正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展-第2页-北极星水处理网

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膜制备方法决定膜性能和过滤效率。传统的相转化技术被广泛用于正渗透膜的生产中。新的膜制备方法主要向三个方向发展：

1）对膜表面加工、修饰，比如通过官能化膜表面或在聚合物中包被官能纳米粒子来剪裁膜表面以降低膜污染、改善水通量；

2）增加机械抗压性能，比如重设支撑结构以增加抗压性、加入静电纺纳米纤维增加机械性能；

3）采用先进的共挤出技术增加材料机械稳定性和能量密度。

大部分正渗透膜由功能不同的两层构成，即活性层（Activelayer,AL）—致密选择透过膜和支撑层（Supportlayer,SL）—多孔结构提供机械支撑，构成了不对称结构。这种不对称性造成二者在位置关系上存在两种可能：AL直接接触原水（Activelayer-feedsolution,AL-FS或FO-模式）和AL直接接触出水（Activelayer-drawsolution,AL-DS或PRO-模式）。

半透膜和支撑层的位置关系直接影响通量和膜污染趋势，因而显著影响正渗透性能。许多研究表明PRO-模式具有高水通量、相对较轻的内部浓差极化（Internalconcentrationpolarisation,ICP），然而这种模式膜污染较为严重。FO-模式和PRO-模式运行条件下，造成膜污染的主要污染物质有所不同：Jin等观察到PRO-模式下更多的藻酸盐污染；Zhao等则发现PRO模式下主要由于有机污染造成的膜通量显著下降，并且经过膜洗后FO-模式能恢复较高的膜通量。

2.1汲取溶液

汲取溶液是具有高渗透压的溶液体系，为正渗透提供渗透压，直接影响正渗透的运行效率。由于溶解度高并且易通过RO过程再浓缩，NaCl是应用广泛的汲取溶液之一。此外很多研究采用其他种类无机盐溶质、有机溶质、合成材料溶质和挥发性气体。对于汲取溶液的研究，都是为了寻找具有高溶解度、低分子质量，以产生高渗透压；能够用简单经济的方法分离或再生，成本低；与膜兼容性好，溶质反向渗透少；惰性、稳定、无毒、接近中性pH等特征的理想汲取溶液。

3正渗透技术在水处理中的应用

过去十几年间，正渗透技术研究取得了较大进展，在海水淡化、能源开发、食品工程，甚至生命科学领域中的药物蛋白浓缩、药物释放等方面应用广泛。在水处理方面的应用起步较晚，但发展迅速，是值得关注的水处理新技术之一。

3.1单独正渗透

正渗透技术很早就已被证明具有对某些工业废水、垃圾渗滤液、城市污水出色的处理能力，由于仅靠膜分离进行物理性分离，这种处理仅限于对污水的浓缩。虽然仅仅浓缩了体积，但对于垃圾渗滤液和某些工业废水也具有处理价值，极大方便了后续的处理和处置。

方舟等研究了FO膜对模拟生活污水的浓缩效果：FO膜对TOC、氨氮和总磷的截留率分别为97%、90%和83%；对离子的截留效果与离子种类有关，对阴离子和钙镁离子的截留效果较好；对模拟生活污水可浓缩10倍；错流流速在一定范围内影响膜水通量；FO膜污染潜势较轻，通过气水混合物理清洗和次氯酸钠化学清洗联用，能够实现超过96%的通量恢复。

单独正渗透工艺应用于水处理时需要相应的汲取溶液分离或再生装置。HTI公司巧妙地以可食用的糖类或饮料粉末作为汲取溶液，开发出了Hydration水提取包：将正渗透膜做成一个密封的包，内含可食用汲取液，当把这种膜包放入脏水时，水在渗透压作用下扩散进入膜包，被稀释的汲取溶液就是可饮用的溶液。

由于这一过程不需要外加能源，得到的水没有生物和外在有机物的污染，近年来广泛用于野外救生和军事应用。该原理可用于某些工业废水处理领域：当生产的工业溶液需要稀释出售时，可采用正渗透从生产废水中汲取纯水，是一种环境友好型清洁生产技术。

原标题：正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展

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