正滲透
正滲透
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。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(Feed solution),另一種為具有較高滲透壓的驅動溶液(Draw solution),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於滲透壓差(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-retarded osmosis,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。
相對於壓力驅動的膜分離過程如微濾、超濾和反滲透技術,這一技術從過程本質上講具有許多獨特的優點,如低壓甚至無壓操作,因而能耗較低;對許多污染物幾乎完全截留,分離效果好;低膜污染特徵;膜過程和設備簡單等。在許多領域,特別是在海水淡化、飲用水處理和廢水處理中表現出很好的應用前景。
作為一種新型的技術,近年來,以美國、以色列和新加坡為代表的國家投入大量資金進行研究,並且取得了階段性成果。而國內的研究剛剛起步,還未見相關的應用報道。雖然國內近兩年開始有文章介紹這一技術,但是都不夠系統或準確。針對以上情況,本文就正滲透膜技術在水處理中的應用進展作以綜述。
如果要實現正滲透技術淡化海水或者凈化水質的話,其中有兩個核心。
一、相關的正滲透膜技術,二、便是驅動溶液的配製。
不同於反滲透膜技術需要高壓和相關膜技術,正滲透技術對於驅動溶液的高效性、低能耗性、可重複利用性十分依賴。