水處理知識科普：解析正滲透技術及應用
【www.trjxwd.com南京純水設備】大家對于反滲透是再熟悉不過了，是目前工業化應用較多的膜處理技術之一，此外還有微濾、超濾、納濾和電滲析等。由于反滲透在進行水處理時需要依靠高壓，且有高含鹽量廢水產生，近年來，一種濃度驅動的新型膜分離技術——正滲透技術受到關注，成為了膜分離領域的研究熱點之一。
何為正滲透？
正滲透又稱滲透，是指水或其它溶劑透過天然或人造的半透膜，由低溶質濃度側傳遞到高溶質濃度側的過程，是自然界中廣泛存在的一種物理現象。
正滲透是指水從較高水化學勢(或較低滲透壓)側區域通過選擇透過性膜流向較低水化學勢(或較高滲透壓)—側區域的過程。南京工業純水處理設備在具有選擇透過性膜的兩側分別放置兩種具有不同滲透壓的溶液，一種為具有較低滲透壓的原料液(Feedsolution)，另一種為具有較高滲透壓的驅動溶液(Drawsolution)，正滲透正是應用了膜兩側溶液的滲透壓差作為驅動力，才使得水能自發地從原料液一側透過選擇透過性膜到達驅動液—側。當對滲透壓高的一側溶液施加一個小于滲透壓差(aTr)的外加壓力(△P)時，水仍然會從原料液壓～側流向驅動液—側，這種過程叫做壓力阻尼滲透(Pressure-retardedosmosis，PRO)。壓力阻尼滲透的驅動力仍然是滲透壓，因此它也是一種正滲透過程。
早在1981年Lee等就概況總結了反滲透(RO)、正滲透(FO)和減壓滲透(PRO)過程的工作原理。
正滲透不同于壓力驅動膜分離過程，它不需要額外的水力壓力作為驅動力，而依靠汲取液與原料液的滲透壓差自發實現膜分離。這一過程的實現需要幾個必要條件：
（1）可允許水通過而截留其他溶質分子或離子的選擇性滲透膜及膜組件；
（2）提供驅動力的汲取液；
（3）對稀釋后的汲取液再濃縮途徑。
正滲透過程通過具有高滲透壓的汲取液，可以透過半滲透膜將水分子自發的由低滲透壓的原水側汲取出來，而且將原水中的其他溶質截留，然后再采用其他工藝將水從被稀釋的汲取液中分離出來，最終獲得純凈的水，汲取液可以循環利用。驅動水分子由低濃度側向高濃度側流動的動力是半滲透膜兩側的滲透壓差值，其理論值可以用滲透壓公式計算。
相關研究簡摘：
正滲透膜通常由活化層和支撐層組成。早期關于正滲透過程研究均采用反滲透復合膜，但發現膜通量普遍較低，主要原因是復合膜材料的多孔支撐層產生了內濃差極化現象，大大降低了滲透過程的效率。20世紀90年代，Osmotek公司（HTI公司前身）開發了一種支撐型高強度正滲透膜，是目前應用較好的正滲透膜。
汲取液是具有高滲透壓的溶液體系，由溶質和溶劑（一般是水）組成。文獻中報道過的驅動溶質主要有：鹽類如NaCl、MgCl2、Al2(SO4)3、NH4HCO3等，糖類如葡萄糖、果糖等，和氣體如SO2等。
目前關于FO的研究主要集中在幾個領域：高性能FO膜的制備和性能優化、傳質分析、膜表征、膜污染以及汲取液類型的選擇和新汲取液的開發。同時，汲取液回收和再生、FO膜與其他類型膜的組合工藝的開發和應用也逐漸成為研究熱點。
應用：
正滲透技術在水處理中的應用主要包括兩方面即海水、鹽水的淡化和污水處理。FO技術應用于海水及鹽水淡化的原理是：利用熱解性物質或其他易于回收的物質作為汲取液，通過海水和汲取液之間的滲透壓差提供驅動力產生純水，合肥工業純水處理設備稀釋后的汲取液通過加熱揮發、投加藥劑沉淀等方法實現淡水再生。
FO技術只需要滲透壓作為驅動力，膜污染較輕，因此在污水處理中具有很大的應用前景。將FO膜引入膜生物反應器(MBR)中，可以克服傳統的微濾、超濾MBR膜污染較嚴重的問題和需要經常清洗更換的缺點；利用RO對FO過程后被稀釋的汲取液進行回收，可以使汲取液得到循環再利用，同時產出高品質的再生水。
此外，其在食品加工、能源、醫藥等領域也有拓展應用。- 上一篇：南京純水解析淀粉廢水特點以及處理技術 2019/7/11
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