正渗透技术处理水和废水
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术正渗透技术是一种用于水处理的高效技术，它能够去除水中的有机物、无机盐和微生物等有害物质，从而得到高纯度的水。
正渗透技术已经在工业生产、饮用水处理、海水淡化等领域得到了广泛的应用。
本文将从正渗透技术的原理、应用和发展趋势等方面进行探讨。
正渗透技术是一种通过半透膜对水进行过滤的技术。
正渗透膜是一种特殊的薄膜，能够让水分子通过，但是能够阻止大部分溶质（比如盐、有机物等）通过。
当水在一侧施加一定的压力时，水分子能够通过半透膜，而溶质则被阻止在另一侧，从而实现了对水的净化。
正渗透技术相比传统的过滤技术，具有更高的效率和更低的能耗，因此得到了广泛的应用。
正渗透技术在水处理领域有着广泛的应用。
它被广泛用于工业生产中的水处理。
在许多工业过程中，需要用到高纯度的水，而正渗透技术能够提供这样的水源。
正渗透技术也被广泛应用于饮用水处理。
在一些地区，地下水或者自来水中含有大量的盐分或者有机物，通过正渗透技术可以将这些有害物质去除，得到可以直接饮用的水。
正渗透技术还被用于海水淡化。
由于海水中含有大量的盐分，直接饮用是不可取的，而正渗透技术能够将海水中的盐分去除，得到淡水，从而解决了一些地区的淡水资源短缺问题。
随着科学技术的不断进步，正渗透技术也在不断发展。
一方面，正渗透膜的材料和技术不断得到改进，使得正渗透技术能够处理更加复杂的水质，提高了净化水的效率和纯度。
正渗透技术与其他技术的结合也越来越多，比如与超滤、电渗析等技术结合，能够更好地解决一些特殊水质的处理问题。
未来，正渗透技术还有望在污水处理、废水回收等领域发挥更大的作用。
《2024年正渗透膜技术及其应用》范文
《正渗透膜技术及其应用》篇一一、引言正渗透膜技术是一种新型的膜分离技术，其核心在于利用高渗透性的膜材料，通过自然渗透过程实现物质和能量的传递。
这种技术具有低能耗、高效率、环保等优点，因此在海水淡化、污水处理、食品加工等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍正渗透膜技术的原理、特点及其在各领域的应用。
二、正渗透膜技术原理正渗透膜技术基于自然渗透原理，利用高渗透性的膜材料，将待处理的溶液与另一侧的高浓度溶液（通常为高浓度盐溶液）进行隔离。
由于高浓度溶液的渗透压高于待处理溶液，导致水分从待处理溶液侧向高浓度溶液侧自发扩散，从而形成物质和能量的传递过程。
在正渗透过程中，水分子和其他小分子溶质在浓度梯度的驱动下穿过半透膜，而大分子和不可逆溶质则被截留在另一侧。
三、正渗透膜技术的特点正渗透膜技术具有以下特点：1. 自然驱动：正渗透过程主要依赖自然渗透压，无需额外提供能量。
2. 高效节能：正渗透过程具有较高的物质和能量传递效率，相比传统分离技术，具有较低的能耗。
3. 环保：正渗透过程无需添加化学试剂或进行高温高压处理，对环境友好。
4. 适用范围广：正渗透膜技术可应用于海水淡化、污水处理、食品加工等多个领域。
四、正渗透膜技术的应用1. 海水淡化：正渗透膜技术可用于海水淡化领域，通过将高浓度盐溶液与海水隔离，利用自然渗透过程实现海水中的水分与盐分的分离。
该技术具有低能耗、高效率等优点，是海水淡化领域的一种有潜力的技术。
2. 污水处理：正渗透膜技术可用于污水处理领域，通过将待处理的污水与高浓度盐溶液隔离，利用自然渗透过程实现污水的净化。
该技术可有效去除污水中的有害物质和重金属离子，提高水质。
3. 食品加工：正渗透膜技术也可用于食品加工领域，如果汁浓缩、乳品分离等。
通过利用正渗透过程实现物质的分离和浓缩，可提高食品加工的效率和产品质量。
五、结论正渗透膜技术作为一种新型的膜分离技术，具有低能耗、高效率、环保等优点，在海水淡化、污水处理、食品加工等领域具有广泛的应用前景。
正渗透膜的应用原理
正渗透膜的应用原理1. 什么是正渗透膜正渗透膜（forward osmosis membrane）是一种半透膜，具有较高的通透性和选择性，可应用于各种领域，如海水淡化、废水处理、食品加工等。
正渗透膜工作原理基于溶质浓度差异的驱动力，通过渗透过程将溶质从低浓度的溶液自然地通过膜透过至高浓度的溶液。
2. 正渗透膜的主要应用领域正渗透膜的应用范围广泛，以下列举几个主要的应用领域：•海水淡化：正渗透膜可以有效地将海水中的盐分和杂质过滤掉，获得高纯度的淡水。
这对于水资源短缺的地区和海洋岛屿来说，是一种可行的海水淡化技术。
•废水处理：正渗透膜可以在废水处理过程中去除水中的溶质和微粒，将无污染的水分离出来，达到净化水质的目的。
这种技术广泛应用于工业废水处理和城市污水处理等领域。
•食品加工：正渗透膜在食品加工中起到浓缩和分离的作用，例如浓缩果汁、乳制品和饮料等。
由于正渗透膜的高通透性和选择性，可以有效地去除水分和溶质，保留食品中有用的成分。
3. 正渗透膜的工作原理正渗透膜的工作原理基于渗透过程和扩散过程。
在正渗透过程中，溶质从低浓度的溶液通过膜自然地透过到高浓度的溶液中。
这是因为高浓度溶液侧的渗透压较大，驱使溶质通过膜从低浓度溶液侧向高浓度溶液侧移动。
正渗透膜相比于传统的逆渗透膜有着更高的渗透通量和更低的操作压力。
这是因为正渗透膜利用了自然的浓度差异驱动力，不需要额外的能量供应。
4. 正渗透膜的优势和局限性正渗透膜具有以下优势：•较高的通透性和选择性：正渗透膜具有较大的通透通量和较好的溶质分离效果。
•低操作压力：相对于逆渗透膜，正渗透膜所需的操作压力较低，减少能源消耗。
•多功能应用：通过适当的调节工艺条件和膜材料的选择，正渗透膜可以应用于不同的领域，满足各种需求。
然而，正渗透膜也存在一些局限性：•溶液浓度限制：正渗透膜对溶质和溶液的最大浓度有限制，超过一定浓度时会影响膜的通透性。
•膜表面污染：正渗透膜容易受到溶液中的污染物质和杂质的附着，容易导致膜的阻塞和通透性下降。
试析正渗透技术在水和废水处理中的应用
试析正渗透技术在水和废水处理中的应用摘要：正渗透技术是渗透压进行驱动的膜技术，与过去传统机械压力驱动膜技术相比具有较多优点，例如出水水质良好、能耗较低、设备应用便捷性较高、污染低等基本特点。
近些年我国在水与废水处理中开始对正渗透技术的应用进行探析，从实际应用中可以看出目前正渗透技术仍旧存在相应问题，使得技术全面推广受限。
本文以下主要对正渗透技术在水与废水处理中的应用进行探析，为技术的发展提供相应建议。
关键词：正渗透技术；水和废水处理；应用随着社会各个领域的全面发展，针对水和能源可持续发展问题开始更加关注，净水生产是能量密度较高的过程，如何在低耗能前提下满足基本用水需求是社会发展新时期需要解决的重点问题。
膜分离技术因出水水质较高，设备操作便捷等诸多优势当前在水处理领域中受到广泛关注，在现阶段水处理领域中常用的膜分离技术主要有超滤、微滤、反渗透和纳滤等。
正渗透技术是一种渗透压驱动的新型膜技术，在水与废水处理中应用价值较高。
一、正渗透技术基本原理概述（图1 正渗透与反渗透原理示意图）在正渗透技术应用过程中，水通过半透膜从原料液侧渗透到浓度较高的DS侧，或是离子不能全面通过半透膜。
从而使得水和溶质之间产生分离。
在实际应用中，水会不断进行渗透，逐步进入到DS侧，实际浓度值会不断被稀释，渗透压也会逐步降低，此时FS侧浓度值会不断提升，渗透压会逐步增加。
等到膜两侧位置渗透压差和液面位差相等时，渗透过程结束。
实际上，正渗透不需要添加相应外部压力，通过膜两侧渗透压差能够对此过程基本驱动力进行分析，正渗透基本原理如图一所示[1]。
二、正渗透技术应用中存在的问题分析正渗透技术与传统膜技术相比，在应用性能等诸多方面存在一定优势，但是也存在较多问题，此类问题对正渗透技术全面推广造成的一定限制性，所以需要重点对此类问题进行解决。
正渗透技术应用中浓差极化是主要问题，浓差极化分为内部和外部浓差极化，又能分为浓缩型与稀释型。
内外浓差极化产生的主要区别在于正渗透技术的支撑层内部与外膜部差。
污水进入正渗透膜工作原理
污水进入正渗透膜工作原理
正渗透膜是一种可以将污水中的杂质和溶解物分离出来的膜技术。
其工作原理基于溶液的浓度差异和膜的选择性通透性。
在正渗透膜中，膜材料通常是半透性的，即只允许某些特定的溶质通过而阻止其他溶质的通过。
而污水中含有各种溶解的有机物、无机盐和杂质，这些溶质的浓度较高。
当污水和正渗透膜接触时，由于膜的选择性通透性，溶液中低浓度的溶质会通过膜而进入膜的另一侧，而高浓度的溶质则被阻止在膜的一侧。
这样，污水中的杂质和溶解物就能被隔离出来。
同时，通过正渗透膜的分离作用，可以将溶液的浓度调整为相对较低的纯水，即透过膜的水分子。
这样，我们可以达到净化和去除污水中有害物质的目的。
需要注意的是，正渗透膜的工作原理通常是通过外加压力来实现的。
由于污水中的溶质浓度较高，需要施加足够的压力才能推动水分子通过膜，使其与溶质分离。
总结起来，正渗透膜的工作原理是基于溶液浓度差异和膜的选择性通透性，利用外加压力将低浓度的溶质分离出来，从而实现对污水的净化和去除有害物质的目的。
正渗透膜分离技术及应用研究进展
正渗透膜分离技术及应用研究进展
正渗透膜分离技术（Reverse Osmosis，RO）是一种利用压力差驱动溶质逆向渗透的分离技术。
该技术可以通过压力使溶液中的溶质逆向渗透通过半透膜而从溶液中分离出来。
正渗透膜由多层聚酯薄膜和纳米孔膜组成，孔径范围通常在纳米级别，能够有效阻隔
大部分分子和离子，从而实现溶质的分离。
与传统的膜分离技术相比，正渗透膜具有较高
的截留率和通量，能够广泛应用于水处理、海水淡化、化工、食品饮料等领域。
近年来，正渗透膜分离技术在水处理领域得到了广泛应用。
由于其高效、能源消耗低
的特点，正渗透膜广泛应用于城市供水、工业废水处理和海水淡化等领域。
通过正渗透膜
分离技术处理的水具有高纯度、低残留盐分等优点，可以满足不同领域的需求。
正渗透膜分离技术还在化工、食品饮料等领域得到了应用。
在制药工业中，正渗透膜
可以用于分离和提纯药物原料、制备高纯度药物等；在食品饮料领域，正渗透膜可以用于
果汁浓缩、乳品分离等过程中。
近年来，正渗透膜分离技术在性能和应用方面也取得了一些研究进展。
一方面，研究
人员通过改变膜材料、孔径和结构等方面的设计优化，提高了正渗透膜的分离效率和通量。
研究人员还探索了正渗透膜与其他分离技术的结合应用，如正渗透膜与电渗析、气体吸收
等技术的结合应用，进一步拓宽了正渗透膜在分离领域的应用范围。
正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展
正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展摘要：正渗透是指水在渗透压的作用下通过半透膜从高水化学势区域（或较低渗透压）自发地向低水化学势区域（或较高渗透压）传递的过程。
与压力驱动的膜分离水处理技术（比如超滤、纳滤、反渗透等）相比，正渗透具有低压、低能耗和较低的膜污染等优点。
文章介绍了正渗透的技术原理，综述了其在水处理领域的研究和应用进展，分析了目前存在的问题并展望了应用前景。
膜分离技术近年来发展迅猛，在净水处理、污水处理与回用以及工业水处理领域应用广泛。
其中反渗透（Reverse osmosis, RO）膜的膜孔径小，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，具有水质好、无污染、工艺简单等优点。
然而RO存在能耗较高、水回收率低、浓水排放、浓差极化和膜污染严重等问题，限制了该技术的广泛应用。
“正渗透（Forward osmosis, FO）是一种常见的物理现象，是指水通过半透膜从高水化学势区域（或较低渗透压）自发地向低水化学势区域（或较高渗透压）传递的过程。
人类很早就用该技术服务于日常生活，例如用浓盐水干燥和保存食物。
近年来研究发现正渗透技术在水处理领域具有无可比拟的优势，与外界压力驱动的RO过程相比，FO过程无需外加压力，仅依靠渗透压驱动，因此FO能耗小，膜污染相对较轻因而不需要频繁清洗。
另外FO在脱盐过程中回收率高，浓缩盐水可通过结晶分离，没有浓盐水排放，是环境友好型技术。
目前国内关于FO应用于水处理的研究较少，本文简要介绍了FO 技术的基本原理和研究进展，对国内外将FO技术应用于水处理领域的研究进展进行了详述，对存在的问题进行了分析、对应用前景进行了展望，以期将这一新型水处理技术介绍给国内水处理领域的研究人员，推动国内对于该技术的重视和研究。
1 正渗透基本原理如图1所示正渗透、反渗透和减压渗透的原理。
水和盐水两种不同渗透压的溶液分别放置在被半透膜隔开的容器两侧，在没有外界压力时，水会通过半透膜自发地从纯水侧扩散至盐水侧，使盐水侧液位升高，直到膜两侧的液位压力差与膜两侧的渗透压差相等时停止，这就是正渗透过程；当外加压力大于渗透压差（Δp＞Δπ）时，水会从盐水一侧扩散至纯水一侧，这个过程称之为反渗透；对盐水侧溶液施加一个外加压力（ΔP），当外加压力小于渗透压差（ΔP＜Δπ）时，水仍然会从纯水一侧扩散至盐水溶液一侧，这个过程称之为减压渗透（Pressure-retarded osmosis, PRO）。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术正渗透技术是一种基于渗透作用的分离技术，其工作原理是通过一定的膜过滤机制将水中的溶质分离出来。
正渗透技术在现代水处理、饮用水生产、海水淡化以及废水处理等方面有着广泛的应用。
正渗透技术可分为两种，一种是反渗透技术（RO），另一种是纳滤技术（NF）。
纳滤技术与反渗透技术的区别在于，纳滤技术能够过滤掉某些被反渗透技术所过滤不掉的低分子量物质，但是并没有反渗透技术过滤后的水那么纯。
反渗透技术是一种利用半透性膜来过滤含固体颗粒、溶质、细菌、病毒等物质的技术。
反渗透膜是一种有选择性的膜，其孔径大小为0.0001微米，可以将水分子、离子、小分子溶质等无机物质和大分子物质如有机物质，细菌、病毒、胶体等过滤掉。
反渗透技术的过程是：将水通过预处理后上半部分的工作膜，即反渗透膜时，由于该膜孔径较小，只能让水分子通过，无机物质、微生物及有机物质恰恰被拦截在膜的上游，从而使得下游的水质得到进一步提升。
纳滤技术是一种介于超滤和反渗透之间的型式过滤技术。
其内部器械不同于超滤技术、反渗透技术，并有所差异。
该技术对降低水中离子、无机盐、浑浊物质和颜色等方面有着重要的作用。
正渗透技术有许多优点，首先是处理过程低能耗，对环境污染小；其次是水处理效果好，可以过滤掉水中的大部分杂质，同时还可以通过对工作压力的调整控制过滤效能；最后是维护成本低。
相比之下，传统的相关水处理方式耗能大，损耗也多，维护成本较高。
总体而言，正渗透技术的应用范围十分广泛，特别是针对一些水质劣的地区，反渗透技术和纳滤技术都能够提供有效的方案。
水处理厂通过运用正渗透技术能够给市民提供更加健康、清洁的饮用水，对保障人们的生命质量和身体健康起到重要作用。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术正渗透技术是利用高压将水通过半透膜，而溶质无法通过半透膜，从而实现水和溶质的分离。
在正渗透过程中，水分子经过半透膜的筛选，溶质被截留在半透膜的一侧，而纯净的水则通过半透膜被输送到另一侧。
这种方法可以有效去除水中的大部分离子、有机物和微生物，使得水质得到提高。
在水处理中，正渗透技术有着广泛的应用。
在海水淡化中，正渗透技术能够将海水中的盐分和杂质去除，生产出符合饮用水标准的淡化水。
正渗透技术也可以应用于工业废水处理，将废水中的有害物质去除，净化废水，保护环境。
正渗透技术还可以应用于饮用水处理、制药工业水处理、电子工业水处理等领域，为各行各业提供清洁的水资源。
正渗透技术在实际应用中有着许多优势。
正渗透技术能够高效去除水中的溶质，提高水质。
正渗透技术的操作简单、自动化程度高，能够降低人工成本。
正渗透技术对环境友好，不产生二次污染。
正渗透技术具有高度的可靠性和稳定性，能够长期稳定运行。
正渗透技术被广泛应用于水处理领域，得到了较为广泛的认可和推广。
正渗透技术也存在一些局限性。
正渗透技术的能耗较高，生产成本较高，需要较大的资金投入。
正渗透技术对水的净化程度较高，会让水失去一些对人体有益的矿物质，需要通过其他方式进行补充。
正渗透技术的半透膜容易受到污染和结垢，需要定期清洗和更换半透膜，增加了运维成本。
在应用正渗透技术时，需要充分考虑这些局限性，并进行合理的控制和调整。
在未来，随着科技的不断进步和正渗透技术的不断优化，相信正渗透技术在水处理领域的应用将会更加广泛。
未来，人们对水质要求的提高和环境保护意识的增强，将会推动正渗透技术的进一步发展。
随着正渗透技术的成本不断降低和技术的不断成熟，相信正渗透技术将会成为水处理领域的主流技术，为人们提供更加清洁的水资源。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术
正渗透技术（reverse osmosis，简称RO）是目前最为普遍的水处理技术之一，其主要应用在污水处理、饮用水净化、工业废水回用等方面。
该技术通过半透膜将污染物、溶质分子等一系列物质从水中分离出来，从而实现水的净化和提纯。
正渗透技术的工作原理是利用高压力将污水或含盐水推进半透膜，然后通过半透膜的分离作用实现水和其他物质的分离。
在半透膜中，只有小分子量的水和溶剂可以通过并被收集起来，而大分子量的污染物质则被隔离在膜的另一侧，并被排出去。
正渗透技术的应用范围非常广泛，包括饮用水净化、海水淡化、工业废水回用、纯水制备、食品和药品的生产过程中等。
其中，海水淡化是正渗透技术最典型的应用之一。
如今，随着国内城市化和工业化的不断加快，水资源的供应和保护引起了越来越多的关注，正渗透技术的重要性也越来越凸显。
需要注意的是，正渗透技术需要借助高压力才能实现水的过滤和处理，因此设备成本较高，同时也需要一定的能源供应。
此外，半透膜会遇到筛选的问题，这意味着一些无害的物质也可能被拦截，因此在设计和使用正渗透技术时需要注意这一点。
总之，正渗透技术在现代水资源管理中具有非常重要的地位。
通过其高效、经济的处理方式，可以实现对水的有效治理和利用，对于保障水资源的供应、提高水质和水量效率以及促进经济可持续发展都具有非常重要的意义。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术正渗透技术是一种高效的水处理技术，广泛应用于饮用水净化、工业废水处理等领域。
正渗透技术通过半透膜的选择性分离作用，可以有效去除水中的杂质和溶解物质，得到高纯度的水。
本文将就正渗透技术的原理、应用及发展趋势进行深入探讨。
一、正渗透技术的原理正渗透技术是一种利用半透膜对水中溶解物质和杂质进行分离的方法，其原理基于渗透压差和选择性透过性。
正渗透过程是一种自然界常见的现象，即两种浓度不同的溶液被隔离的半透膜分隔开来，高浓度的溶液由于渗透压的作用会向低浓度的溶液一侧移动，直到两侧的浓度趋于一致。
而在正渗透技术中，通过施加外部压力，将水分子从高浓度的溶液一侧通过半透膜，从而得到高纯度的水，而溶解物质和杂质则被阻隔在半透膜的一侧。
正渗透膜通常为一种多孔性的聚合物材料，其孔径可以控制在纳米级别，使得只有水分子可以透过，而溶解物质和微生物等大分子则无法通过，从而实现对水质的高效净化。
二、正渗透技术在饮用水净化中的应用在饮用水净化领域，正渗透技术被广泛应用于地表水、地下水和海水等各种水源的淡化处理。
对于某些污染较为严重的水源，传统的净化方法往往难以满足净化要求，而正渗透技术则能够有效地去除水中的有机物、无机盐、重金属等有害物质，得到高纯度的饮用水。
通过正渗透技术处理后的水质纯净，口感清甜，完全符合饮用水的卫生标准。
正渗透技术还可用于家庭饮用水净化设备的制备，在家庭中安装正渗透净水器，既方便又实用，可以有效保障家庭饮用水的质量和安全。
在工业生产过程中，会产生大量的废水，其中含有大量有机物、无机盐和重金属等污染物质，严重影响环境的水质和生态平衡。
传统的废水处理方法往往成本高且效果有限，而正渗透技术可以有效地解决这一问题。
正渗透技术在工业废水处理中的应用，主要包括脱盐、浓缩和废水回收等方面。
通过正渗透技术处理后的废水，不仅可以降低废水的排放量，减少对环境的污染，同时还可以实现废水资源化利用，节约水资源并降低生产成本。
正渗透膜技术及其应用
正渗透膜技术及其应用在当今社会，膜技术已经成为了许多工业和环境领域中的一项重要技术。
正渗透膜技术便是其中之一。
正渗透膜技术是一种基于渗透作用的分离技术，通过能量输入来实现物质之间的分离和纯化。
它已经广泛应用于水处理、药物分离、食品加工、废物处理和能源领域等。
正渗透膜技术的基本原理是利用膜的选择性通透性，通过液体中的溶质在膜中的扩散来实现物质的分离。
其中，正渗透膜是指溶剂可以通过膜而溶质留在膜的一侧，从而实现对溶质的分离。
这一技术区别于逆渗透膜技术，后者是溶质在膜中的扩散，而溶剂留在膜的一侧。
正渗透膜技术在水处理中有着广泛的应用。
例如，通过正渗透膜技术可以将海水中的盐分去除，实现淡化海水，从而解决了淡水资源短缺的问题。
此外，正渗透膜技术还可以用于水中微量有机物质的去除，如水中的重金属离子、农药、药物残留等。
因为正渗透膜可以实现非常高的分离效率和选择性，所以它在制备高纯水和饮用水中的应用也越来越广泛。
在药物分离领域，正渗透膜技术被用于制备高纯度的药物和生物制剂。
通过正渗透膜技术可以将溶液中的杂质和离子去除，从而得到纯净的药物溶液。
正渗透膜技术在这一领域有着高效、环保和节能的特点，因此被广泛应用于制药工业。
食品加工中，正渗透膜技术可以用于浓缩果汁和脱水过程。
通过正渗透膜技术，可以去除果汁中的水分，从而实现果汁的浓缩。
同时，正渗透膜技术还可以去除果汁中的颜色素和异味物质，从而提高果汁的品质。
在脱水过程中，正渗透膜技术可以实现从食品中去除水分，从而延长食品的保质期。
废物处理领域是正渗透膜技术的另一个应用领域。
通过正渗透膜技术可以对废水中的有机物质和无机盐进行分离和去除。
这种技术对于废水处理工艺的改进具有重要意义，可以降低处理成本和能耗。
同时，正渗透膜技术还可以用于处理含有有机物质和无机盐的工业废水，如纺织废水和化工废水。
能源领域也是正渗透膜技术的应用领域之一。
通过正渗透膜技术可以实现煤炭气化和天然气净化过程中的气体分离和纯化，提高能源利用效率。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术水处理是指将自然界中的水经过净化、消毒等工艺处理后，变成符合特定用途要求的水。
正渗透技术是水处理领域中的一种重要技术，其应用非常广泛，可以用于饮用水净化、工业废水处理等领域。
本文将就正渗透技术在水处理中的应用进行详细介绍和讨论。
正渗透技术是一种通过半透膜将水中的溶质和溶剂分离的技术。
在正渗透技术中，水分子通过半透膜的微孔滤除，同时其它溶质则被半透膜阻隔，从而达到了水的净化目的。
正渗透技术是一种物理性质的分离技术，相比传统的化学处理方法，其优点在于不需要添加化学药剂，净化后的水质较好，有着较高的水质纯度。
正渗透技术在水处理中的应用非常广泛，例如在城市饮用水净化、海水淡化和工业废水处理等领域都有着重要的应用价值。
下面将分别介绍这几个领域中正渗透技术的应用。
首先是在城市饮用水净化中，正渗透技术可以有效地将水中的杂质、有机物和微生物滤除，得到高纯净度的饮用水。
在水资源稀缺的地区，正渗透技术尤其重要，它可以将地表水、地下水等含盐及含污染物的水资源转化为可饮用的纯净水。
这对于解决城市饮用水资源紧缺的问题有着重要的意义。
其次是在海水淡化领域，正渗透技术同样有着广泛的应用。
海水中的盐分含量较高，无法直接饮用或用于农业灌溉等用途。
而通过正渗透技术，可以将海水中的盐分和杂质滤除，得到淡化后的水资源，可以解决一些海水淡化地区的饮水问题。
通过结合太阳能、生物质能等可再生能源，通过正渗透技术淡化海水，也有望在未来成为一种有效的可持续发展的水资源解决方案。
最后是在工业废水处理中，正渗透技术由于其高效的净化效果和对水质纯度要求的符合，也得到了广泛的应用。
工业废水中含有各种有机物、重金属离子和微生物等废物，采用传统的化学处理方法难以有效清除这些物质，而正渗透技术可以彻底滤除这些废物，使废水得到有效的处理和净化。
值得一提的是，虽然正渗透技术在水处理中有着诸多优势，但同时也存在着一些挑战和问题。
首先是正渗透设备和技术的成本较高，需要经过较长时间的投资回报期。
正渗透膜的原理及应用
正渗透膜的原理及应用
正渗透膜是一种将溶剂从浓度较低的溶液转移到浓度较高溶液的膜。
正渗透膜由互相交织的高分子链构成，这些链具有多个孔隙，允许溶剂进行透过。
在正渗透膜中，溶质不能通过膜的孔隙，只有溶剂能够通过膜进行透过。
该技术被广泛应用于海水淡化、废水处理、饮用水处理、药物输送及其他工业过程。
1. 海水淡化：正渗透膜技术已成为世界上许多海水淡化厂的常用技术。
通过将海水压力驱动透过正渗透膜，膜过滤出淡水，将盐分和其他离子留在海水中。
2. 废水处理：正渗透膜被广泛应用于废水处理，可以去除水中的重金属、微生物、溶解的化学物质等。
该技术可以减少对环境的负面影响，并使水资源得到充分利用。
3. 饮用水处理：正渗透膜可以减少饮用水中的杂质和污染物，使水变得更加清洁纯净。
该技术被广泛应用于市政供水和饮用水处理厂。
4. 药物输送：正渗透膜可以在药物输送中起到关键作用。
通过正渗透膜输送药物，可以实现精确控制药物的输送速率，并减少药物的浪费。
总之，正渗透膜是一项非常有用的技术，在许多领域中都有广泛的应用。
它可以帮助我们寻找更加环保和可持续的解决方案，从而保护我们的家园和人类健康。
正渗透膜在水处理应用中的研究进展
正渗透膜在水处理应用中的研究进展【摘要】本文探讨了正渗透膜在水处理应用中的研究进展。
在引言中，介绍了研究背景和研究意义，正文部分分别阐述了正渗透膜的原理与特点、在脱盐水处理和污水处理中的应用、正渗透膜材料的研究进展以及正渗透膜技术的发展趋势。
结论部分探讨了正渗透膜在水处理领域的前景，并进行了总结与展望。
研究表明，正渗透膜在水处理中具有广阔的应用前景，不断的技术进步和材料研究将推动正渗透膜技术不断完善和提升，在解决水资源短缺和环境污染方面将发挥重要作用。
【关键词】正渗透膜、水处理、研究进展、脱盐、污水处理、材料、发展趋势、前景、总结、展望1. 引言1.1 研究背景正渗透膜（Forward Osmosis Membrane，简称FO膜）是一种新型膜分离技术，其在水处理领域引起了广泛的关注和研究。
FO膜通过一定的渗透压驱动水分子从低浓度的溶液侧通过膜向高浓度的溶液侧移动，从而实现对水的分离和纯化。
FO膜具有高盐排除率、低能耗、结构简单等特点，被认为是一种具有潜力的新型膜分离技术。
本文旨在系统总结正渗透膜在水处理应用中的研究进展，探讨其在脱盐水处理和污水处理中的应用现状，分析正渗透膜材料的研究进展和技术发展趋势，为该领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1.2 研究意义正渗透膜在脱盐水处理和污水处理领域的应用也可以帮助减轻水资源的压力，保护环境。
通过研究正渗透膜材料的性能和研发新型膜材料，可以提高正渗透膜的脱盐效率和抗污染能力，进一步推动正渗透膜技术的发展。
深入研究正渗透膜在水处理领域的应用，不仅可以提高水资源利用效率，解决水资源短缺问题，还可以促进水处理技术的创新和进步，为未来实现水资源可持续利用做出重要贡献。
2. 正文2.1 正渗透膜的原理与特点正渗透膜是一种利用半透膜进行分离的膜分离技术，在水处理领域得到广泛应用。
正渗透膜的原理是通过半透膜的选择性渗透性，将水分子从盐分子或其他杂质中分离出来，从而实现水的净化或脱盐。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术正渗透技术是一种目前在水处理领域广泛应用的先进技术，它通过半透膜将水中的溶质和杂质分离出来，从而实现净化水质的目的。
正渗透技术不仅可以用于工业废水处理，还广泛应用于家庭自来水净化和海水淡化等领域。
本文将对正渗透技术的原理、应用及未来发展进行探讨，以期为读者对该技术有更深入的了解。
一、正渗透技术的原理正渗透技术是一种利用半透膜的选择渗透性来分离溶质和溶剂的物理分离技术。
其原理是通过施加较高的压力，使水分子从溶液侧通过半透膜向纯水侧迁移，而溶质则被留在溶液侧，从而达到净化水质的目的。
正渗透技术所使用的半透膜是一种高分子材料，其孔径比水分子小得多，但比溶质分子大。
当施加一定压力时，只有水分子可以通过半透膜，而溶质则被截留在半透膜的溶液侧。
这样一来，原来的溶液就变成了净水，其中的溶质则被留在溶液侧形成浓缩液。
1. 工业废水处理：工业生产中产生的废水往往含有大量的有机物、重金属和其他污染物，传统的废水处理方法往往难以处理这些污染物。
而正渗透技术可以有效地将水中的污染物分离出来，从而实现工业废水的净化和再利用。
2. 家庭自来水净化：随着生活水平的提高，人们对自来水质量的要求也越来越高。
正渗透技术可以有效地将自来水中的杂质和有害物质去除，从而提高自来水的质量，保障家庭用水安全。
3. 海水淡化：全球淡水资源的日益紧缺，海水淡化成为解决淡水资源匮乏的重要途径。
正渗透技术可以将海水中的盐分和杂质去除，从而获得高质量的淡水资源。
4. 医药和食品加工：在医药和食品加工行业，正渗透技术也被广泛应用于浓缩、分离和净化等工艺中，提高了产品的纯度和质量。
随着科学技术的不断进步和应用领域的不断拓展，正渗透技术在水处理领域的应用前景可谓广阔。
1. 技术不断完善：随着对正渗透技术原理的深入研究，半透膜材料和设备技术也在不断完善，使得正渗透技术在能耗和设备成本等方面逐渐得到优化。
2. 应用领域不断拓展：除了在工业废水处理、自来水净化和海水淡化等传统领域中的应用，正渗透技术还可以在环境保护、医疗卫生、食品安全等方面发挥重要作用。
正渗透膜技术在水处理领域的最新研究进展
正渗透膜技术在水处理领域的最新研究进展本文介绍了正渗透膜技术的原理、技术特点，对国内外研究现状进行了分析和总结，重点阐述了该技术在海水脱盐、废水处理和回用两个领域的研究进展。
由于正渗透膜技术具有低能耗、低膜污和高水质的显著优点，因此在水处理领域具有广泛的潜在应用前景，但是理想驱动液的选择和膜制备将是影响其在实际工程应用的最关键技术。
标签：正渗透膜技术；海水脱盐；废水处理回用膜分离技术已经广泛应用到海水脱盐、废水处理和回用以及饮用水净化等方面，目前膜分离技术主要有微滤（MF）、超滤（U）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和电渗析（ED），这些膜技术利用泵提供的外压力作为驱动压力，将物料进行分离。
而正向渗透（Forward Osmosis，FO）技术则利用渗透压作为驱动压力，不需要外加压力即可进行物料分离。
与RO等膜分离技术相比，FO技术具有低能耗、低膜污染和高截留率等优点，FO技术的潜在应用价值越来越多地受到关注，成为水处理和膜技术研究的一个新热点。
1 正渗透膜技术介绍1.1 正渗透膜技术原理正渗透是指水通过有选择性的半透膜，从高化学势（低浓度）溶液一侧传递到低化学势（高浓度）溶液一侧，是自然界中广泛存在的一种物理现象，正渗透的驱动力来自膜两侧溶剂的化学势差或者两侧溶液的渗透压差[1]，而不是液体压力，这与压力驱动膜分离过程是有所区别，也决定了技术特点与压力驱动膜不同。
如图1给出了反渗透（RO）、正渗透（FO）和压力延缓渗透过程（Pressure Retarded Osmosis，PRO）的基本原理[1]，在半透膜两侧分别是原料液（Feed Solution，FS）和驱动液（Draw Solution，DS），DS能提供高渗透压，本示意图中DS是浓盐水（Brine），在无外加压力△P时，在渗透压△π作用下，水从低浓度的FS透过半透膜流向高浓度的DS，FS中大多数溶质分子和离子被截留下来，高浓度的DS逐渐被稀释；对于反渗透，在DS侧施加压力△P，并且对△π△P 时，所施加外力不足以抵抗渗透压，水仍会从FS流向DS，这样利用渗透压差就可以对外输出做功，从而获得能量，此工艺过程为压力延缓渗透过程（PRO），通常将此过程也称为正渗透过程[2]。
浅谈水处理中的正渗透技术
浅谈水处理中的正渗透技术【摘要】正渗透技术在水处理中扮演着重要的角色。
本文首先介绍了正渗透技术的原理，即通过半透膜将水中的溶解物质和微生物分离，从而提高水质。
其次探讨了正渗透技术在水处理中的应用，包括海水淡化、废水处理等方面的实践经验。
分析了正渗透技术的发展趋势，包括新型膜材料的研发和工艺的改进。
正渗透技术在水处理领域具有广阔的应用前景，对提高饮用水质量，解决水资源短缺等问题具有重要意义。
通过不断的技术创新和实践应用，正渗透技术将为改善人类生活环境，保护水资源做出更大的贡献。
【关键词】- 正渗透技术- 水处理- 原理- 应用- 发展趋势- 意义1. 引言1.1 浅谈水处理中的正渗透技术的重要性浅谈水处理中的正渗透技术是一种非常重要的技术，它在水处理领域发挥着关键的作用。
随着人口增长和工业化进程的加快，水资源日益紧缺，水污染也日益严重，如何高效地进行水处理成为了一个亟待解决的问题。
而正渗透技术正是应运而生的，它通过膜技术实现对水中溶质的除去，可以有效去除水中的杂质、细菌和病毒，使水质得到提升。
正渗透技术具有高效、可靠、环保等优点，被广泛应用于饮用水处理、工业废水处理、海水淡化等领域。
在饮用水处理中，正渗透技术可以有效去除水中的重金属、有机物和微生物，提高饮用水的安全性和口感；在工业废水处理中，正渗透技术可以实现资源化利用，减少排放，保护环境。
正渗透技术已经成为现代水处理领域不可或缺的一部分。
深入研究和推广正渗透技术对于改善水质、保障人类健康和可持续发展具有重要意义。
只有不断创新和提升技术水平，才能更好地应对日益严峻的水资源挑战。
2. 正文2.1 正渗透技术的原理正渗透技术的原理主要是基于半透膜的特性。
在正渗透过程中，水分子会沿着浓度梯度从低浓度的溶液穿透到高浓度的溶液中。
这是因为半透膜上的微孔只允许水分子通过，而阻止其他溶质的传递，从而实现了对水的高效过滤。
正渗透技术的原理基于物质的渗透和扩散规律，利用半透膜对水和溶质的选择性透过性，实现了水的净化和分离。
正渗透膜在水处理应用中的研究进展
正渗透膜在水处理应用中的研究进展【摘要】正渗透膜是一种在水处理领域广泛应用的膜技术。
本文首先介绍了正渗透膜的基本原理，包括其通过分离溶质和溶剂来实现水处理的机制。
然后探讨了正渗透膜在海水淡化、废水处理、饮用水处理和工业用水处理等方面的应用，并分析了其在这些领域中的优势和潜力。
结论部分讨论了正渗透膜在水处理领域的发展前景，强调了其在环境保护和资源利用方面的重要性和意义。
通过本文的研究，可以更深入地了解正渗透膜技术在水处理中的作用和价值，为未来相关领域的研究和应用提供参考和指导。
【关键词】正渗透膜、水处理、海水淡化、废水处理、饮用水处理、工业用水处理、发展前景、技术重要性、环境保护、资源利用。
1. 引言1.1 正渗透膜在水处理应用中的研究进展正渗透膜在水处理应用中的研究进展一直是水处理领域的热点之一。
随着科学技术的不断进步和创新，正渗透膜技术在海水淡化、废水处理、饮用水处理和工业用水处理等方面得到了广泛应用，并取得了显著的成果。
在海水淡化领域，正渗透膜技术被广泛用于海水淡化厂的建设和运行中。
通过正渗透膜对海水进行处理，可以高效地去除盐分和杂质，生产出符合饮用水和工业用水标准的淡水，为干旱地区和岛屿地区提供了可靠的淡水资源。
在废水处理领域，正渗透膜技术也发挥着重要作用。
正渗透膜可以有效地去除废水中的污染物和有害物质，使废水得到净化和再利用，实现循环利用和资源节约。
在饮用水处理和工业用水处理领域，正渗透膜技术不仅可以提高水质，还可以提高水处理效率和节约资源。
正渗透膜技术的广泛应用为改善人们生活质量，保护环境和实现可持续发展提供了重要保障。
随着正渗透膜技术的不断创新和完善，相信在未来的发展中，正渗透膜在水处理领域将发挥越来越重要的作用，为环境保护和资源利用做出更大的贡献。
2. 正文2.1 正渗透膜的基本原理正渗透膜的基本原理是通过半透膜的选择性透过性来分离水和溶质。
这种膜具有微孔，可以阻止大分子和颗粒通过，而允许水分子通过。
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正渗透技术处理水和废水1 引言膜分离技术由于出水水质高、设备简单易操作、能耗相对较低、适应性强等特点，在水处理领域获得越来越多的关注.目前应用于水处理领域的几种膜分离技术.其中微滤(microfiltration，MF)、超滤(ultrafiltration，UF)、纳滤(nanofiltration，NF)和反渗透(reverse osmosis，RO)由机械压力驱动传质过程，是水和废水处理的常规技术.其他膜技术，如温度差驱动的膜蒸馏技术(membrane distillation，MD)，电场驱动的电渗析技术(electro-dialysis，ED)，一些由化学反应驱动的膜吸收技术(membrane absorption，MA)等也成为水处理领域的新型技术.正渗透(forward osmosis，FO)是一种由渗透压(浓度差)驱动的新型膜技术.可用于海水脱盐、废水处理等方面.FO膜是一种渗透膜.名义孔径在1 nm以下，用于截留溶解性离子和盐类等物质，与RO 相当.但与RO相比，FO无需外加机械压力，具有低压操作、低膜污染、高截留的优点，近年来在水处理领域受到较多关注.2 FO原理(Basic principle of FO)FO膜是一种选择性渗透膜，膜的一侧是低渗透压的待处理水，另一侧是高渗透压的汲取液，水分子透过FO膜从低渗透压侧扩散到高渗透压侧，从而实现水与杂质的分离(图 1).该过程的驱动力是膜两侧溶液的渗透压差，不需外界提供压力.图 1 FO工艺的原理示意图2.1 FO应用与运行效果2.1.1 海水(浓盐水)脱盐FO已被用于含盐废水、含盐地下水、盐湖水和海水的脱盐.大多数为实验室规模的小试研究，汲取液采用难挥发性(NaCl，Na2SO4，MgSO4等)或挥发性(NH3/CO2和NH4HCO3)盐溶液.其中Zhao等进行的盐湖水脱盐，回收率达到70%.McGinnis等采用中试规模的FO处理高盐水(TDS>70，000 ppm)，回收率达到60%，与蒸发浓缩技术相当，出水水质达标(美国宾州地表水排放标准TDS < 500 mg·L-1，氯化物 < 250 mg·L-1，钡 < 10 mg·L-1钡，锶 < 10 mg·L-1).2.1.2 城市污水处理Li等采用实验室规模FO处理模拟城市径流，发现FO能保持较高的渗透水通量和截留率，实现稳定运行，微量金属离子、磷、硝酸盐和总氮的截留率可分别达到98%~100%、97%~100%、52%~94%和65%~85%，能够克服传统膜技术能耗高等缺陷.Linares等也利用FO处理模拟城市污水，进行实验室规模的研究，多数微量金属离子的截留率均高于99%，COD 和磷的截留率将近99%，氨和总氮的截留率可分别达到67%~68%和56%~59%.FO作为城市污水的一种处理方法，实现其稳定、连续和长期运行是重要目标.2.1.3 污水深度处理Cath等利用生活污水处理厂的二级和三级处理单元的出水和被污染的地表水作为待处理水，通过FO技术来制备饮用水，其对有机化合物的截留率较高(双氯芬酸>99%，二甲苯氧庚酸>80%，萘普生>90%，水杨酸>72%).在放大规模的中试试验中，FO对氨、硝酸盐和紫外(UV)吸收类化合物的截留率分别达到74%、78%和85%;Yangali-Quintanilla等也采用二级出水(沙特阿拉伯的吉达鲁韦斯污水处理厂)作为待处理水，间接稀释红海的海水，能量消耗为1.5 kWh·m-3，低于RO工艺的能耗(2.5~4 kWh·m-3).2.1.4 特殊类型废水FO还被用于染料废水、太空废水、含油废水、含氯废水、垃圾渗滤液等特殊类型废水处理的研究中.Ge等对染料(酸橙8)废水进行浓缩处理，浓缩倍数达3;同样，Zhao等也对染料(活性艳红K-2BP)废水进行处理，截留率基本为100%.此外，FO被应用到太空废水的回用，废水中所含的尿素被完全截留，废水的回收率达95%以上，.Hickenbottom等采用FO对原油和天然气开采时产生的钻井污泥及废水进行处理，水回收率为80%以上;Zhang等利用FO处理含油废水，废水中的油分子、NaCl和醋酸被截留，水回收率可达90%.Kong等利用FO处理含氯废水中的九种卤乙酸，截留率达73.8%.Cath等提到Osmotek(现HTI公司)利用中试规模FO处理垃圾渗滤液，平均水回收率达91.9%，多数有害物的截留率高于99.0%，最终出水污染物排放量达到美国污染物排放系统规定的标准.3 影响FO运行的因素3.1 膜FO膜是由支撑层和活性层构成的非对称性结构.支撑层使FO膜拥有较好的机械强度，结构相对疏松.而活性层相对于支撑层要薄，结构致密，透水性和截留性好，在FO分离过程中起关键作用.理想的FO膜需要满足以下要求：①高水通量和高盐截留量;②低浓差极化;③较强的耐酸碱性.3.1.1 膜材料(制备与改性)最早的商业化的FO膜是美国HTI公司生产的三醋酸纤维素膜/醋酸纤维素膜(cellulose triacetate/cellulose acetate，CTA/CA).该纤维素膜有亲水性强，高水通量，低膜污染和高机械强度，耐氯等优点，但是易水解、耐酸碱性差(pH 3~8).后来生产的复合薄膜(thin-film composite，TFC)，材质是聚酰胺，该膜克服了前者的缺点，在pH为2~11都有较好的渗透性和稳定性，同时具有很好的耐压性.疏水性的支撑层提高了TFC膜的水通量，减小了内部浓差极化.近年来研究者针对不同需求制备FO膜.采用相转化法制备CTA/CA膜.研究者发现影响制备的条件主要为环境湿度、凝胶浴温度、热处理温度、填充剂和退火温度.也有研究者采用界面聚合法制备TFC膜，基膜为聚醚砜或聚砜，以间苯二胺(MPD)、均苯三甲酰氯(TMC)等作溶剂，在基膜上进行聚合得到复合膜.樊晋琼等通过超声将不同量的TiO2颗粒分散(约5 min)在水相或有机相中，采用界面聚合制备了TiO2/聚酰胺复合膜，膜的水通量是未添加TiO2膜的2倍，截盐率可以达到99.9%.此外，一些研究者为了缓解FO膜污染或提高FO截留效果对现有FO膜进行化学改性.Nguyen等采用两性离子氨基酸(L-DOPA)对CTA膜支撑层表面进行修饰，发现修饰后的膜具有更强的亲水性和防垢性，其污染程度要比未修饰膜低30%.Castrillón等用伯胺和聚乙二醇对TFC膜进行表面修饰，修饰后的膜防垢性同样增强，修饰后和未修饰的膜的水通量降低量分别是7.2%±2%和15.7%±5.3%.Wang等通过对二苄氯和聚苯并咪唑的交联实现了对FO 膜孔径的控制，使FO对氯化钠的截留率高达99.5%.3.1.2 膜性质目前已知对FO运行效果有影响的膜性质主要为表面电荷、亲疏水性、粗糙度、活性层及支撑层的厚度、孔隙率、弯曲度和孔结构等.FO膜表面往往带负电荷，会与被截留的污染物产生静电(排斥或吸引)作用，从而影响污染物的去除.疏水性相对较强的膜会使疏水的物质在膜表面沉积，形成污染层.膜表面形貌(粗糙度)也会影响污染物与膜之间的作用力，从而对膜污染产生影响.而活性层及支撑层的厚度、孔隙率、弯曲度和孔结构则更多地影响内外部浓差极化，详见本文4.1节.3.1.3 膜方向FO膜是非对称性膜，支撑层疏松，活性层致密.水处理过程中根据活性层朝向分为两种运行模式：活性层朝向原水(active layer facing the feed solution，AL-FS)和活性层朝向汲取液(active layer facing the draw solution，AL-DS).膜方向对水通量、截留率和膜污染也有较大影响.多数学者认为AL-FS比AL-DS模式具有优势.研究者在FO截留微量硼、砷、药物(卡马西平，磺胺甲恶唑)、卤乙酸(HAA)、二级出水中所含有机物(腐殖酸，生物聚合物，小分子酸等)的研究中发现AL-DS模式下，水通量虽然高，但会发生严重的内部浓差极化和膜污染，因此降低污染物的去除率.也有学者认为AL-DS模式更好.Zheng等采用FO对水中四环素进行去除的过程中发现当pH为7~8时，四环素带负电，由于FO膜支撑层所带的负电荷要高于活性层，在AL-DS模式下增强了膜与四环素之间的排斥作用，提高了其截留率.此外，Zhao等认为膜方向的选择决定于废水的成分，当处理高污染的废水(废水回用，膜生物反应器和食物蛋白的浓缩)或含盐量较高的水(海水脱盐和盐水浓缩)时，膜方向应选用AL-FS模式，可以减少膜污染，实现稳定和高水通量的运行;反之，则采用AL-DS模式.3.2 汲取液汲取液产生FO的推动力，对FO效率具有直接影响.汲取液再生一直是限制FO广泛应用的关键问题之一.汲取液的选取应该满足以下要求：高于原水的渗透压、易于再生、低返混扩散性、安全无毒、成本低、抗生物污损等.3.2.1 汲取液种类(1)无机盐类质量分数小，水溶性强的无机盐，可以产生高的渗透压，使FO具有较高的水通量.如KHCO3，NaHCO3，KCl，NaNO3和KNO3，NaCl等.质量分数相对较高的无机盐，如NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、Ca(NO3)2、(NH4)2SO4等，往往具有溶质返混通量较低的优势.从降低汲取液再生成本角度，一些无机盐具有自身特性.如MgSO4和Na2SO4，由于SO42-可以被NF膜截留，因此可采用NF替代RO进行再生.NH4HCO3用作汲取液，通过适当加热，可生成氨气和二氧化碳(继续回用)，从而得到较纯净的水，与现有的膜技术相比，能耗节省72%~85%.CuSO4作为汲取液时，回收时采用与Ba(OH)2发生置换反应，生成Cu(OH)2和BaSO4沉淀的方法，此过程无能量消耗，而且生成的Cu(OH)2还可以通过与H2SO4反应得到CuSO4，继续作为汲取液重复使用.某些含氮、磷、钾等无机盐是化肥中所含的主要成分，因此，被稀释后的汲取液可以直接进行农业灌溉，降低了回收再生的能耗费用.另外，海水作为汲取液，被稀释的海水在进一步进行海水淡化时，能耗和成本大大降低.选取汲取液时，还需考虑待处理水的成分.当待处理水中含有结垢的先驱物(Ba2+、Ca2+、Mg2+、SO42-和CO32-)时，MgCl2因不易结垢被认为是最好的汲取液.(2)有机类小分子有机类汲取液，易挥发回收.如Stone等采用一种由叔胺、二氧化碳和水的混合物作，称为可变极性溶剂(Switchable polarity solvents，SPS)作为汲取液.能够产生较高的渗透压(>13 Osm·kg-1).该汲取液通过鼓入CO2和氮气，适当的加热便可回收.还有研究者选用甲醚作为汲取液，将其放置在室温下，便可以挥发，实现分离，基本无能量的消耗.大分子有机类汲取液，具有低溶质返混通量等特点.如2-甲基咪唑基类化合物，两性离子(甘氨酸、脯氨酸、甜菜碱)，EDTA钠盐，复杂化合物Na4[Co(C6H4O7)2]·2H2O(Na-Co-CA)，木质素磺酸钠(NaLS)，磷腈钠盐和锂盐等可以产生高的渗透压.聚合高分子电解质使FO具有高水通量，高盐截留率，基本无溶质返混现象，也可作FO 汲取液.聚丙烯酰胺(PAM)，聚合水凝胶，胶质溶液，可产生较稳定的渗透压和水通量，溶质返混通量要远远低于其他汲取液.一些热敏性和水溶性较强的聚合高分子电解质，在45℃，2 bar条件下通过热UF过程便可回收.(3)纳米材料超亲水性的纳米颗粒，直径大约为5 nm，可产生较高的渗透压，可用于FO系统.Na等合成了一种超强亲水性柠檬酸磁性纳米材料(cit-MNPs).该材料被作为一种适用的汲取液应用到FO中.3.2.2 汲取液浓度汲取液浓度影响水通量.主要原因是浓度升高导致其渗透压升高，膜两侧的渗透压差(πD-πF)变大，渗透驱动力变大，水通量升高.有研究认为在一定的浓度范围内，水通量随着汲取液浓度的增加而增加，超过一定值后，水通量不再变化.如Cornelissen等采用ZnSO4作为汲取液时，浓度在0.5~2.3 mol·L-1范围内，水通量随浓度的增加而增加，超过2.3 mol·L-1，水通量基本不变;除此之外，Hau等用EDTA作为汲取液时，当浓度超过1.0 mol·L-1，水通量维持不变，原因是水通量的升高加重了支撑层内稀释型内部浓差极化.汲取液浓度对溶质返混通量的影响见解不一.有研究认为影响较小，基本可以忽略.也有研究汲取液(EDTA钠盐)浓度较低时，溶质返混通量随着汲取液浓度的增加而增加;浓度较高时，溶质返混通量变化不明显(Hau et al.，2014).汲取液浓度的增大可能增加溶液的粘度，从而增加泵的能耗.3.3 原水性质3.3.1 原水组成根据原水中主要物质组成可将原水分为无机类和有机类.其中无机类主要是含盐水.有机类包括染料废水、太空废水、含油废水，含氯水(卤乙酸)、城市污水，地表水中污染物(PhACs，TrOCs)等，详见本文2.1~2.4节应用部分.3.3.2 原水浓度原水中盐浓度的升高导致原水侧渗透压升高，膜两侧的渗透压差(πD-πF)变小，渗透驱动力变小，水通量降低，截留率降低不明显.3.4 运行条件3.4.1 温度温度影响FO的水通量、溶质返混通量和膜污染.温度升高使溶液的粘度降低，扩散和传质系数提高，减小浓差极化，提高水通量.温度升高，会使溶液渗透压升高，最终使水通量增加，见公式(1)：(1)式中，π是渗透压(bar)，R是气体常数(8.314 J·mol-1·K-1)，T、V、aW分别是是温度(K)、摩尔体积(18 mL·mol-1)和水的活度.3.4.2 pHpH改变影响膜表面性质，进而影响FO的水通量和截留效果.研究者发现pH的改变会引起交联膜聚合结构构象和表面疏水性的改变，随着pH的增加，膜表面的电负性增强，使聚合物基体上可电离官能团之间的排斥作用增强，最终使平均孔径变大，渗透水通量增加;另外，随着pH增加，膜表面的亲水性会增强，有利于提高水通量.Xie等发现当pH高于5.8时，原水中模拟污染物磺胺甲恶唑呈电负性，pH升高使FO膜AL表面电负性增强，因此膜表面与污染物之间的斥力增强，从而提高了污染物的截留率(Xie et al. 2012).pH改变影响原水中污染物化学形态，进而影响FO的截留率.如Kim等用FO截留B3+时，当pH升高，B3+与OH-结合生成B(OH)3，水合半径增大，更易被截留;当pH继续升高，B(OH)3水进一步水解为B(OH)4-，B(OH)4-与FO膜表面负电荷产生排斥作用，截留率进一步提高.Xie 发现pH在3.5～7.5范围变化时，原水中的卡马西平呈电中性，因此不受膜表面电荷变化的影响，截留率也不受影响;但pH高于5.8时，呈现电负性的磺胺甲恶唑的截留率随pH升高而升高.pH改变影响汲取液溶质化学形态，进而影响返混通量.Hau等利用EDTA钠盐作为汲取液时，当pH高于7时，EDTA4-本身会结合自由态的Na+，生成Na[EDTA]3-，降低汲取液的返混通量.3.4.3 流速和流向原水和汲取液的流速升高，增大膜表面的水流剪切力，可以产生较快的渗透流稀释作用，提高传质系数，降低外部浓差极化，从而使FO水通量增加.但有些研究者认为当流速在小范围改变时，并不足以引起传质及外部浓差极化的改变.流向指原水流和汲取液流的相对方向，为顺流或逆流.但可能由于FO研究的规模都很小，流向对FO的影响并未体现出来.4 存在问题虽然FO成为近年来的研究热点，但目前仍未得到广泛应用，浓差极化、膜污染、汲取液溶质返混，汲取液的后处理等问题亟待解决.4.1 浓差极化4.1.1 外部浓差极化和内部浓差极化外部浓差极化发生在FO膜外部，即活性层和支撑层的表面.可分为浓缩型外部浓差极化和稀释型外部浓差极化.当采用AL-FS模式时，原水中水分子通过FO膜时，溶质(污染物)被截留，在膜的活性层与原水界面区域溶质浓度越来越高，发生浓缩型外部浓差极化(图2a)，在膜的支撑层与汲取液界面区域溶质浓度会被水稀释;当采用AL-DS模式时，水分子通过FO膜进入汲取液，膜的活性层与汲取液界面区域汲取液被稀释，溶质浓度降低，发生稀释型外部浓差极化(图 2b)，同时在膜的支撑层与原水界面区域发生浓缩型浓差极化.内部浓差极化发生在FO的支撑层内部，分为浓缩型内部浓差极化和稀释型内部浓差极化.当AL-FS 时，发生稀释型内部浓差极化(图 2a蓝色区域);当AL-DS时，发生浓缩型内部浓差极化(图2b蓝色区域).与发生在支撑层内部浓差极化相比，发生在支撑层外部的浓差极化可以被忽略.图 2内部浓差极化和外部浓差极化(a. AL-FS模式下的浓缩型外部浓差极化和稀释型内部浓差极化, b. AL-DS模式下的稀释型外部浓差极化和浓缩型内部浓差极化)4.1.2 浓差极化对水通量的影响(1)外部浓差极化2006年，McCutcheon等根据薄膜理论分析外部浓差极化.浓缩型外部浓差极化仅发生在原水侧：(2)稀释型外部浓差极化与浓缩型浓差极化相似，但是仅发生在汲取液侧：(3)式中，πFeed，m和πDraw，b分别是原水一侧膜表面和主体溶液的渗透压;πDraw，m 和πDraw，b分别是汲取液一侧膜表面和主体溶液的渗透压(bar);JW是水通量(L·m-2·h-1);κ是传质系数(m·s-1).传质系数κ与Sh密切相关，其中(4)式中，D是溶质的扩散系数(m2·s-1);dh是水力直径(m);Sh舍伍德数由公式(5)(6)获得：(5)(6)式中，Re是雷诺数，Sc是施密特数，L是管道长度(m).(7)式中，L，H分别是矩形槽的长(m)和高(m).水通量可以简化为：(8)式中，A是水透过膜的渗透系数(m3·m-2·s-1·bar-1).由公式(2)(3)(8)，McCutcheon and Elimelech得到水通量可以表示为(9)该公式既包含了浓缩型外部浓差极化，也包含了稀释型外部浓差极化. 随后，Zhao等对该公式进行了修正，得到(10)但该模型并不包含内部浓差极.(2)内部浓差极化有学者采用溶液扩散理论对内部浓差极化进行研究，得到水通量公式(11：(11)式中，K为溶质在多孔支撑层内的阻力系数(s·m-1).而(12)式中，t、τ、ε为支撑层的厚度(m)、弯曲度、孔隙率.但是公式(12)仅适用于水通量较小的情况，对FO膜而言，水通量相对较大，因此需要深入研究，分别讨论浓缩型和稀释型内部浓差极化.对于浓缩型内部浓差极化(AL-DS模式下)和稀释型内部浓差极化(AL-FS模式下)，水通量的表达式分别如公式(13)和(14)：(13)(14)式中，B是溶质的渗透系数(m·s-1).(3)内部浓差极化和外部浓差极化为更好地表达浓差极化对水通量的影响，将以上内部浓差极化和外部浓差极化公式综合得到AL-DS和AL-FS模式下的浓差极化公式(15)(16)：AL-DS模式(15)AL-FS模式(16)4.1.3 浓差极化的控制两种类型外部浓差极化均降低膜两侧的渗透压，使水通量降低.外部浓差极化可以通过增大流速，加剧膜表面湍流程度，增大膜表面剪切力等方法，使膜表面溶液浓度与主体溶液浓度尽可能地达到均一来削减其影响，也可以通过降低水通量，减小膜表面溶液浓度的变化，从而缓解外部浓差极化.内部浓差极化发生在支撑层内部，由公式(12)来看内部浓差极化与FO膜支撑层的弯曲度τ、厚度t、隙率ε、溶质的传质系数D有关，因此削减内部浓差极化，必须从膜制备和膜改性等方面考虑，使之成为无多孔支撑层结构的膜，使溶质分子无法渗透进入支撑层内部.4.2 膜污染膜污染问题是几乎所有膜分离技术的重要问题.膜污染使FO水通量下降.但在某些条件下可以有限的提高目标污染物的截留率，如Hancock等采用FO对TrOC(医药、个人护肤品，增塑剂和阻燃剂)进行截留，发现由于膜污染，污染物的截留率>99%;而对于微污染物，Linares等发现污染后的FO膜对亲水类中性化合物、疏水类中性化合物和离子态化合物的的截留率均高于未发生污染的膜.但膜污染过于严重时，会影响出水水质，甚至会增加能耗和处理成本.FO膜污染几乎是可逆的，比RO过程中发生的膜污染程度轻.原因是FO操作时压力小，形成的污染层较疏松，通过简单的物理清洗就可以去除.但若长期应用到实际废水的过滤工艺中，也会产生不可逆的膜污染，需要通过选择合适的化学试剂进行清洗，来恢复其通量.4.2.1 膜污染类型膜污染包括有机污染、无机污染和微生物污染.更多FO研究针对的是有机污染.有机污染与分子内的粘附力有紧密关系，而且有机物之间的相互作用也可能影响膜污染的速度和程度.FO膜表面的有机污染是由化学作用和水力作用共同导致，化学作用主要是架桥，水力作用包括渗透拖曳力和表面剪切力.能够在膜表面形成有机污染的物质包括海藻酸钠，牛血清白蛋白，腐殖酸，富里酸，溶菌酶等.导致膜表面无机污染的污染物主要为钙、硅等.钙离子除了直接在膜表面形成无机结垢污染，还能通过使有机污染物之间产生架桥作用，加重有机污染.硅纳米颗粒主要是在膜表面形成胶体污染.生物污染主要由水中的微生物及其所分泌的胞外多聚物(EPS)导致，尤其是在FO-MBR 中，原因是FO膜多呈疏水性膜，而生物聚合物中的蛋白质也多为疏水性物质，容易在膜表面沉积.4.2.2 膜污染的影响因素FO膜的亲疏水性，膜表面电荷，粗糙度，表面官能团对膜污染均有影响.对膜表面进行修饰或合成新复合薄膜，改变膜表面特性，可以使其防垢性增强.原水中的污染物也影响膜污染.往往污染物-膜表面、污染物之间会产生协同作用，使污染加重，水通量下降.操作条件对膜污染也有影响，主要是膜方向、温度和流速.AL-DS模式比AL-FS模式更易受污染.温度升高会使膜结垢和清洗问题加剧.温度的改变还会改变污染物的对流和扩散作用，从而影响膜污染.流速的提高可以增强膜表面的水力剪切作用，防止污染物在膜表面沉积.4.3 汲取液溶质返混FO过程中，由于膜两侧的浓度不同，汲取液中的溶质会通过FO膜进入原水中，这种现象被称为汲取液溶质返混.溶质返混使渗透压降低，引起膜污染，从而影响FO的稳定运行.溶质返混现象在FO过程中是不可避免的，受到汲取液物化性质(扩散性，离子或分子尺寸，粘度)，流速，膜结构，内外浓差极化等因素的影响.4.4 汲取液再生汲取液再生是影响FO技术能耗的关键.传统用RO再生能耗太高.目前，汲取液的再生方法包括：①直接利用，如灌溉、沙漠修复;②热分离;③膜分离技术，如RO、NF、UF、MD、ED;④化学反应沉淀;⑤刺激响应及其相关的组合工艺等.汲取液再生是影响FO技术能耗的关键.传统用RO再生能耗太高.目前，汲取液的再生方法包括：①直接利用，如灌溉、沙漠修复;②热分离;③膜分离技术，如RO、NF、UF、MD、ED;④化学反应沉淀;⑤刺激响应及其相关的组合工艺等.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。