技術(shù)優(yōu)享丨正滲透技術(shù)

簡(jiǎn)介

正滲透是指水從較高水化學(xué)勢(shì)(或較低滲透壓)側(cè)區(qū)域通過(guò)選擇透過(guò)性膜流向較低水化學(xué)勢(shì)(或較高滲透壓)-側(cè)區(qū)域的過(guò)程。在具有選擇透過(guò)性膜的兩側(cè)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(Feed solution)，另一種為具有較高滲透壓的驅(qū)動(dòng)溶液(Draw solution)，正滲透正是應(yīng)用了膜兩側(cè)溶液的滲透壓差作為驅(qū)動(dòng)力，才使得水能自發(fā)地從原料液一側(cè)透過(guò)選擇透過(guò)性膜到達(dá)驅(qū)動(dòng)液-側(cè)。當(dāng)對(duì)滲透壓高的一側(cè)溶液施加一個(gè)小于滲透壓差(aTr)的外加壓力(△P)時(shí)，水仍然會(huì)從原料液壓~側(cè)流向驅(qū)動(dòng)液-側(cè)，這種過(guò)程叫做壓力阻尼滲透(Pressure-retarded osmosis，PRO)。壓力阻尼滲透的驅(qū)動(dòng)力仍然是滲透壓，因此它也是一種正滲透過(guò)程。

前景

相對(duì)于壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離過(guò)程如微濾、超濾和反滲透技術(shù)，這一技術(shù)從過(guò)程本質(zhì)上講具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如低壓甚至無(wú)壓操作，因而能耗較低;對(duì)許多污染物幾乎完全截留，分離效果好;低膜污染特征;膜過(guò)程和設(shè)備簡(jiǎn)單等。在許多領(lǐng)域，特別是在海水淡化、飲用水處理和廢水處理中表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。

作為一種新型的技術(shù)，近年來(lái)，以美國(guó)、以色列和新加坡為代表的國(guó)家投入大量資金進(jìn)行研究，并且取得了階段性成果。而國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步，還未見(jiàn)相關(guān)的應(yīng)用報(bào)道。雖然國(guó)內(nèi)近兩年開(kāi)始有文章介紹這一技術(shù)，但是都不夠系統(tǒng)或準(zhǔn)確。針對(duì)以上情況，本文就正滲透膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展作以綜述。

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核心

如果要實(shí)現(xiàn)正滲透技術(shù)淡化海水或者凈化水質(zhì)的話，其中有兩個(gè)核心。

一、相關(guān)的正滲透膜技術(shù)，二、便是驅(qū)動(dòng)溶液的配制。

不同于反滲透膜技術(shù)需要高壓和相關(guān)膜技術(shù)，正滲透技術(shù)對(duì)于驅(qū)動(dòng)溶液的高效性、低能耗性、可重復(fù)利用性十分依賴。

常常在使用過(guò)程中將碳酸氫銨/氨水混合成驅(qū)動(dòng)溶液，將"低"濃度的海水"吸"過(guò)來(lái)。而正滲透膜起到一個(gè)選擇性通過(guò)的作用，然后再將被稀釋過(guò)的溶液適度的加熱分解成氨氣和二氧化碳，剩下的就是干凈的水了。如此循環(huán)下去從而得到純度較高的水。這個(gè)過(guò)程比多級(jí)閃蒸節(jié)省了85%的能量。