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更新時間：2023-03-27 17:42:51瀏覽次數(shù)：299次
聯(lián)系我時，請告知來自 環(huán)保在線正向滲透又稱滲透，是指水或其它溶劑透過天然或人造的半透膜，由低溶質(zhì)濃度側(cè)傳遞到高溶質(zhì)濃度側(cè)的過程，是自然界中廣泛存在的一種物理現(xiàn)象
正向滲透又稱滲透，是指水或其它溶劑透過天然或人造的半透膜，由低溶質(zhì)濃度側(cè)傳遞到高溶質(zhì)濃度側(cè)的過程，是自然界中廣泛存在的一種物理現(xiàn)象。
正向滲透技術(shù)（Forward osmosis, FO）是近年來發(fā)展起來的一種濃度驅(qū)動的新型膜分離技術(shù)，它是依靠選擇性滲透膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動力自發(fā)實現(xiàn)水傳遞的膜分離過程，是目前世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點之一。
正向滲透過程無需外加壓力，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(fā)的由低滲透壓的原水側(cè)汲取出來，而且將原水中的其他溶質(zhì)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(huán)利用。驅(qū)動水分子由低濃度側(cè)向高濃度側(cè)流動的動力是半滲透膜兩側(cè)的滲透壓差值。
正向滲透膜通常由活化層和支撐層組成，當原水流過活化層一側(cè)，滲透壓遠高于原水的汲取液同時流過正向滲透膜的支撐層一側(cè)，水分子自發(fā)的由原水側(cè)向汲取液側(cè)不斷流動，由于正向滲透膜對原水中的鹽分和其他污染物具有截留作用，因此原水中的溶質(zhì)被濃縮，同時汲取液則被透過正向滲透膜的水分子稀釋。
汲取液對于正向滲透應(yīng)用極為關(guān)鍵，直接影響著水處理效率，及汲取液再生過程的能量消耗。好的汲取液應(yīng)具有以下幾個特點： 能產(chǎn)生較高的滲透壓驅(qū)動力、具有較低的粘度、具有極低的反向透過正向滲透膜的速度、較高的擴散系數(shù)、無毒、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定、不與膜發(fā)生化學反應(yīng)、不改變膜材料的性能和結(jié)構(gòu)、能夠通過簡單經(jīng)濟的方法與水分離、能夠重復(fù)使用。
目前的汲取液主要可以分為五類（如圖），
針對不同的滲透壓，汲取液再生過程可以輔以不同的技術(shù)， 包括反滲透，膜蒸餾，電滲析等等。
正向滲透技術(shù)的優(yōu)點非常明顯：
（1）可低壓甚至無壓操作，因而能耗較低；
（2）對許多污染物幾乎可截留，分離效果好；
（3）抗污染能力強，而且由于低壓操作，即使形成了污染層也會比較疏松，非常容易清洗，對比反滲透工藝，可以大大降低對于進水水質(zhì)的要求，從而能夠處理一些反滲透無法處理的高污染類廢水，或者大大減少預(yù)處理工藝，做到工藝的集成整合。
（4）正向滲透采用特殊的溶質(zhì)配制汲取驅(qū)動液，可以通過配制高濃度的汲取液，從而得到更高的滲透驅(qū)動壓力，以實現(xiàn)傳統(tǒng)反滲透無法應(yīng)用的高壓運行效果，達到更高的水回收率；
正向滲透的缺點也同樣非常明顯：
（1） 單獨FO過程不能取得純水，只能實現(xiàn)低滲透壓原液的濃縮和高滲透壓汲取液的稀釋。而且當預(yù)處理能耗不高的情況下，F(xiàn)O+RO的能耗會比RO系統(tǒng)能耗更高。
（2） 目前汲取液及其回用技術(shù)選擇有限，主要為NH3-CO2體系和NaCl體系。
（3） 在選用NaCl等鹽類做汲取液時，回用方式一般為反滲透。由于汲取液一側(cè)的滲透壓需要高于原液的滲透壓，通常汲取液的回用過程需要更高的驅(qū)動壓力。
綜合考慮FO技術(shù)的優(yōu)缺點，正向滲透技術(shù)的應(yīng)用可包括三類：
a. 針對于高難（高污染）廢水，利用正向滲透過程中原液濃縮的相關(guān)應(yīng)用，如垃圾滲濾液濃縮，各類污水濃縮、厭氧消化液濃縮及高鹽度廢水濃縮（如反滲透濃水、煤化工鹽水等）；
b. 利用正向滲透過程中汲取液被稀釋的相關(guān)應(yīng)用。如使用肥料汲取液稀釋后用于農(nóng)業(yè)當中；滲透稀釋海水用于海水淡化；使用糖漿汲取液，用于、遠征探險過程中直接處理雨水、污水為可飲用的高能量水；
c, 在熱敏（如食品飲料行業(yè)）物質(zhì)濃縮、貴重物資回收和（痕量）污染物去除領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用。
簡單來說，當所選應(yīng)用符合以下幾個條件之一的時候，正向滲透技術(shù)可能會很好地發(fā)揮其優(yōu)勢。一，所處理水質(zhì)具有高度污染傾向；二，需要更高的截留率；三，需要更高倍數(shù)的濃縮；四，需要超低壓甚至無壓運行；五，需要低溫濃縮；六，同時具備需要濃縮的原液及需要稀釋的汲取液。
正向滲透應(yīng)用場景中最能夠發(fā)揮其優(yōu)勢的一類應(yīng)用是獨立正向滲透過程，不需要輔以汲取液再生，該過程充分利用滲透壓驅(qū)動，以的能耗完成對高滲透壓流體的稀釋或低滲透壓流體的濃縮。目前該類應(yīng)用場景包括：戶外應(yīng)急正向滲透應(yīng)急凈水包； 用化肥濃縮液作為汲取液回用工業(yè)或生活廢水； 利用海水或海淡過程的濃鹽水作為汲取液對石化生產(chǎn)廢水等進行濃縮減排； 利用海水與淡水（如河水或生活／工業(yè)污水）通過PRO（壓力阻滯滲透）過程發(fā)電等。
此外在傳統(tǒng)生產(chǎn)制造過程中存在大量的濃縮及稀釋過程可以通過FO技術(shù)進行工藝升級，進一步簡化過程并降低能耗。其它應(yīng)用則需要正向滲透與汲取液回用技術(shù)結(jié)合。此時汲取液的選擇非常重要，需要考慮到汲取液的反向滲透，回收技術(shù)，滲透壓差，穩(wěn)定性，溶質(zhì)擴散性，粘度等因素。其中汲取液的反向滲透太高，會直接影響產(chǎn)水水質(zhì)與汲取液的補加成本。目前正向滲透技術(shù)研究在海水淡化與垃圾滲濾液處理上取得了不少積極的成果，未來應(yīng)用前景逐漸明朗。
應(yīng)急凈水包
應(yīng)急凈水包是利用正向滲透膜技術(shù)針對惡劣條件開發(fā)的民、產(chǎn)品，目前已經(jīng)裝備于美國陸戰(zhàn)隊等。在使用時凈水包內(nèi)的營養(yǎng)液（包括糖份，礦物質(zhì)，無機鹽等）會從周圍受損水體或海水中吸取純水，得到可以直接引用的水體。該發(fā)明為驢友戶外探索和戰(zhàn)斗作訓等提供了良好的飲水保障。
肥料灌溉正向滲透應(yīng)用
農(nóng)業(yè)用水是目前世界上淡水資源消耗的主要領(lǐng)域之一，F(xiàn)O技術(shù)的發(fā)揮了正向滲透的特點，選擇生活污水或工業(yè)污水為原液，高濃度的肥料母液為汲取液，稀釋后的汲取液（不需要再生）用于灌溉，所以整體工藝合理，將原來的先過濾再使用的兩步過程簡化為一步完成，以更低的能耗實現(xiàn)污水的過濾回用。
垃圾滲濾液處理
垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜， COD普遍很高，有很強的污染傾向，傳統(tǒng)處理方式為調(diào)節(jié)池+生化+NF+RO等工藝，投資成本和遠營成本均很高。正向滲透技術(shù)可以在該領(lǐng)域很好的發(fā)揮抗污染的優(yōu)勢，處理，簡化處理工藝，實現(xiàn)更高的回收率，運行穩(wěn)定，管理方便，工藝簡單，建設(shè)及運行費用低，無廢氣。
垃圾滲濾液（高難廢水）正向滲透工藝過程
目前越來越多的公司和高校已經(jīng)開始投入正向滲透技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)。其中耦合FO技術(shù)海水淡化，垃圾滲濾液處理等發(fā)展較快，隨著正向滲透技術(shù)在各不同應(yīng)用中的工藝路線逐漸成熟，相信在不遠的未來，正向滲透技術(shù)將在更多的領(lǐng)域真正幫助降低水處理成本，提升水資源的使用效率，并實現(xiàn)大范圍的商業(yè)化應(yīng)用。
正向滲透組件
正向滲透小試裝置
正向滲透中試裝置
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