正向渗透膜分离技术在海水淡化中的应用新进展

正向渗透是一项新型膜分离技术,在海水淡化领域具有良好的应用前景.介绍了正向渗透海水淡化工艺的原理和工艺特征,对其在海水淡化的最新研究进展进行了综述.正向渗透海水淡化的技术关键是选取适合的提取液和开发新型的正向渗透膜.采用NH3和CO2制备提取液是目前研究中具有应用前途的方式之一,具有很高的产水率且易于分离浓缩的特点.正向渗透膜不同于常规的反渗透膜,需要从膜结构和膜污染消减的角度开发适合于正向渗透膜分离工艺体系的膜组件.     

正向渗透工艺及其在水处理中的应用

<正>向渗透(FO)是水分子透过选择性半透膜从化学势高的一侧扩散到化学势低的一侧的渗透过程,它以膜两侧不同溶液的浓度差为驱动力。在正向渗透膜分离过程中,为维持提取液渗透压的稳定,需浓缩回用提取液(DS)。在众多水处理领域,尤其在废水处理领域、饮水净化及海水淡化方面,正向渗透工艺更是得到了广泛的研究和应用。正向渗透过程的低能耗、低膜污染是未来膜分离技术发展的趋势。     

葡萄糖酸盐用作正向渗透汲取液的应用研究

正向渗透是近年新兴的膜分离技术,具有低能耗、低污染、高回收等特点,其应用受到极大的关注。汲取液是决定正向渗透过程驱动力的主要因素,也是正向渗透技术的核心问题。文章采用可再生的葡萄糖酸盐作汲取液,将其应用于正向渗透分离过程,相对于氯化钠作为汲取液时,取得了相当的水通量和较低的盐通量。其中以葡萄糖酸钾和葡萄糖酸钠为汲取液的性能更为优越。该项研究有望用于食品加工如果汁浓缩中,从而达到保护果汁中维生素及节能减排的目的。     

正渗透膜污染及其清洗研究进展综述

<正>向渗透技术是一种能耗低、水回收率高、污染物截留能力强的新型膜分离技术。但是正向渗透过程中存在的膜污染问题会限制其进一步应用。该文归纳了正向渗透膜污染的分类,包括有机污染、无机盐类结晶污染、胶体颗粒污染、微生物污染及这四种膜污染形成的原因。介绍了正渗透膜污染的主要影响因素,包括溶液组成、膜材质、水力条件、环境条件等。简介了正向渗透膜污染的清洗方法,包括错流清洗和回流清洗;最后对该领域未来的研究方向做了一些展望。     

渗透蒸馏——一种有前途的膜分离技术

渗透蒸馏,又称之为等温膜蒸馏,它是建立在渗透与蒸馏概念基础之上的一种新型膜分离操作。由于它不仅具有一般膜分离技术所具有的结构简单,投资省,能耗低的优点,而且能够在室温下对物料进行高倍浓缩。特别适应于处理一些热敏性及剪应力敏感     

生物乙醇提浓工艺中渗透蒸发膜材料的研究进展

渗透蒸发膜分离技术具有分离效率高、低能耗、易于和发酵装置耦合等优势,在生物乙醇的分离、提浓工艺中得到广泛应用。结合国内外生物乙醇的研究现状,综述了渗透蒸发膜分离技术的研究进展,并对渗透蒸发膜分离技术的核心材料--膜材料的制备与应用进行详细介绍,展望了生物乙醇的渗透蒸发膜分离技术的发展前景。     

分子筛膜渗透蒸发技术研究进展

概述了渗透蒸发膜分离过程和分子筛膜的优点,重点综述了沸石分子筛膜在渗透蒸发中的传输机理和传质模型,以及温度、压力、组成等对渗透蒸发膜分离性能的影响因素,介绍了分子筛膜渗透蒸发技术在有机溶剂脱水、水中脱除有机物和有机混合物分离等方面的应用,展望了分子筛膜在渗透蒸发膜分离技术中的发展方向。     

剪切技术强化膜分离过程的研究进展

为了降低浓差极化和膜污染,剪切强化膜分离技术成为当前膜技术方面的研究热点。剪切强化膜分离技术主要包括旋转管式剪切膜分离技术、旋转盘式剪切膜分离技术和振动剪切膜分离技术。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术都是通过旋转使膜表面产生剪切力来减少膜表面的污染物。振动剪切膜分离是通过扭转弹簧将偏心块产生的振动传递到过滤膜盘,振动产生的剪切力使污染物不易沉积。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术因设备旋转耗能较大,从而限制了其实际应用的广泛性。振动剪切膜分离技术能耗较低,且可以浓缩浓度较高的液体,但其核心技术被垄断而限制了推广。因此,振动剪切膜分离技术的研究和设备的开发将是未来研究的重点。     

渗透气化膜分离技术在乙醇-水体系中的应用

渗透气化是一种新型的膜分离技术,因其具有独特的优势已被广泛应用于乙醇-水的分离.从渗透气化的原理和特点出发,介绍了渗透气化膜材料以及渗透气化与精馏、化学反应耦合等技术,并概述了国内外渗透气化膜分离技术在乙醇-水分离中的应用现状.     

反渗透技术

反渗透技术是六十年代开发,七十年代得到广泛发展与应用的一种新型膜分离工艺。它是利用半渗透膜,在压力作用下,对溶液中的榕剂与溶质进行分离、浓缩与净化的一种新方法。什么是渗透和反渗透呢?在一容器内,用半渗透膜将两种不同浓度的溶液隔开,稀溶液     

正渗透过程中汲取质反向渗透研究进展

正渗透(FO)作为一种浓度驱动的膜技术,因其膜污染轻、能耗低和回收率高等优点而逐渐成为膜技术领域的研究热点之一。汲取质的反向渗透是正渗透过程中不可忽视的现象,但其研究相对比较滞后。本文主要介绍了汲取质反渗模型的研究进展,分析了渗透压差、膜表面流速、膜结构与膜材料、温度、汲取质种类、膜取向、离子水力半径等因素对汲取质反向渗透的影响情况,并发现汲取质的反向渗透通量可由其浓度或汲取液渗透压的一元多项式表达。总体而言,FO模式的汲取质反渗模型经过不断发展已相对比较完善,而压力阻尼渗透(PRO)模式的反渗模型则缺陷较大,有待进一步研究;此外,关于汲取质反渗过程影响因素及其影响机制的研究对于汲取质、膜材料的选择与开发,以及正渗透过程的优化均具有重要的指导作用,因此会引起越来越多的关注。     

正渗透水处理关键技术研究进展

正渗透是一种新型的膜分离技术,其分离的驱动力来源于原料液和汲取液之间自然存在的渗透压差,近年来正渗透技术已在国际上得到广泛关注。简述了基于此技术的正渗透水处理过程的基本原理,指出了这种新型水处理过程的关键技术——正渗透膜和汲取液,根据各自的技术特点对其进行分类概述,并从实验室基础研究和技术的商业化进程两方面介绍了这两项关键技术取得的最新研究进展。从水通量角度对不同体系进行了简单比较,分析了各材料和方法的优缺点,并对它们的应用前景进行了展望。     

正渗透膜材料的研究进展

正渗透技术因其低能耗、耐污染等优势受到国际和国内众多学者的关注,尤其近几年来,取得了迅速发展。本文对正渗透过程中的影响因素以及浓差极化现象作了简要分析,结果表明,内浓差极化是影响正渗透技术效率低下的重要因素,而制备适当的膜材料是有效改善内浓差极化的关键技术。回顾了正渗透分离技术在国内外的发展历程,通过不懈的探索和研发,先后成功制备得到不同材料和结构的正渗透膜。重点讲述膜材料在正渗透领域所取得的最新研究进展,最后指出众多正渗透膜材料由于条件限制难以推广应用,希望在未来的研究过程中突破这项技术难题,缩短科研理论与实际应用之间的差距,在膜材料的实际应用方面取得创新性成果。     

正渗透膜分离的研究进展

正渗透是浓度驱动的膜技术,是指水通过选择性渗透膜从高水化学势区域向低水化学势区域的传递过程。本文介绍了正渗透的基本构成（驱动力、汲取液和正渗透膜材料）,指出膜两侧的浓差极化是水通量性能的最大障碍,采用通量模型说明了膜在两种放置方向下存在的内浓差极化和外浓差极化,内浓差极化对驱动力的减小起着重要的作用;论述了膜材料、原料液浓度、汲取液浓度对正渗透和压力延迟渗透水通量的影响;此外,评述了正渗透过程的膜污染和能耗。     

正渗透技术研究综述及应用展望

正渗透技术是近年来新兴的水处理技术,其研发初始即指向各种高难度废水的处理回用及物料分离领域,是一项有广阔发展空间的水处理技术。目前对该技术的研究重点集中在膜材料和汲取液的选择上。从正渗透的原理出发,介绍了正渗透膜材质及汲取液的前沿科技成果,分析了未来正渗透膜材质和汲取液选择的方向。最后,总结了正渗透技术的优势,并对正渗透的未来应用做了展望。     

A novel ammonia—carbon dioxide forward (direct) osmosis desalination process

A novel forward (direct) osmosis (FO) desalination process is presented. The process uses an ammonium bicarbonate draw solution to extract water from a saline feed water across a semi-permeable polymeric membrane. Very large osmotic pressures generated by the highly soluble ammonium bicarbonate draw solution yield high water fluxes and can result in very high feed water recoveries. Upon moderate heating, ammonium bicarbonate decomposes into ammonia and carbon dioxide gases that can be separated and recycled as draw solutes, leaving the fresh product water. Experiments with a laboratory-scale FO unit utilizing a flat sheet cellulose tri-acetate membrane demonstrated high product water flux and relatively high salt rejection. The results further revealed that reverse osmosis (RO) membranes are not suitable for the FO process because of relatively low product water fluxes attributed to severe internal concentration polarization in the porous support and fabric layers of the RO membrane.     

正渗透原理及分离传质过程浅析

正渗透是一种新兴的膜分离技术,因其低能耗、抗污染、对污染物截留能力广等的潜力,在脱盐、废水处理、农业和电力等领域的应用前景备受瞩目。本文介绍了正渗透概念和原理,通过正渗透传递过程的现象学模型,对浓差极差极化与质量传递的关系作出分析,提出了强化正渗透传质过程的一些建议。     

温度对正向渗透的影响机制与数值模拟

正向渗透(FO)是一种以溶液自身渗透压作为推动力的膜分离技术。温度对溶液、膜的性质以及溶液与膜之间的相互作用有很大影响,进而影响FO的水通量。利用数值模拟与试验研究了温度对FO性能的影响。结果表明,当膜两侧等温时,FO水通量随着温度的升高而增大;当膜两侧不等温时,原液(FS)一侧温度的影响比提取液(DS)一侧更大,主要是因为温度升高降低了溶液黏度,强化了过膜扩散过程,而温度对DS渗透压的影响不明显。在不同温度条件下,FO水通量和热通量随流量的增大而增大,主要是由于流速的增大压缩膜表面的流体边界层,强化了传质和传热过程。     

Facile modification of aliphatic polyketone-based thin-film composite membrane for three-dimensional and comprehensive antifouling in active-layer-facing-draw-solution mode

The application of “active-layer-facing-draw-solution” (AL-DS) mode, which allows a considerably high water flux in forward osmosis (FO) processes, is hindered by severe fouling occurring within the porous support of the FO membranes. We designed a series of “three-dimensionally” antifouling FO membranes by an extremely convenient and scalable approach, by using in situ reduced aliphatic polyketone (PK) membranes (rPK) and the silver-nanoparticles-immobilized rPK-Ag membranes as the substrates for thin-film composite (TFC) FO membrane preparation. This modification imparted enhanced hydrophilicity compared with the original PK-TFC membrane, without affecting the morphology and transport properties. Benefiting from the three-dimensional antifouling structure, the modified TFC membranes (i.e., rPK-TFC and rPK-Ag-TFC membranes) demonstrated excellent and comprehensive fouling resistance towards a variety of organic foulants, as well as biofouling resistance towards Escherichia coli. These results provide useful insights into the fabrication of antifouling FO membranes for water purification purposes and pressure retarded osmosis (PRO) process.     

High performance forward osmosis cellulose acetate (CA) membrane modified by polyvinyl alcohol and polydopamine

Cellulose acetate (CA) is a low cost and readily available material widely used in forward osmosis (FO) membranes. However, the performance of pure CA membranes is not good enough in salt separation and the traditional modification methods are generally multistep and difficult to control. In this paper, we reported high performance cellulose acetate (CA) composite forward osmosis (FO) membranes modified with polyvinyl alcohol (PVA) and polydopamine (PDA). PVA was first cross-linked onto the surface of CA membranes, and then PDA was coated with a rapid deposition method. The membranes were characterized with respect to membrane chemistry (FTIR and XPS), surface properties comprising wettability (by water contact angle), and osmosis performance. The modified membrane coated by PVA and PDA shown better hydrophilicity and exhibited 16.72 LMH osmotic water flux and 0.14 mMH reverse solute flux with DI water as feed solution and 2.0 M NaCl as draw solution and active layer facing the feed solution. This simple and highly effective modification method makes it as an excellent candidate for further exploration for FO.