正渗透膜法新技术

关于正渗透膜的研究与应用范围的探讨摘要：正渗透是近年来新兴的一种膜处理技术，由于其能耗低、污染低、易于操作、不需要外加压力，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药以及绿色能源方面已经显出巨大的潜在的利用价值。

正渗透膜尤为突出的优势是其采用特殊的溶质配制汲取驱动液，可以人为控制配制高浓度的汲取液从而得到更高的渗透驱动压力，进而达到更高的水回收率。

但是在实际应用中，正渗透膜处理技术仍然处在实验探索的阶段。

正渗透亟待解决的关键问题是寻找合适的膜材料和驱动液，以及减少浓度极化对水通量的影响。

理想正渗透膜应具有高的水通量、低的盐通量和良好的机械强度从而能够保证膜长期稳定的运行。

众多研究者正在不断的探究，对此项技术进行不断的完善。

关键词：正渗透膜；污水处理；海水淡化1.正渗透膜的研究背景及研究现状1.1研究背景在20世纪中后期，正渗透的概念被正式提出的。

最重要的正向渗透过程是膜的选择性渗透。

正向渗透膜一面是高渗透压萃取溶液，水分子从低渗透压一侧扩散到另一侧，从而实现水与杂质的分离，其他分子或离子被截住，该过程不需外界提供压力，所以增大驱动力在这项技术中显得十分重要，可以增加驱动力的方法就是选择合适的汲取液。

1.2国内外研究现状目前国际上关于正渗透膜技术的研究，主要集中在膜材料和提取液解决方案上。

正渗透膜材料主要有以HTI为代表的和其他公司材料这两类。

常用的制膜材料是聚醚砜，聚酰胺，二醋酸纤维素（CA）和三醋酸纤维素（CTA）。

HTI公司生产的三醋酸纤维素膜具有高抗氯性，对热、化学、生物降解不敏感成为应用最广泛的正渗透膜。

汲取液的选择是否合适也是当前国内外研究的一个重要问题，近年来研究者们还不断推出新型汲取液，如水凝胶型汲取液和离子液体型汲取液等。

磁性或亲水性纳米颗粒的优势在于其再生成本较低，不存在反向扩散现象。

为了解决在较低能量下易与纯水分离的问题，可以让水凝胶做提取液。

正渗透过程结束后，在汲取液中添加辅助物质、沉淀剂从而得到纯净水。

《正渗透膜技术及其应用》篇一一、引言正渗透膜技术是一种新型的膜分离技术，其核心在于利用高渗透性的膜材料，通过自然渗透过程实现物质和能量的传递。

这种技术具有低能耗、高效率、环保等优点，因此在海水淡化、污水处理、食品加工等领域具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍正渗透膜技术的原理、特点及其在各领域的应用。

二、正渗透膜技术原理正渗透膜技术基于自然渗透原理，利用高渗透性的膜材料，将待处理的溶液与另一侧的高浓度溶液（通常为高浓度盐溶液）进行隔离。

由于高浓度溶液的渗透压高于待处理溶液，导致水分从待处理溶液侧向高浓度溶液侧自发扩散，从而形成物质和能量的传递过程。

在正渗透过程中，水分子和其他小分子溶质在浓度梯度的驱动下穿过半透膜，而大分子和不可逆溶质则被截留在另一侧。

三、正渗透膜技术的特点正渗透膜技术具有以下特点：1. 自然驱动：正渗透过程主要依赖自然渗透压，无需额外提供能量。

2. 高效节能：正渗透过程具有较高的物质和能量传递效率，相比传统分离技术，具有较低的能耗。

3. 环保：正渗透过程无需添加化学试剂或进行高温高压处理，对环境友好。

4. 适用范围广：正渗透膜技术可应用于海水淡化、污水处理、食品加工等多个领域。

四、正渗透膜技术的应用1. 海水淡化：正渗透膜技术可用于海水淡化领域，通过将高浓度盐溶液与海水隔离，利用自然渗透过程实现海水中的水分与盐分的分离。

该技术具有低能耗、高效率等优点，是海水淡化领域的一种有潜力的技术。

2. 污水处理：正渗透膜技术可用于污水处理领域，通过将待处理的污水与高浓度盐溶液隔离，利用自然渗透过程实现污水的净化。

该技术可有效去除污水中的有害物质和重金属离子，提高水质。

3. 食品加工：正渗透膜技术也可用于食品加工领域，如果汁浓缩、乳品分离等。

通过利用正渗透过程实现物质的分离和浓缩，可提高食品加工的效率和产品质量。

五、结论正渗透膜技术作为一种新型的膜分离技术，具有低能耗、高效率、环保等优点，在海水淡化、污水处理、食品加工等领域具有广泛的应用前景。

正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展摘要：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（比如超滤、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。

文章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了应用前景。

膜分离技术近年来发展迅猛，在净水处理、污水处理与回用以及工业水处理领域应用广泛。

其中反渗透（Reverse osmosis, RO）膜的膜孔径小，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，具有水质好、无污染、工艺简单等优点。

然而RO存在能耗较高、水回收率低、浓水排放、浓差极化和膜污染严重等问题，限制了该技术的广泛应用。

“正渗透（Forward osmosis, FO）是一种常见的物理现象，是指水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。

人类很早就用该技术服务于日常生活，例如用浓盐水干燥和保存食物。

近年来研究发现正渗透技术在水处理领域具有无可比拟的优势，与外界压力驱动的RO过程相比，FO过程无需外加压力，仅依靠渗透压驱动，因此FO能耗小，膜污染相对较轻因而不需要频繁清洗。

另外FO在脱盐过程中回收率高，浓缩盐水可通过结晶分离，没有浓盐水排放，是环境友好型技术。

目前国内关于FO应用于水处理的研究较少，本文简要介绍了FO 技术的基本原理和研究进展，对国内外将FO技术应用于水处理领域的研究进展进行了详述，对存在的问题进行了分析、对应用前景进行了展望，以期将这一新型水处理技术介绍给国内水处理领域的研究人员，推动国内对于该技术的重视和研究。

1 正渗透基本原理如图1所示正渗透、反渗透和减压渗透的原理。

水和盐水两种不同渗透压的溶液分别放置在被半透膜隔开的容器两侧，在没有外界压力时，水会通过半透膜自发地从纯水侧扩散至盐水侧，使盐水侧液位升高，直到膜两侧的液位压力差与膜两侧的渗透压差相等时停止，这就是正渗透过程；当外加压力大于渗透压差（Δp＞Δπ）时，水会从盐水一侧扩散至纯水一侧，这个过程称之为反渗透；对盐水侧溶液施加一个外加压力（ΔP），当外加压力小于渗透压差（ΔP＜Δπ）时，水仍然会从纯水一侧扩散至盐水溶液一侧，这个过程称之为减压渗透（Pressure-retarded osmosis, PRO）。

正渗透技术：海水淡化的新发展日期：2010-11-2联合国日前一份报告预测，到2025年，全球三分之二的人口都将面临饮水危机。

人口增长以及降雨模式的变化将使许多国家把海洋作为饮用水的潜在来源。

但由于海水淡化过程中能源需求庞大，目前的技术尚无法解决人们迫在眉睫的问题。

而据《新科学家》报道，相对于传统的反渗透技术，研究人员找到了能效相对较高的替代性选择——正渗透技术。

现代反渗透海水淡化工厂的能耗效虽然比几十年前有所提高，但一座年生产1.5亿立方米淡水的海水淡化厂也会消耗90兆瓦电力，相当于20台海上风力涡轮机的峰值输出。

反渗透是一个内在的能源密集型过程，自然过程中水流由淡变咸，而反渗透过程正好相反。

如果在海水中注入高浓度的“汲取液”，淡水就可以轻而易举地被提取出来，这就是一些已经开始出现的试验性“正渗透”工厂背后的原理。

美国水化技术创新公司（Hydration Technology Innovations）2004年就推出了一种基于正渗透原理的便携式水过滤器。

正渗透膜被封入小型密封塑料包，包中还含有糖和香料充当汲取液来源。

但是该过滤器生产清洁饮用水的成本较高，只能用于紧急情况，因此无法应对世界性水源危机。

同样是2004年，美国耶鲁大学由梅纳赫姆·伊利米勒（Menachem Elimelech）、杰弗里·麦卡琴（Jeffrey McCutcheon）、罗伯特·麦金尼斯（Robert McGinnis）组成的研究小组将正渗透理念进一步推进。

该小组使用了一种基于碳酸氢铵的汲取液，铵离子和碳酸氢盐离子可以吸引水分子通过薄膜，然后加热溶液至40摄氏度，氨气和二氧化碳便会排出，留下纯净的淡水，而排出的气体可捕获后重新使用。

研究小组称，如果能利用发电厂的余热蒸发气体，该方法的能耗仅是目前海水淡化工厂的20%，但这种技术对工厂的选址要求较高。

正渗透技术面临的另一个挑战是找到合适的薄膜，只让水分通过，排除盐分在外。

正渗透膜技术及其应用正渗透膜技术及其应用引言：正渗透膜技术是一种重要的膜分离技术，通过压力差或浓度差使溶质在膜上转移到高浓度一侧，实现物质的分离与浓缩。

该技术已广泛应用于水处理、化学工程、食品加工等领域，并取得了显著的成效。

本文将详细介绍正渗透膜技术的原理、分类以及主要应用。

一、正渗透膜技术的原理正渗透膜技术是利用膜的微孔或多孔结构，使溶质在膜上不同侧的浓度差推动下传递，从而实现溶质的分离与浓缩的过程。

其主要原理是渗透压差的作用。

渗透压差是正渗透膜技术实现分离与浓缩的关键。

在正渗透膜技术中，渗透压差通过溶液浓度差和膜的选择性控制。

当溶液浓度差增大或膜对特定的溶质具有较高的选择性时，渗透压差相应增大，从而促进溶质在膜上的转移和分离。

不同溶质的渗透速率与其分子量、形状、电荷性质等密切相关。

二、正渗透膜技术的分类根据膜的结构和渗透机理的不同，正渗透膜技术可以分为以下几种类型。

1. 微孔膜微孔膜是一种具有孔径不小于0.1微米的膜，通过物理屏障作用实现分离。

常见的微孔膜有滤纸、滤膜、陶瓷膜等。

微孔膜适用于粒径较大的悬浊液的分离与浓缩。

2. 超滤膜超滤膜是一种具有孔径在0.001-0.1微米之间的膜，通过物理筛分效应实现分离。

超滤膜广泛应用于水处理、饮料生产等行业，可以有效去除水中的颗粒、胶体、细菌等悬浮物质。

3. 纳滤膜纳滤膜是一种具有孔径在1-100纳米之间的膜，通过溶质的尺寸排除效应实现分离。

纳滤膜适用于去除分子量较大的有机物质、重金属离子等。

4. 反渗透膜反渗透膜是一种具有非常小的孔径的膜，通过溶质的溶解和扩散作用实现分离。

反渗透膜在水处理领域得到广泛应用，可以高效去除水中的离子、微生物、有机物质等。

三、正渗透膜技术的应用正渗透膜技术已广泛应用于水处理、化学工程、食品加工等领域，以下将重点介绍其中的几个应用。

1. 水处理正渗透膜技术在水处理中的应用是其中最重要的应用之一。

通过正渗透膜技术，可以高效去除水中的溶解物质、胶体、微生物等，得到高纯度的水。

纳米材料改性正渗透膜研究进展纳米材料改性正渗透膜是一项极具潜力的研究领域，该领域已取得了一些重要的进展。

本文将探讨纳米材料改性正渗透膜的研究进展和应用前景。

正渗透膜是一种具有选择性透过性的膜，可以根据溶液中溶质粒子的大小和溶质的电荷状态来分离物质。

传统的正渗透膜的分离效率和通透性存在一定的限制，无法满足现代化工和生物医学领域的需求。

研究人员开始使用纳米材料对正渗透膜进行改性，以提高其分离性能和通透性。

纳米材料改性正渗透膜可以通过两种方式进行：一种是将纳米材料添加到膜材料中，另一种是将纳米材料作为膜材料自身。

第一种方法通常使用纳米颗粒（如氧化锆、氧化铝、氧化钛等）或纳米管道（如碳纳米管、金属有机骨架等）来改性膜材料。

纳米颗粒和纳米管道的添加可以增加膜的表面积和孔隙度，从而提高溶质的透过率和分离性能。

纳米材料的特殊结构还可以赋予膜材料其他特殊的性能，如抗菌性、光催化性等。

第二种方法是将纳米材料作为膜材料自身进行制备。

研究人员使用纳米纤维、纳米片状材料、纳米网状结构等制备了具有高通透性和高选择性的正渗透膜。

这些纳米材料具有较大的比表面积和较小的孔隙尺寸，可以阻止大分子的通过，同时保持小分子的通过，从而实现对溶液的高效分离。

除了结构上的改变，纳米材料还可以通过化学改性来改变正渗透膜的分离性能。

研究人员使用化学修饰剂对纳米材料进行修饰，以改变其亲水性、亲油性、电荷状态等，从而调节正渗透膜的透过性和分离性。

纳米材料还可以通过功能化改性来实现对特定物质的选择性吸附和分离。

研究人员将功能分子（如金属配合物、生物分子等）与纳米材料表面进行固定化，实现对特定物质的高选择性吸附和分离。

纳米材料改性正渗透膜在水处理、药物传递、生物传感等领域具有广泛的应用前景。

纳米材料改性的正渗透膜可以用于饮用水的除盐和净化，提高水资源的利用效率。

纳米材料改性的正渗透膜还可以用于药物传递系统，实现对药物的控释和选择性释放，提高药物治疗效果。

正渗透膜分离技术及应用研究进展【摘要】正渗透膜分离技术是一种高效、节能的膜分离技术，在海水淡化、废水处理和生物医药领域有着广泛的应用。

本文首先介绍了正渗透膜的原理和制备方法，然后详细探讨了正渗透膜在海水淡化、废水处理和生物医药领域的具体应用。

在分析了正渗透膜分离技术的发展前景，并提出了未来研究方向的展望。

通过本文的研究，我们可以看到正渗透膜分离技术在未来的应用潜力，对环境保护和健康医疗领域带来的积极影响。

【关键词】正渗透膜分离技术、应用研究、海水淡化、废水处理、生物医药、制备方法、发展前景、研究方向、总结1. 引言1.1 背景介绍正渗透膜分离技术是一种通过半透膜将不同溶质或溶剂分离开来的技术。

随着全球水资源短缺问题日益突出，正渗透膜分离技术在海水淡化、废水处理和生物医药领域的应用逐渐受到重视。

背景介绍部分将探讨正渗透膜分离技术的起源和发展历程，以及其在解决水资源紧缺和环境污染等问题中的重要作用。

正渗透膜分离技术的出现填补了传统分离技术在高效、节能和环保方面的不足，为解决水资源应用和再生利用提供了有力支持。

正渗透膜分离技术在工业生产、生活用水和医疗领域的广泛应用也为其在不同领域中的进一步发展提供了机遇和挑战。

通过对正渗透膜分离技术背景的介绍，可以更好地了解其在解决实际问题和推动科技进步中的重要作用。

1.2 研究意义正渗透膜分离技术是一种高效的分离技术，具有广泛的应用领域和重要的研究意义。

正渗透膜在海水淡化、废水处理和生物医药领域等方面都发挥着重要作用，可以提高水资源利用效率，减少环境污染，促进生物医药领域的发展。

通过深入研究正渗透膜分离技术，可以提高膜的分离性能和稳定性，推动其在不同领域的应用，为解决相关领域的难题提供有效的解决方案。

深入研究正渗透膜分离技术的意义重大，有助于推动相关领域的发展和进步。

1.3 研究目的正渗透膜分离技术是一种十分重要且具有广阔应用前景的膜分离技术，在各个领域都有着广泛的应用。

正渗透膜在水处理应用中的研究进展【摘要】本文探讨了正渗透膜在水处理应用中的研究进展。

在引言中，介绍了研究背景和研究意义，正文部分分别阐述了正渗透膜的原理与特点、在脱盐水处理和污水处理中的应用、正渗透膜材料的研究进展以及正渗透膜技术的发展趋势。

结论部分探讨了正渗透膜在水处理领域的前景，并进行了总结与展望。

研究表明，正渗透膜在水处理中具有广阔的应用前景，不断的技术进步和材料研究将推动正渗透膜技术不断完善和提升，在解决水资源短缺和环境污染方面将发挥重要作用。

【关键词】正渗透膜、水处理、研究进展、脱盐、污水处理、材料、发展趋势、前景、总结、展望1. 引言1.1 研究背景正渗透膜（Forward Osmosis Membrane，简称FO膜）是一种新型膜分离技术，其在水处理领域引起了广泛的关注和研究。

FO膜通过一定的渗透压驱动水分子从低浓度的溶液侧通过膜向高浓度的溶液侧移动，从而实现对水的分离和纯化。

FO膜具有高盐排除率、低能耗、结构简单等特点，被认为是一种具有潜力的新型膜分离技术。

本文旨在系统总结正渗透膜在水处理应用中的研究进展，探讨其在脱盐水处理和污水处理中的应用现状，分析正渗透膜材料的研究进展和技术发展趋势，为该领域的研究和应用提供参考和借鉴。

1.2 研究意义正渗透膜在脱盐水处理和污水处理领域的应用也可以帮助减轻水资源的压力，保护环境。

通过研究正渗透膜材料的性能和研发新型膜材料，可以提高正渗透膜的脱盐效率和抗污染能力，进一步推动正渗透膜技术的发展。

深入研究正渗透膜在水处理领域的应用，不仅可以提高水资源利用效率，解决水资源短缺问题，还可以促进水处理技术的创新和进步，为未来实现水资源可持续利用做出重要贡献。

2. 正文2.1 正渗透膜的原理与特点正渗透膜是一种利用半透膜进行分离的膜分离技术，在水处理领域得到广泛应用。

正渗透膜的原理是通过半透膜的选择性渗透性，将水分子从盐分子或其他杂质中分离出来，从而实现水的净化或脱盐。

正渗透的应用和技术优势*名：***班级：硕士1608班学号：********指导教师：***正渗透的应用和技术优势摘要：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。

正渗透技术是利用自然渗透压差为驱动力的一种净水技术，为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决方法。

该文介绍了正渗透的技术优势，以及正渗透在海水淡化、废水处理、污水回用、能源开发以及食品加工等领域的应用。

关键词：正渗透、技术优势、海水淡化、废水处理1.引言正渗透（Forward osmosis, FO）是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术，它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。

1.1正渗透技术的原理和技术特点1.1.1正渗透技术的原理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来自发的实现水在膜中的传递。

也就是指水从较高的水化学势（或较低渗透压）一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势（或较高渗透压）一侧区域的过程。

在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(feed solution，FS)，另一种为具有较高渗透压的汲取液(draw solution，DS)。

正渗透正是依靠正渗透膜两侧的汲取液(draw solution，DS)和原料液(feed solution，FS)间的自然渗透压差，使水分子自发地从低渗透压侧(FS侧)传输到高渗透压侧(DS侧)而污染物被截留的膜分离过程，具体如图1所示。

图1.正渗透过程示意图不同于传统膜分离过程，正渗透利用低水化学势的DS从高水化学势的FS吸取纯水，无需投入额外的驱动压力，因而其能耗低[1]。

1.1.2正渗透技术的技术特点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。

正渗透膜技术在水处理领域的最新研究进展本文介绍了正渗透膜技术的原理、技术特点，对国内外研究现状进行了分析和总结，重点阐述了该技术在海水脱盐、废水处理和回用两个领域的研究进展。

由于正渗透膜技术具有低能耗、低膜污和高水质的显著优点，因此在水处理领域具有广泛的潜在应用前景，但是理想驱动液的选择和膜制备将是影响其在实际工程应用的最关键技术。

标签：正渗透膜技术；海水脱盐；废水处理回用膜分离技术已经广泛应用到海水脱盐、废水处理和回用以及饮用水净化等方面，目前膜分离技术主要有微滤（MF）、超滤（U）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和电渗析（ED），这些膜技术利用泵提供的外压力作为驱动压力，将物料进行分离。

而正向渗透（Forward Osmosis，FO）技术则利用渗透压作为驱动压力，不需要外加压力即可进行物料分离。

与RO等膜分离技术相比，FO技术具有低能耗、低膜污染和高截留率等优点，FO技术的潜在应用价值越来越多地受到关注，成为水处理和膜技术研究的一个新热点。

1 正渗透膜技术介绍1.1 正渗透膜技术原理正渗透是指水通过有选择性的半透膜，从高化学势（低浓度）溶液一侧传递到低化学势（高浓度）溶液一侧，是自然界中广泛存在的一种物理现象，正渗透的驱动力来自膜两侧溶剂的化学势差或者两侧溶液的渗透压差[1]，而不是液体压力，这与压力驱动膜分离过程是有所区别，也决定了技术特点与压力驱动膜不同。

如图1给出了反渗透（RO）、正渗透（FO）和压力延缓渗透过程（Pressure Retarded Osmosis，PRO）的基本原理[1]，在半透膜两侧分别是原料液（Feed Solution，FS）和驱动液（Draw Solution，DS），DS能提供高渗透压，本示意图中DS是浓盐水（Brine），在无外加压力△P时，在渗透压△π作用下，水从低浓度的FS透过半透膜流向高浓度的DS，FS中大多数溶质分子和离子被截留下来，高浓度的DS逐渐被稀释；对于反渗透，在DS侧施加压力△P，并且对△π△P 时，所施加外力不足以抵抗渗透压，水仍会从FS流向DS，这样利用渗透压差就可以对外输出做功，从而获得能量，此工艺过程为压力延缓渗透过程（PRO），通常将此过程也称为正渗透过程[2]。

浅谈水处理中的正渗透技术【摘要】正渗透技术在水处理中扮演着重要的角色。

本文首先介绍了正渗透技术的原理，即通过半透膜将水中的溶解物质和微生物分离，从而提高水质。

其次探讨了正渗透技术在水处理中的应用，包括海水淡化、废水处理等方面的实践经验。

分析了正渗透技术的发展趋势，包括新型膜材料的研发和工艺的改进。

正渗透技术在水处理领域具有广阔的应用前景，对提高饮用水质量，解决水资源短缺等问题具有重要意义。

通过不断的技术创新和实践应用，正渗透技术将为改善人类生活环境，保护水资源做出更大的贡献。

【关键词】- 正渗透技术- 水处理- 原理- 应用- 发展趋势- 意义1. 引言1.1 浅谈水处理中的正渗透技术的重要性浅谈水处理中的正渗透技术是一种非常重要的技术，它在水处理领域发挥着关键的作用。

随着人口增长和工业化进程的加快，水资源日益紧缺，水污染也日益严重，如何高效地进行水处理成为了一个亟待解决的问题。

而正渗透技术正是应运而生的，它通过膜技术实现对水中溶质的除去，可以有效去除水中的杂质、细菌和病毒，使水质得到提升。

正渗透技术具有高效、可靠、环保等优点，被广泛应用于饮用水处理、工业废水处理、海水淡化等领域。

在饮用水处理中，正渗透技术可以有效去除水中的重金属、有机物和微生物，提高饮用水的安全性和口感；在工业废水处理中，正渗透技术可以实现资源化利用，减少排放，保护环境。

正渗透技术已经成为现代水处理领域不可或缺的一部分。

深入研究和推广正渗透技术对于改善水质、保障人类健康和可持续发展具有重要意义。

只有不断创新和提升技术水平，才能更好地应对日益严峻的水资源挑战。

2. 正文2.1 正渗透技术的原理正渗透技术的原理主要是基于半透膜的特性。

在正渗透过程中，水分子会沿着浓度梯度从低浓度的溶液穿透到高浓度的溶液中。

这是因为半透膜上的微孔只允许水分子通过，而阻止其他溶质的传递，从而实现了对水的高效过滤。

正渗透技术的原理基于物质的渗透和扩散规律，利用半透膜对水和溶质的选择性透过性，实现了水的净化和分离。

试析水处理中正渗透技术的应用人口的持续快速增长已经使得对全球水和能源的可持续性问题备受关注。

由于目前净水的生产仍然是能量密度非常高的过程，因此如何在低耗能的前提下满足不断增长的用水需求是本世纪面临的一项重要挑战。

正渗透（FO）技术作为一种新兴的膜分离技术在过去的十年间受到了来自科研和工业开发领域越来越广泛的关注。

FO是通过自然的渗透作用将水分子从半透膜一侧的含盐溶液中提取到膜另一侧的高浓度驱动液（DS）中。

由于是由膜两边的渗透压差提供驱动力，FO技术可以克服例如反渗透（RO）等水压驱动膜分离过程的不足。

然而，FO技术同样也面临一些主要的技术障碍，如缺少为FO专门设计的膜材料、驱动液的回收及再浓缩等。

研究者还指出FO仅仅在不需要对驱动液进行进一步处理的情况下才是一种低能耗的过程，因此现存的FO 是一个低能耗过程的概念是具有误导性的。

虽然成功实现FO技术的工业应用仍然需要克服一些挑战，但近年来在该领域的研究成果也颇为丰富，本文综述FO 技术在水处理领域内最新的研究及应用进展，特别是FO技术和其他水处理技术的组合应用将重点关注。

1 正渗透原理在FO过程中，水通过半透膜从溶质浓度较低的原料液（FS）侧渗透到浓度高的DS侧，而溶质分子或者离子不能通过该半透膜，从而实现水和溶质的分离，驱动力是膜两侧溶液的化学势之差。

过程中，水不断渗透到DS侧，其浓度逐渐被稀释，即渗透压逐渐减小，与此同时FS侧的浓度则逐渐增加，即其渗透压逐渐增大，当膜两边的渗透压差与液面位差相等时过程结束。

实际上，虽然FO不需要外加压力，但仍用FO膜两侧的渗透压差来描述该过程的驱动力。

而RO的驱动力为外加压力与渗透压之差，如图1所示即为FO与RO原理示意图。

2 膜通量正渗透技术在水处理中的应用2.1 在海水及含盐水淡化中的应用最早将FO技术应用于海水即含盐水淡化的报道要追溯到1965年由Batchelder申请的专利，但由于受到膜材料和DS的限制，FO技术在过去几十年间一直未能受到广泛的关注。

纳米材料改性正渗透膜研究进展
现今，膜分离技术正逐步发展成为精确控制和处理水体中的有机、无机、微量和芳烃等污染物的一种有效的技术手段，正渗透膜分离技术正逐步受到关注和重视，因为此技术相比其他技术有很好的抗力、抗腐蚀性、高压下透水性等优点，而纳米材料改性正渗透膜技术它又能够将纳米材料以低成本的方式实现简单、快速地进行改性。

纳米材料改性正渗透膜的主要功能有抗结垢、抗腐蚀和抗力。

在纳米材料改性正渗透膜中，合适的纳米材料引入，可以促进膜分离的精度、界面强度和力学性能，加强膜面抗结垢和抗腐蚀能力，延长其寿命，可以解决膜表面被水中污染物结垢、被溶解物腐蚀等问题，还能使正渗透膜更加耐磨、抗冲洗カー。

纳米材料改性正渗透膜技术可以有效改善正渗透膜的抗力性。

它通过修饰膜表面的纳米材料把吸水性改变，表面生成致密的纳米膜，可以有效避免膜表面受外界压力损坏。

纳米材料改性膜分离技术可以提高正渗透膜的高压下透水性，从而使分离速率显著提高，大大缩短多孔膜的分离时间。

国内外学者都在研究纳米材料改性正渗透膜。

近年来，研究者和企业主们一直致力于开发复合的正渗透膜，以实现更低的分离成本。

最近的研究表明，将纳米陶瓷等纳米材料添加到正渗透膜表面可以提高膜的抗力，减小水的分离时间，降低水的处理成本。

总之，纳米材料改性正渗透膜具有优异的抗力、抗腐蚀、少堵塞、高压下透水性等优异性能，可为精确控制和处理水中污染物提供快速高效的分离技术。

然而受目前技术水平的限制，尚不可能实现太大的程度，仍需进一步的深入研究和研发。

水处理中正渗透膜分离技术的应用摘要：渗透（osmosis）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,目前该技术在国际都得到了广泛的应用。

本文章综述了水处理中正渗透膜分离技术应用过程的基本原理、应用现状以及水处理正渗透膜分离技术的应用领域,并对未来水处理中正渗透膜分离技术的应用方向提出了展望。

希望在未来其技术能得到更加广泛的应用与发展。

关键词：正渗透应用水处理膜分离技术前言20世纪60年代起，对膜分离技术从实验室研究已经进入到了工业行业的实际应用，直至现在，它已应用到水处理，食品加工，制药工程，医学以及能源等不同的领域。

正渗透(forward osmosis，fo)是一种不需外加压力做驱动力，而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。

正渗透膜分离技术与外加压力驱动的膜分离技术最大的区别就是正渗透膜分离技术不需要外加压力或在较低的外加压力下运行，并且膜污染情况相对较轻，在持续长时间运行后无需清洗。

水处理中正渗透膜分离技术目前在国际上诸如美国、新加坡、欧洲等国家和地区已得到大量研究和应用。

二、水处理中正渗透膜分离技术的基本原理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来自发的实现水在膜中的传递。

也就是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。

在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动液(draw solution)，正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。

当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力的时候，水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧，这种过程叫做压力阻尼渗透(pressure-retarded osmosis，pro)。

总741期第七期2021年3月河南科技Journal of Henan Science and Technology正渗透技术的研究进展游亚杰（河南省基本建设科学实验研究院（集团）有限公司，河南郑州450000）摘要：正渗透技术作为一种低能耗、污染小的新型膜处理技术，填补了工业污水处理“零排放”的空白，在食品浓缩、海水淡化、工业废水和生活污水处理领域应用前景广阔。

基于此，本文首先分析正渗透的原理，然后探讨正渗透技术的应用。

关键词：正渗透技术；食品浓缩；海水淡化；废水处理中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）07-0106-03The Research Advances in Forward OsmosisYOU Yajie（Henan Capital Construction Science Experiment Research Institute Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan450000）Abstract:As a novel membrane technology with low energy consumption and less pollution,forward osmosis（FO）fills the blank of“zero discharge”in industrial wastewater treatment.It can be applied in the fields of food concentra⁃tion,seawater desalination,industrial wastewater and domestic sewage treatment,with a promising application.Based on this,this paper first analyzed the principle of forward osmosis,and then discussed the application of forward osmo⁃sis technology.Keywords:forward osmosis；food concentration；seawater desalination；wastewater treatment水是基础性自然资源和战略性经济资源，在国民经济和国家环境安全中占有重要地位。

正渗透膜技术原理及其应用王斐予环境092 0911520209正渗透（Forward osmosis, FO）是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术，它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。

相对于压力驱动的膜分离过程如微滤、超滤和反渗透技术，这一技术从过程本质上讲具有许多独特的优点，如低压甚至无压操作，因而能耗较低；对许多污染物几乎完全截留，分离效果好；低膜污染特征；膜过程和设备简单等。

在许多领域，特别是在海水淡化、饮用水处理和废水处理中表现出很好的应用前景。

[1]1正渗透原理图1 ( a) 正渗透( FO) ; ( b) 减压渗透( PRO) ( c) 反渗透(RO) 工作原理正渗透也称为渗透，是一种自然界广泛存在的物理现象，以水为例，FO 过程中水透过选择性半透膜从水化学位高的区域( 低渗透压侧) 自发地传递到水化学位低的区域( 高渗透压侧) 的过程。

图a是正渗透的基本原理示意图。

水和盐水两种渗透压不同的溶液被半透膜隔开，那么水会自发地从低渗透压侧通过半透膜扩散到高渗透压一侧，使盐水侧液位提高，直到膜两侧的液位压差与膜两侧的渗透压差相等(Δp = ΔΠ) 时停止。

[2]该过程的推动力是溶剂在两种溶液中的化学位差或者是溶液的渗透压差［3］。

2 正渗透技术特点如上所述，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。

[1]早期关于正渗透过程研究均采用反渗透复合膜[4-6]，发现膜通量普遍较低，主要原因是复合膜材料的多孔支撑层产生了内浓差极化现象，大大降低了渗透过程的效率。

20 世纪90 年代，Osmotek 公司（HydrationTechnologies Inc.(HTI)公司前身）开发了一种支撑型高强度正渗透膜，已被应用于多种领域，是目前最好的商业化正渗透膜[3]。