。これが逆浸透であって、この現象を利用した分離、濃縮技術を逆浸透法とよんでいる。

　この操作は単に機械的圧力を加えるのみでおこり、相の変化、したがって熱の出入りを伴う他の分離法に比べて所要エネルギーが少ない。海水の淡水化に適用されて以来、廃水の処理や種々の化学プロセスの分離技術として開発が進められている。

　半透膜としては、アセチルセルロースと芳香族系ポリアミドを用いたものが代表的である。一定の容積中にできるだけ大きな膜面積と強度を保つよう、膜の形状や構造にくふうがこらされている。現状のおもな型式は、平膜型、管状型、スパイラル型、中空繊維型である。大型実用プラントには、あとの三者が用いられている。

［大竹伝雄］

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