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正渗透技术分析

 

正渗透是指在一层膜的两边放置两种不同浓度的溶液,因为水的特性,水分子会自然穿过这层膜,从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动。此过程为 自发过程,不需要额外能量的输入,而整套正渗透 技术也仅在汲取液重浓缩阶段需要一定的能量输 入,因此正渗透技术能耗相对较低。

 

正渗透膜技术是相对于反渗透技术而提出来的,由于微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)水处理技术都是基于压力过滤的原理,即让浓度较高一侧的水分子流向较低一侧,与反渗透技术相比较,正渗透技术具有得天独厚的优势:独有的驱动液体系,不需要外界的压力推动分离过程,低压甚至无压操作,能耗低;污染低,进水要求宽松,分离效果好;材料本身亲水,没有外加压力推动,不易形成滤饼层,可以有效防止膜污染,而且清洗时方便。在脱盐过程中,回收率高,没有浓盐水的排放,实现零排放,是环境友好型技术。发展到现在,正渗透技术已不仅仅限于海水淡化领域的应用,其应用范围已经拓展至水净化、废水处理及食品医药等领域。

 

正渗透不同于压力驱动膜分离过程,它不需要额外的水力压力作为驱动力,而依靠汲取液与原料液的渗透压差自发实现膜分离。这一过程的实现需要几个必要条件:

 

1)可允许水通过而截留其他溶质分子或离子的选择性渗透膜及膜组件

 

2)提供驱动力的汲取液

 

3)对稀释后的汲取液再浓缩途径。

 

理想的正渗透膜应需具备截留率高、水通量高、亲水性好的功能层,厚度薄、孔隙率高、曲折因 子低、机械强度高的支撑层,同时还需具备耐腐蚀 能力较强和应用范围较广等特征.最早研究中使用的正渗透膜主要是反渗透膜和改性的纳滤膜。随着研究的不断深入,发现由于反渗透膜具有较厚的多孔支撑层,其内浓差极化较大,导致水通量降低较快。

 

Hydration 水提取膜包是目前仅有的几个正渗透技术商业化应用之一。当饮用水缺乏时用于从脏水中获得饮用水。由正渗透膜做成一个密封的包,里面放有可食用的汲取溶液(糖类和饮料粉未)。当把这种膜包浸入脏水中时,水在渗透压作用下扩散进入膜包,稀释的汲取溶液就是可饮用的水溶液。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,特别适用于野外救生和军事应用。

 

正渗透技术也有着自己的瓶颈,目前还没有找到非常靠谱的驱动液溶质。

 

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