正渗透在水处理中的研究应用进展

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(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。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,并展望其应用前景。     

正渗透汲取液的研究进展

<正>渗透是一种以汲取液(或汲取质)渗透压为驱动力,籍助半透膜的自发进行的膜分离过程,具有膜污染轻、易于清洗等特点,是目前膜分离、脱盐以及能源技术领域的研究热点,其应用前景十分广阔。汲取液(或汲取质)是正渗透过程的关键因素之一,其种类及再生方法决定着正渗透过程的应用场合和综合成本,对正渗透技术的发展具有极其重要的影响。文章重点归纳总结了正渗透汲取液(或汲取质)的种类及其再生方法,并首次给出了常见的钠、钾、镁和铵盐汲取液的渗透压计算公式及其必需的参数值(25℃),同时指出了汲取液的发展方向。     

正渗透膜分离技术及其在水处理中的应用与研究

渗透是一种仅依靠渗透压驱动的分离过程,基于渗透现象发展起来的正渗透膜分离技术,目前在国际上得到了广泛的研究。文章综述了正渗透膜分离过程的基本原理、影响因素以及国际上的应用研究现状,并展望了未来该领域的研究方向。     

渗透汽化膜分离技术在环保中的应用

渗透汽化膜分离技术 (PV)和传统的分离技术相比 ,它具有技术可靠、工艺简单、操作方便及费用经济等优点。主要应用于有机溶剂脱水、有机混合物的分离等 ,并部分实现了工业化。随着高分子科学以及膜合成技术的发展 ,PV逐渐应用到一些新的领域。主要介绍了渗透汽化膜分离的基本原理 ,以及它在环保领域的新应用。     

正渗透技术研究现状及进展

作为一种新型膜处理技术,正渗透技术自20世纪50年代建立以来,在环保、能源、海水淡化等领域受到越来越广泛的关注;其经历了从实验室研究,中试实验,到少量的商业化应用,技术日臻完善.本文综合了国内外相关文献的信息,从正渗透膜制备、浓差极化、汲取液及正渗透应用等四方面对正渗透技术的研究现状及进展进行了综述,并分析了其应用过程中存在的缺陷和未来发展趋势.正渗透技术的研发虽取得了显著进展,但仍存在应用瓶颈.正渗透膜仍存在对某些污染物的截留率不高、支撑层内浓差极化大、造价较贵等问题;影响浓差极化的因素尽管已经比较清楚,但至今尚无有效大幅度降低甚至消除内浓差极化的方法;汲取液存在反向渗透较重、回收过程能耗较大等问题;正渗透技术的应用范围,特别是在工业废水处理领域还需拓展.     

正渗透膜技术在水处理中的应用进展

<正>渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水在膜中的传递。相比于压力驱动的膜分离过程如微滤、超滤技术,正渗透膜过程具有低压或无压操作、低能耗和低膜污染等一系列优点。作为一种新型的膜技术,近年来受到国内外专家的极大重视。文章介绍了正渗透膜过程的原理和技术特点,并综述它在海水淡化、水净化和废水处理领域的应用进展。在此基础上,对正渗透膜技术的发展方向做了展望。     

剩余污泥胞外聚合物回收:藻酸钠正渗透分离的影响因素

剩余污泥中胞外聚合物（EPS）具有巨大的回收价值。然而,回收的EPS溶液含水率接近100%,其浓缩脱水是亟待解决的关键问题。正渗透（FO）膜分离具有膜污染小、浓缩率高、耐高浓度等特点,已成为新兴的节能脱水技术。提出了一种新型的死端FO浓缩方式,调查了模拟EPS（藻酸钠）的正渗透脱水行为。结果显示:FO膜活性层朝向料液侧时水通量下降速率小;类似于外加压力驱动,扫流模式可以减轻FO膜污染,提高水通量;为防止FO膜的拉伸变形,隔板需进行合理设计（如适宜的开孔率）,以缓解水通量的下降;不同于外加压力驱动,尽管Ca2+也可减轻膜污染,但效果有限。     

正渗透微生物燃料电池反向溶质通量和膜污染控制技术研究进展

正渗透微生物燃料电池（OsMFC）采用正渗透（FO）膜代替传统微生物燃料电池（MFC）中的质子交换膜,可以在回收生物电的同时借助FO膜对原料液即阳极污水进行处理并提取高质量水,该技术受到广泛关注。与传统MFC相比,OsMFC在产电性能和出水水质方面均有提升。但是,FO膜的引入使得OsMFC系统反向溶质扩散和膜污染等问题十分突出,进而导致FO膜的水通量降低,OsMFC的产电和产水性能下降,限制了OsMFC的发展和应用。随着近年来材料和生物等领域的不断发展,上述问题可以通过合理的技术手段解决。从优化OsMFC性能出发,重点从反向溶质通量（RSF）控制和膜污染控制2个方面对近几年的研究进行分析和总结,主要包括通过膜材料的选择、汲取液的选择和OsMFC系统内产电对RSF进行抑制,以及通过膜污染形成机制、膜污染的技术调控、膜污染清洗、膜材料的改性和阳极微生物的筛选与培养对膜污染进行控制,并对未来OsMFC的RSF和膜污染的控制技术进行了展望。     

石墨烯在水处理膜改性中的研究与应用

膜污染制约着膜分离技术的可持续发展。新型抗污染膜材料的研发是膜技术进一步发展的关键突破口,通过改性提升现有膜材料的抗污染性能一直是膜技术领域的研究热点。石墨烯因具有诸多独特的理化特征,近年来在膜改性领域备受关注。文章综述了不同石墨烯类材料的特点以及常用的膜改性方法,并详细阐述了石墨烯类材料在反渗透、正渗透、纳滤、超/微滤、渗透汽化以及导电膜领域内的膜改性研究及应用进展,并对今后的研究发展进行了展望,旨在推进新型膜材料的实际应用进展。     

膜法水处理技术及研究进展

综述了反渗透、微滤、超滤、纳滤、渗透蒸发、液膜等几种常见膜技术的应用现状及进展情况 ,主要对反渗透膜的原理、流程、存在的问题及开发和利用情况进行了介绍。简单概括了近年发展起来的双极膜等新膜分离技术的开发研究。展望了膜分离技术的前景     

正渗透汲取液类型及分离回收工艺研究进展

正渗透作为一种新兴的水回用和脱盐技术,能够缓解清洁水源和能源短缺现状。汲取液是限制正渗透技术发展的关键因素之一,高效的汲取液不仅能提供较大的驱动力促进正渗透过程的进行,还能使处理成本大大降低。因此需对汲取液的发展历程、现状和趋势有较全面的认识。介绍了利用正渗透产生清洁水、汲取液分离再生的相关研究,在对正渗透及汲取液简单概述后,综述了已存在的正渗透汲取液的优缺点、类型、效率和分离回收工艺。最后,提出了正渗透汲取液的发展方向和建议,以便设计研究出更适合正渗透过程的汲取液。     

对称正渗透膜制备及膜性能表征

文章以聚乙烯醇、氧化石墨烯、间苯二胺和均苯三甲酰氯为制膜材料,采用溶液浇注法制备对称正渗透膜,考察各物质含量对膜性能的影响,并对膜进行结构表征和性能测试。结果表明,当以去离子水为原料液,2 mol/L硫酸镁溶液为汲取液时,所制备正渗透膜通量为3.5 LMH,盐反向通量为9.8 gMH。同时,SEM和通量测试表明所制备正渗透膜呈无支撑层的对称结构,可以避免内浓差极化对通量造成的影响,且具有较高的抗污染性能。     

化肥驱动正渗透工艺处理生活污水的研究进展

采用化肥驱动正渗透（fertilizer driven forward osmosis, FDFO）工艺处理生活污水,不仅有效降低受纳环境风险或减少水体污染,同时经稀释后的化肥汲取液可直接用于周边农田灌溉,实现了生活污水处理与农田灌溉水肥一体化协同效应,具有良好的应用前景。目前,FDFO处理生活污水处于实验室小试和部分现场中试验证阶段,规模化应用的关键核心在于高效正渗透膜的开发、膜装置设计的改进、膜表面水力学参数的优化及膜污染缓解技术水平的提升。文章综述了近10年FDFO工艺在处理生活污水中的应用,重点阐述了FDFO工艺的膜装置类型与工艺流程、评价指标及其影响因素等3方面,并展望了未来FDFO工艺规模化处理生活污水面临的挑战,以期推动FDFO工艺在处理污水领域的应用。     

正渗透技术在水和废水处理中的应用研究

正渗透(Forward osmosis,FO)技术是一种由渗透压驱动的膜技术,与传统的机械压力驱动的膜技术相比,具有出水水质高、能耗低、操作压力小、设备简单易操作、污染小等特点,近年来在水和废水处理的研究领域受到越来越多的关注.但FO技术目前仍然存在一些问题,如浓差极化、膜污染、汲取液溶质返混和汲取液的后处理等,使之目前仍未得到广泛的应用.本文对已有FO技术的相关文献进行较为全面系统的归纳,介绍了FO技术的原理,以及在海水脱盐、市政污水处理、特种废水处理等领域的应用,讨论了影响FO运行的主要因素(主要包括FO膜、汲取液、原水性质和运行条件等方面),并着重阐述了FO技术目前存在的问题(浓差极化、膜污染、汲取液溶质返混和汲取液的后处理).最后,对FO技术未来的研究和发展方向给出了建议.     

正渗透处理生活污水过程中的膜污染研究

采用海水为驱动液,研究了正渗透处理生活污水过程中的通量变化和膜污染行为.结果表明,采用分离层朝向原料液(AL-FS)的膜过滤方向可以降低膜污染程度,并获得稳定的通量.长时间(144h)的运行下膜两侧均出现不同程度的污染.膜污染分析显示支撑层的污染程度较低.但海水中的硅酸盐可能在其表面形成沉积物.相比之下,分离层形成了厚的污染层,主要是由污水中的物质如有机物、微生物、胶体类、盐类等沉积在膜表面造成,是通量降低的主要原因.正渗透膜对营养物质具有高的截留率,运行结束后海水的总有机碳、氨氮和总磷含量为2.49,2.40,0.05mg/L.说明正渗透采用海水为驱动液处理生活污水具有一定的应用前景.     

聚砜膜制备及正渗透处理酸性矿井水试验研究

采用正渗透(FO)工艺处理酸性矿井水(AMD),以NaCl为原料液、MgCl2为汲取液,研究了汲取液浓度、膜取向、流速等操作条件对正渗透水通量及反向溶质扩散的影响。结果表明:FO对AMD中的Al3+、Fe2+、Cu2+、Zn2+等金属离子的截留率分别达到99.8%、100%、98.9%和99.5%,硫酸盐的截留率达到97.5%;采用纳滤工艺回收正渗透汲取液,对于Mg2+的截留率达到73.3%。     

季铵化纳米SiO2-N+@PCMS荷电改性正渗透复合膜及其对四环素的分离性能

通过化学法合成叔胺化纳米SiO₂(SiO₂-N)和聚对氯甲基苯乙烯(PCMS),利用SiO₂-N中的叔胺基与PCMS中的氯甲基反应,生成大分子季铵化纳米SiO₂(SiO₂-N⁺@PCMS),通过进一步与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,以相转化法制备纳米荷电改性的PCMS/PVDF支撑底膜,进而采用界面聚合法制备正渗透(FO)复合膜.采用红外光谱、扫描电镜、zeta电位计和接触角测定仪等对支撑底膜和FO膜表面的化学结构、形貌、荷电性和亲水性等进行了分析,并通过正渗透装置对膜的分离性能进行了测试.结果表明该改性正渗透膜具有较好的荷正电性能,且随着SiO₂-N的加入可以有效提高正渗透膜的亲水性和分离性能,添加2%的SiO₂-N改性正渗透膜的纯水通量最高可达到22.76 L·m^-2·h^-1,对四环素的截留率可达到98.5%,经3次水-四环素-水循环过滤后,纯水通量恢复率仍然可达到9...     

液膜分离技术在环境保护中的应用

本文介绍了一种很有实用前途的新型膜分离技术——液膜分离技术及其在坏境保护中的应用.此技术以使用液体表面活性剂薄膜为基础,具有很高的渗透度和较好的选择性.因此在废水净化和气体分离中显示出应用的广泛性和经济上的合理性.液膜技术的分离机理包括:通过液膜的选择性渗透、在液膜内或液膜包着的小液滴内的化学反应、由液膜进行的萃取、在液膜与连续相界面的选择性吸附.在液膜分离操作中,表面活性剂的浓度、乳浊液相的组成、混合程度、液膜的吸附能力等对分离效果的好坏有重要影响.     

正渗透去除地表水中DOM的效能研究

采用经砂滤处理后的滆湖水作为原料液,氯化钠溶液作为汲取液,在不同影响因素条件下进行正渗透试验,并对试验后的膜片进行清洗,探究膜污染的可逆性.结果表明:提高汲取液浓度、运行温度及膜面流速均可有效增加膜通量;正渗透对滆湖水体中的溶解性微生物代谢产物、类色氨酸、类富里酸和腐殖酸四种主要DOM成分均有较好的去除效果,DOC、UV₂₅₄截留率均在96%以上;短期运行通过水力清洗几乎可以完全恢复膜通量,而长期运行通过超声清洗可以基本恢复全部膜通量,通过分析膜清洗液可知造成膜污染的主要物质为类色氨酸类和类富里酸类物质.     

膜分离技术在环境工程中的应用

针对日益恶化的环境问题,论述微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗透汽化、液膜、集成膜技术等膜分离技术及特点,介绍膜分离技术在环境工程中的应用现状和存在的主要问题,并对其发展前景作出展望。