正渗透

正渗透膜处理技术
汇报人 赵玉 学号 1432830
Contents
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正渗透的定义及原理 正渗透技术的研究热点 正渗透技术的优缺点
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正渗透技术的应用及展望
正渗透的定义
正渗透(Forward Osmosis,简称FO)是以选择性分 离膜两侧的渗透压差为驱动力,溶液中的水分子从 高水化学势区(原料液侧)通过选择性分离膜向低 水化学势区(汲取液侧)传递,而溶质分子或离子被 阻挡的一种膜分离过程。
废水和垃圾渗出液的处理 海水淡化
正渗透 应用
水袋 浓盐水再浓缩 航天工程应用
食品、医药以及其他
• 进料溶液 0.5mol/LNaCl, 驱动溶液为6mol/L铵盐 • 膜通量 25 L/(m2· h) • 盐的截留率大于95% • 通过适度加热(约 60℃), 将铵盐分解成氨和 CO2 并循环使用。 • 节能
正渗透的原理
正渗透过程的驱动力是驱动液与原料液的渗透压差，渗透压 π 由van’t Hoff 渗透压模型得： π=cRT 其中：C是溶液中溶质浓度，R是气体常数，T是热力学温度。 压力驱动膜过程的通量模型为： Jw=A(ΔP-Δπ) 其中: Jw为水通量，A为膜的水渗透系数,Δ π 为膜两侧的渗透 压差,Δ P为在驱动液侧的外加压力。
外部浓差极化
进料液一侧的浓差极化与RO 过程相同，是浓缩型的外部浓差极 化；由于提取液被透过液稀释，造成了膜面的溶质浓度低于提取 液主体浓度，即稀释型的外部浓差极化。
内部浓差极化 浓差 溶质 当活性层朝向提取液侧时，进水中的溶质会扩散充满多孔支撑层， 膜污染 驱动液 造成溶质在活性层上的累积，因而活性层两侧有效的水化学势差 极化 返混 分离
高渗 透压
驱动液的发展
硫酸铝、KNO3、SO2、MgSO4、葡萄糖、果糖、蔗糖
McGinnis等 氨水+CO2（25 MPa） 60℃加热 回收 Adham等 氨基化硅烷偶联剂修饰磁性粒子 （25 psi） Mikhaylova等 BSA+氨基修饰的磁性纳米粒子
正渗透实验装置
正渗透技术的优势
正渗透技术的主要问题
新型的正渗透海水脱盐系统
废水和垃圾渗出液的处理 海水淡化
正渗透 应用
水袋 浓盐水再浓缩 航天工程应用
食品、医药以及其他
正渗透工艺以其能耗低、产水率高等优点，已在发电、 海水淡化、污水处理、食品工程及制药工业等诸多领域中 表现出极大的应用潜力，成为近年来膜分离技术领域的研 究热点之一。尽管目前在正渗透膜元件以及提取液等方面 还存在不足，但随着膜科学技术的快速发展，正渗透工艺 将成为一项潜力巨大、应用广泛的新型水处理技术。
正渗透的原理
纤维支撑层
膜结构
多孔支撑层
皮层
理想的正渗透膜
致密的皮层
支撑层薄
正渗透膜
亲水性好 水通量高
高机械强度
耐腐蚀
基于反渗透膜材料的FO材料 HTI公司的乙酸纤维素类FO膜 PBI中空纤维正渗透膜
相转化法
正渗透膜制备
复合膜 改性膜
理想的驱动液
无毒
与膜 兼容
驱动液
易分 离回 收
低于其在膜面之差，此即浓缩型的内部浓差极化； 当活性层朝向进水侧时，提取液将充满多孔支撑层，由于产水的 稀释作用，造成了活性层上溶质浓度低于膜面浓度，此即稀释型 内部浓差极化。
污泥和垃圾渗出液的处理 海水淡化
正渗透 应用
水袋 浓盐水再浓缩 航天工程应用
来自百度文库
食品、医药以及其他
渗透膜生物反应器(OMBR)的流程图