高效结晶除硬关键技术处理高盐废水的研究应用.doc

《高效结晶除硬关键技术处理高盐废水的研究应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高效结晶除硬关键技术处理高盐废水的研究应用.doc（86页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、摘 要高盐废水零排放技术是环保必然规定，特别是某些产业部门高盐废水排放已经严重制约了当前公司发展状况，是当前和此后一段时间国内外关注度极高问题之一。在老式高盐废水解决技术基本上充分吸取国内外先进技术，以邯郸热电厂循环冷却排污水为原水，对一套完整废水解决工艺进行研究。重要工艺涉及：药剂软化、弱酸树脂离子互换软化、反渗入浓缩、正渗入及蒸发结晶，对各工艺重要影响因素进行实验研究，拟定有关技术应用研究重要参数。论文进行了混凝沉淀预解决实验，通过投加氢氧化钙和碳酸钠对高盐废水进行软化解决。实验成果表白：在解决邯郸热电厂循环冷却排水时，最佳投药量Na2CO3为800mg/L ，Ca(OH)2为700mg/

2、L。硬度则从1380mg/L 降到 125mg/L，而去除率为90.585%。用D113-型弱酸阳离子树脂对药剂软化后高盐水做进一步软化，以Ca2+、Mg2+所有被吸取为平衡浓度，得出D113-型树脂对Ca2+、Mg2+吸附容量为114000mg/L。用反渗入对软化后高盐废水进行预浓缩实验，在实验条件下，随着原水水箱中含盐量增长，出水含盐量也随着增长，并且除盐率与产水率会随着减少。除盐率从最初99.35%降到98.54%，产水率由24.51%降至23.94%。用某研究院自制正渗入膜对反渗入实验浓水进行膜性能实验。随着汲取液浓度增长，本实验所用正渗入膜水通量也随着增长，水通量从5.3L/(m2h

3、)上升至23.1L/(m2h)；而截盐率汲取液浓度增长会较缓慢下降，截盐率由94.2%下降至93.8%；反向盐通量会随着增长，由3.5g/(m2h)上升至14.9g/(m2h)。对特殊反向盐通量无影响。随着温度缓慢上升，膜通量有明显上升趋势，在温度达到35时，水通量最大为14.9 L/(m2h)，膜截留率会有稍微下降，反向盐通量会先随着温度升高而增长，在30时，反向盐通量达到最大值11.3g/(m2h)，然后随着温度升高而下降。用世韩4040正渗入卷式膜做小型实验，成果表白，随着正渗入实验装置运营，原料液电导率先增长较快后缓慢增长，最后趋于平稳。在汲取液浓度为1mol/L时，原料液电导率可浓缩

4、至43800S/cm；汲取液浓度为2mol/L时，原料液电导率可浓缩至69300S/cm。水通量逐渐减小，最后趋近于零。用柱蒸馏法、吹托蒸馏法和减压蒸馏法三种作为汲取液回收与提纯办法进行比较，无论从回收率还是水提纯方面，吹托蒸馏法和减压蒸馏法明显优于柱蒸馏法。温度控制在50至60之间两种办法回收率可达60%以上。在对具有氯化钠和硫酸钠浓盐水进行蒸发结晶时，温度控制在65到75之间，有助于氯化钠与硫酸钠提纯。核心词：高盐废水；药剂软化；离子互换软化；正渗入；蒸发结晶。AbstractZero discharge technology of high salt wastewater is the

5、inevitable requirement for environmental protection，especially the high salt wastewater treatment part industry has seriously restricted the production and development of enterprises，is one of the high degree of attention to the current and future period of time at home and abroad. On the basis of t

6、raditional high salt wastewater treatment technology，the domestic and foreign advanced technology is fully absorbed，and a complete set of wastewater treatment process is studied by using the circulating cooling sewage of Handan thermal power plant as raw water. The main process includes：chemical sof

7、tening，ion exchange resin softening，reverse osmosis，forward osmosis and evaporation crystallization，experiment and Study on the main factors of each process，determine the main parameters of the study on the application of technology development.In this paper，the pretreatment of coagulation sedimenta

8、tion was carried out，and the high salinity wastewater was treated by adding calcium hydroxide and sodium carbonate. The results showed that the best dosage of Ca(OH) 2 was 700mg/L，Na2CO3 was 800mg/L . Hardness decreased from 1380mg/L to 125mg/L，the removal rate was 90.585%.Further softening of high

9、saline chemicals after softening with D113- type weak acid cation resin，Ca2+，Mg2+ all have been absorbed into the equilibrium concentration of the adsorption capacity of D113- type resin for Ca2+，Mg2+ for 114000mg/L.By using reverse osmosis，the concentration of salt in the water tank was increased w

10、ith the increase of salt content in the raw water tank. The salt removal rate decreased from 99.35% to about 98.54% and the water production rate decreased from 24.51% to 23.94%.Experimental study on the performance of reverse osmosis test concentrated water by using a self-made positive osmosis mem

11、brane. Learn the effect of concentration on membrane performance：with the increased concentration of the draw，this experiment used the water flux of forward osmosis membrane also increased with the increase of water flux from 5.3L/(m2h) up to 23.1L/(m2h)；and the salt concentration decreased with the

12、 increase rate of draw will slow，salt rejection decreased from 94.2% to 93.8%；the reverse salt flux will increase，by 3.5g/(m2h)up to 14.9g/(m2h). No effect on special reverse salt flux.Effect of temperature on membrane performance：as the temperature rises slowly，membrane flux increased，the temperatu

13、re reached 35 degrees，the maximum water flux of 14.9 L/(m2h)，the retentate rate would be slightly decreased，reverse salt flux will increase with the increase of temperature，at 30 degrees and the reverse salt flux reaches the maximum value of 11.3g/(m2h)，and then decreased with temperature increasing

14、. Effect on special reverse salt flux.The 4040 is found with Saehan penetration roll film experiment，with positive test，permeability test device operation，raw liquid conductivity first increases slowly increases rapidly，finally tends to be stable. When the concentration of is 1mol/L，the conductivity

15、 of the raw material can be concentrated to 43800S/cm. When the concentration of the solution is 2mol/L，the conductivity of the raw material can be concentrated to 69300S/cm. The water flux decreases gradually，and finally approaches zero.Blow supporting distillation and vacuum distillation three as

16、draw solution recovery and purification methods were compared with column distillation，and from both the recovery and purification of water，blowing supporting distillation and vacuum distillation column distillation method was better than that of. Temperature control at 50 to 60 ，the recovery rate o

17、f the two methods can reach more than 60%.The temperature is controlled between 65 and 75 when evaporating and crystallizing the concentrated brine containing sodium chloride and sodium sulfate，which is beneficial to the purification of sodium chloride and sodium sulfate.Keywords：High salinity waste

18、water；chemical softening； ion exchange softening;forward osevaporation crystallization目 录摘 要IAbstractI第1章 绪论11.1水资源现状11.2高盐废水来源、水质特点及危害11.3高盐废水解决现状及其发展21.3.1预解决31.3.2膜技术41.3.3最后蒸发技术121.4课题研究目、内容及技术路线151.4.1本课题研究目与意义151.4.2本课题重要研究内容151.4.3技术路线16第2章 实验装置、办法及试剂172.1实验水质阐明172.2实验工艺流程阐明172.3实验装置与办法172.3.

19、1药剂软化装置与办法172.3.2离子互换软化装置与办法192.3.3反渗入装置与办法192.3.4正渗入实验装置及办法212.3.5正渗入小型实验252.3.6汲取液溶质回收和水提纯262.3.7蒸发结晶实验272.4实验分析办法、仪器与试剂272.4.1监测项目272.4.2重要实验仪器282.4.3重要实验试剂及药物28第3章 预软化与预浓缩实验成果与分析303.1药剂软化实验成果与分析303.1.1石灰-苏打法成果与分析303.1.2阻垢剂对药剂软化法影响323.2离子互换软化实验成果与分析323.3反渗入浓缩成果与分析333.3.1反渗入实验浓缩成果与分析333.3.2反渗入设计软件

20、模仿计算34第4章 正渗入实验成果与分析39 4.1.正渗入实验成果与分析394.1.1汲取液浓度对水通量、截盐率与反向盐通量影响394.1.2温度对水通量、截盐率与反向盐通量影响424.2正渗入小型实验成果与分析444.3汲取液溶质回收和水提纯成果与分析47第5章 浓盐水蒸发结晶实验成果与分析49第6章 结论与展望526.1结论526.2展望53参照文献55作者简介60论文刊登状况60第1章 绪论1.1水资源现状水资源对咱们生命起着重要作用,它是生命源泉,是人类赖以生存和发展不可缺少最重要物质资源之一。当前，水资源紧缺正在逐渐成为制约国内社会经济发展和都市化进程重要因素之一。8月，世界资源研

21、究所发布了2040年国家水资源压力排名，预测中华人民共和国将从中档水资源压力国家变为极高水资源压力国家1。近年来，国内工业规模不断扩展，废水产生量也随之迅速增大，自然而然地给当前废水解决与回收运用带来了巨大挑战。例如，工业废水如果直接被排放，会对周边水土环境带来严重污染。此外，对废水进行解决达到合格原则后，若不再循环运用，就会导致水资源挥霍，加剧了资源短缺。而对于高盐废水，由于缺少技术，缺少经济可行性与可靠性，因此只能采用大某些稀释流出办法。但是这种办法不但不能真正地减少污染物排放量，并且会导致淡水挥霍，特别是盐水排放，必然导致土壤碱化和淡水水矿化。如果可以解决这一某些盐水在水和盐过程中可以分

22、离，这某些盐可以进行集中解决，这样就可以实现废水“零排放”效果，既避免了水土污染，还能提高经营效率。因而，废水“零排放”技术已成为公司和工业实现水资源可持续发展一种重要办法。1.2高盐废水来源、水质特点及危害高盐废水是公司生产中生产相对常用废水类别。高盐废水是指具有生产公司生产废水中具有无机盐和生活污水废水中无机盐（有钾离子，钙离子，钠离子，氯离子，硫酸根离子等）含量不不大于1，普通高盐废水中也含某些有机物质，如甘油和低碳链化合物等。本文重要研究高盐废水是通过热浓缩解决或膜浓缩解决后上述工业含盐废水产生浓盐酸废水，通过某些浓缩清洗或反冲洗产生盐水设立统称为高浓度盐水。大多数工业废水除了具有上述

23、钾钠钙等无机盐离子外，不同领域工业废水所含无机盐离子均有很大差别，甚至有些高盐废水还具有某些重金属元素。由于中华人民共和国工业废水排放量大，重金属等重金属浓缩，长期排放工业废水对环境和环境构成严重威胁。高盐废水重要有三个来源，一是某些沿海缺水地区，运用海水淡化淡水生产生产生产浓缩盐水过程;此外在工业生产过程中直接排放高盐废水;此外，在工业生产废水进行循环运用和生成盐水。随着中华人民共和国淡水使用量越来越大，淡水资源越来越紧张，特别是在青岛、威海等都市沿海地区更是稀缺，影响了人民生活和都市发展。为了缓和这种状况，某些沿海地区开始将海水资源直接用于生活用水和工业生产。淡水从海水中提取过程中，盐水浓

24、度约为50000mg / L90000mg / L，即原始海水浓度23倍。高盐废水中有两种无机盐，一种是来自原始海水无机盐，另一种是在海水淡化过程中加入某些水解决化学物质而产生无机盐，例如阻垢剂、发泡剂或其他试剂。海水淡化高盐废水生产有二种方式，一是运用废物回收运用经济效益，实现真正“零排放”;二是直接将高盐废水排入污水解决系统，河流，湖泊或海洋。由于中华人民共和国当前缺少技术和经济成本，因此生产上普通选取第二种解决方式。如果被排入海水，会导致海洋部件盐度增长，这将对生物功能和海洋生物生长状况产生不利影响，并将影响该都市地区海洋生物组分，最后破坏海洋生态环境并带来经济污染与损失。污水经解决系统

25、污水解决厂解决后，某些灌溉用途一段时间后需要无机盐农田矿床，最后导致土壤碱化等危害。若排放到地表水中，增长无机盐也许导致水体富营养化。工业生产若直接生产高盐废水单元，例如在农药生产和印染生产过程中，由于不完全化学反映产生了无机盐副产物而形成高盐，高COD废水，氨生产苏打灰生产将会生产废水（重要是CaCl2和NaCl）盐含量可达1520。中华人民共和国某些重点水务行业，如钢铁生产公司，炼油厂，煤化工公司，石油化工等都是大排水工业行业。为了节约能源和减少排放，在生产过程中回收大某些水需要用于再运用，在再运用过程中也会有一定浓度盐水被产生。这某些浓盐水若不通过解决再排放，会导致很大环境污染。解决后不

26、同工业废水将产生高含量废水，如钙，镁，钾，钠，氯离子，碳酸根离子等。这些高盐废水若直接被排放，会导致严重环境污染。例如，排放到地表水中不但会导致水体富营养化，更会破坏水环境生态平衡，导致鱼类死亡等严重后果。1.3高盐废水解决现状及其发展到当前为止，盐海淡化和脱盐办法已达数十种，涉及热，膜，离子互换，水合物，溶剂萃取，电化学电离（EDI）和冷冻。 哪种热法和膜脱盐技术是大规模工业应用重要技术2。 热过程可分为多级闪蒸（MSF），多效蒸发（MED）和蒸汽蒸馏（VC）。 上海世纪海水淡化技术重要是无国界医生，特别是中东地区，但后期技术由低温多效蒸发和膜技术巨大挑战3。 以RO技术为代表淡化淡化海水淡

27、化技术，由于需要提供额外热量，大，中，小型盐水淡化淡化淡化合用于近年来发展十分迅速。对于高盐废水零排放解决，直接蒸发结晶可以达到零排放目，但是耗资耗能巨大，同步也挥霍资源。这时咱们采用膜技术将高盐废水进一步浓缩成超高盐废水，淡水某些可以直接回用，被浓缩超高盐废水再蒸发结晶达到零排放，这样极大减少了能源消耗又合理运用了一某些水资源。然而，膜技术对于进水水质又有一定规定，因此，高盐废水必要通过预解决（药剂软化、过滤、离子互换等），这样就有效减少了膜污染，对膜使用寿命，出水水质均有提高。因此高盐废水零排放核心技术可分为三个阶段：预解决阶段、膜解决阶段、最后蒸发结晶阶段。1.3.1预解决硬度分为总硬度

28、，碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。自然水硬度重要是Mg2+ 和Ca2 +，因而水总硬度为Ca2+ 含量和Mg2 +含量总和。碳酸盐硬度（也称暂时硬度），重要化学成分是钙和碳酸氢镁。在加热和沸腾后，盐会分解成碳酸盐，硬度减少，因而也称为暂时硬度。非碳酸盐硬度（也称永久硬度）重要是以水中钙，氯化镁，硫酸盐，硝酸盐等盐计算含量。盐后加热相似硬度煮沸后，也被称为永久硬度。硬度是水质重要指标，永久性硬度普通计算，而水软化则是重要去除水永久性硬度，而水分硬度除去或除去所有办法，称之为水软化。当前，水软化重要有沉淀软化法，强化结晶技术，吸附离子互换法及膜技术等几种办法，如下作简要简介。 沉淀软化法重要有老式沉淀软

29、化法和生物降解尿素产生碳酸盐沉淀法两种。而老式沉淀软化法又分为石灰软化法、石灰/苏打软化法和石灰/苏打/磷酸软化法等。该类办法缺陷是药剂费用较高,从而提高了解决成本,同步也也许引起二次污染。由此对于高浓度钙离子工业废水F.Hammes4-5等开发了运用生物催化产碳酸盐去除硬度办法6。生物降解尿素产碳酸盐沉淀法重要是运用生物酶降解尿素等一系列生物化学反映后产成碳酸盐沉淀,然后再用过滤法去除。该办法缺陷在于反映过程中生成NH4+浓度较高,也许导致后续解决成本增长。 （1）药剂软化法（2）吸附与离子互换法离子互换法是指将原水通过离子互换树脂进行过滤,水中离子会与固定在树脂上离子进行互换。普遍离子互换

30、办法重要有硬水软化和去离子法。其中硬水软化是一种为了预先减少水质硬度而在反渗入(R0)解决之前用法。从上世纪90年代至今,研究成本低、可再生有机材料逐渐成为了吸附与离子互换研究重点。特别是运用农业废物和生物质(例如藻类)去除金属离子备受关注。其中O.K. Jiinior等运用乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)对丝光纤维素和甘蔗蜜进行化学改性后进行钙离子和镁离子去除研究,其成果体现出了较好除硬效果7。而N. Fatin-Rouge等从褐藻中提取出来一种无毒多聚糖一藻酸盐8,也获得了较好效果，在实践中得到了应用。尚有诸多学者在杏核壳、泥炭等新材料方面也进行了大量研究。除了吸附剂之外，通惯用于去除硬度材

31、料还涉及离子互换树脂等。离子互换树脂是具备与水离子相应官能团聚合物。 普遍，常规钠离子互换树脂会携带大量钠离子。 当钙离子和镁离子含水量高时，离子互换树脂就可以释放钠离子，官能团和钙离子和镁离子，使钙和镁含水量减少，从而水硬度减少。当前,更多研究者侧重于混合使用阴阳离子互换树脂,运用阴离子树脂去除COD和阳离子树脂去除硬度来代替混凝与石灰软化技术,该法合理解决了混凝和石灰软化技术中存在污泥量、解决效果等问题,效果更好,但该技术重要作为膜系统预解决使用。此外,美国Orica Watercare公司近来研发出一种弱酸、磁性阳离子树脂,对于硬度去除效果极佳9。（3） 强化结晶技术普通,流化床反映器重

32、要是通过吸附和共沉淀去除金属离子,但需要在反映器内填充一定量晶核物质。流化床原理是运用气体或液体使得固体颗粒处在悬浮状态。在20世纪90年代，使用流化床去除饮用水硬度就开始了,日后众多学者对此进行了优化设计。其中,K. Suzuki等通过曝气提高污水中PH来强化结晶办法,钙、镁离子和磷酸盐去除率分别达到了 34%、51%和65%10；而强化结晶水力控化技术也逐渐受到了关注,其钙离子去除率高达91.7%。当前,流化床反映器内固定颗粒重要是石英砂,粒状方解石(CaCO3）也有应用,其优势是不但能去除硬度,还能进行资源回收运用。1.3.2膜技术对于低硬度水深度解决,现今重要技术有电渗析(ED)、RO

33、/电去离子(EDI)反向电渗析（EDR）和反向去离子（EDIR）。 电渗析指直流电场作用下离子互换膜在溶液中作用。 R0 /电去离子（EDI）（也称为填充床电渗析）软水技术是指在水解决过程中加入直流电场作用下钙离子和镁离子，该技术持续生产水， 深度硬化等特点。 当前，该技术在国内已得到广泛应用11。在ED技术基本上，EDR技术解决了阳离子互换膜池问题。而 EDIR系统由于具有离子互换树脂，导致系统电阻减少导电性提高，从而可以有效减少功耗。（1） 微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤（NF）技术在实际中，微滤和超滤技术在污水解决中应用范畴广泛。微滤有膜通量高，操作压力低等长处。但普通微滤膜有缺陷，容

34、易污染，使用寿命低，从而影响其应用范畴。 而新进MemcorR持续微滤技术发当前RO海水淡化厂预解决应用中有较好效果，是一种工业废水解决优良膜技术。通过持续微滤技术解决，某些细菌已被去除，使水质更好，并且持续微滤后工业废水可直接使用。微滤和超滤技术有运营压力低，无相变，能耗低，应用广，分离效率高，可再运用有用材料和水分等长处，因而在污水解决中被大量应用，可用于纸，纺织，都市污水治理等方面。超滤是指运用超滤膜微孔蹄机构，在强压驱动下，截留颗粒间直径为0.002-0.1m和杂质，并去除微生物和大分子等技术，重要应用于工业废水解决，饮用水和高纯度水准备微滤还采用微孔膜机械机构，在压力驱动下，保存在0

35、.1-1m颗粒，病毒等之间。超滤重要用于化工，制药，水解决等领域。而微滤则重要用于水预解决，也可用于医药，化工，电子等领域行业。超滤和微滤也用于高盐废水解决，但普通只能用作预解决。超滤是指运用超滤膜微孔蹄机构，在强压驱动下，截留颗粒间直径为0.002-0.1m和杂质，并去除微生物和大分子等技术，重要应用于工业废水解决，饮用水和高纯度水准备微滤还采用微孔膜机械机构，在压力驱动下，保存在0.1-1m颗粒，病毒等之间。超滤重要用于化工，制药，水解决等领域。而微滤则重要用于水预解决，也可用于医药，化工，电子等领域行业。超滤和微滤也用于高盐废水解决，但普通只能用作预解决。纳滤技术是20世纪80年代末引进

36、一种新型分离膜技术。纳滤过程分子量在反渗入和超滤膜之间12。推测NF膜可以具备约1nm孔构造，因此称为“纳滤”13。由于纳滤膜孔径在纳米级范畴内，其中某些膜在不同阴离子Donnan位点有不同差别，纳滤过程分子量为数百，而不同阴离子有显着差别。某些或大某些无机盐可以通过，长处是操作压力低，能通过较大量。因其特点，纳滤技术在水软化，有机物脱盐净化等方面具备独特优势和显着节能效果14。（2）反渗入上世纪70年代末开始，国内开始釆用反渗入技术制备去除盐水,但存在膜质量和脱盐效率较低等问题,因此始终没有得到广泛推广应用。而近年来，随着反渗入技术迅速发展,废水经解决后,可以达到去除水中99%盐分和99.5

37、%钙、镁成分效果15。反渗入脱盐装置重要应用在电力、轻工、化工和都市用水等领域；而反渗入技术在工业化大规模应用也证明了其对有机物废水解决有较好效果16。1953年，美国弗罗里达大学C.E.REID专家一方面发现醋酸纤维具备较好半透性，标志了反渗入技术作为新型膜分离技术开始。同年，在C.E.REID建议下，反渗入研究被列为美国国家筹划17。中华人民共和国于1965年开始研究反渗入技术,之后2-4年国家海洋局和国家科委组织海水淡化研究，为醋酸纤维不对称膜开发打下了良好基本。在20世纪70年代开始了中空纤维和卷式反渗入元件研究,并于80年代实现了初步工业化。通过国家“七五”、“八五”等阶段科技攻关,

38、中华人民共和国反渗入技术从实验室研究开始走向工业规模应用,其中重点应用是在海水淡化和废水运用等领域。成功建立了国产反渗入装置在电子工业超纯水、海岛地下苦咸水、医药用纯水以及小型海水去盐淡化等示范工程18-19。现今，反渗入技术已经成为海水脱盐和咸水淡化最经济技术，也是超纯水纯水设备首选技术。此外，反渗入技术在各种材料分离，锅炉水软化，净化和浓缩，废物回收以及病毒和细菌控制分离等方面发挥了重要作用。当前，反渗入作为一种较为成熟技术，在解决高盐废水问题上起着不可代替作用，并且随着国内生产技术膜成熟，其成本也逐渐减少。反渗入解决高盐废水虽然不是一件新鲜事，但通过反渗入解决高盐废水，电导率不不大于25

39、000us/cm，膜通量也迅速衰减，膜荚现象更加严重。但是如果通过反渗入工艺加入优质结晶技术，这样就可以延长薄膜部件使用寿命，增长反渗入解决量，并且还要解决更多高盐废水，否则这某些废水会导致二次污染。 （3）正渗入（FO）作为一种新兴膜分离技术，正渗入（Forward osmosis，FO）拥有巨大应用发展前景。在正渗入中，重要以 FO 膜两侧汲取液和原料液之间渗入压差作为分离驱动力，使水从原料液（即较低渗入压）一侧自发地传递到汲取液（即较高渗入压）。与老式以压力驱动膜分离技术，例如微滤、超滤、纳滤与反渗入等不同，正渗入由于其运营原理不同，故而有着独特优势，例如施加较低或不施加压力，可减少能耗

40、，减少运营成本20；另一方面，正渗入分离能力更强，对污染物有着较高截留率21-23；再次，正渗入污染几乎为可逆污染，因而有较高清洗效率 24,25；并且正渗入膜装置构成简朴，容易操作。抱负正渗入膜应需具备截留率高、水通量高、亲水性好功能层，厚度薄、孔隙率高、曲折因子低、机械强度高支撑层，同步还需具备耐腐蚀能力较强和应用范畴较广等特性最早研究中使用正渗入膜重要是反渗入膜和改性纳滤膜26-28。随着研究不断进一步，发现由于反渗入膜具备较厚多孔支撑层，其内浓差极化较大，导致水通量减少较快。为此，国内外众多研究机构相继开展了正渗入膜研发工作。美国HTI公司是世界上较早从事正渗入膜研发公司，其商品化FO

41、 膜极具代表性，在正渗入膜市场中占据绝对优势。在正渗入膜研制过程中，特别是运用诸如醋酸纤维素为材料制备对称膜或运用同一材料合成非对称膜时，采用重要制备办法是相转换法，涉及浸沉凝胶法、蒸气相凝胶法、热凝胶法、控制凝胶法和溶剂蒸发凝胶法，但普通相转化法制成膜分离层较厚。美国HTI 公司在初期正渗入膜研究中，采用膜材料重要是二醋酸纤维素(醋酸含量不大于55%)。然而研究发现二醋酸纤维素不够稳定，长期浸没在水中时易发生水解。之后，三醋酸纤维素( 醋酸含量不不大于55%) 逐渐代替了二醋酸纤维素。三醋酸纤维素正渗入膜(CTA) 以亲水性较好三乙酸纤维素或三乙酸纤维素与其衍生物混合物作为致密皮层和多孔支撑

42、层，以聚酯网丝为骨架嵌入支撑层中来提供重要承载强度。 聚酯网嵌入支撑层方式大大缩小了膜厚度，膜整体厚度仅约为50m 左右，较薄膜支撑层使溶质通过多孔支撑层传质阻力减小，从而大大减小了正渗入膜内浓差极化。随着研究进一步，浮现了第三代新生膜复合膜。复合膜普通是运用层层组装法在多孔支撑层上面运用不同材料构成致密活性层。复合膜可以通过对活性层材料优选使其具备较高分离能力，其合成办法涉及：界面聚合法、原位聚合、溶液涂敷法和等离子体聚合法，其中界面聚合法和原位聚合为重要采用办法。HTI公司开发了一种TFC 膜合成办法，该办法通过非溶剂致相分离法将聚砜支撑层附于聚酯纤维上以提供重要强度支撑，以聚酰胺为材料，

43、运用界面聚合法合成膜活性层。尽管聚酰胺材料活性层膜污染不不大于醋酸纤维素活性层膜污染，且膜厚度约为115m，不不大于CTA膜，但其构造参数却与CTA膜相近，表白其有较高孔隙率和较低曲折度，其水通量约为CTA 膜23 倍，且与CTA 合用pH范畴(38)相比，TFC 正渗入膜合用范畴更广( pH 212)26 。这种合成办法是当前TFC正渗入膜制备重要办法，国内外多数研究者在TFC 正渗入膜研发中参照了这种办法。en 和McCutcheon 等27对HTI公司TFC 膜进行了研究，成果发现，当渗入膜活性层朝向原料液时，以1 mol/L氯化钠为汲取液，纯水为原料液，水通量可达22.9L/(m2h)

44、，盐通量为6.4 g/(m2h)Yang等28研发了一种中空纤维型正渗入膜，在23时，运用5 mol/L 氯化镁作为汲取液，纯水为原料液，水通量可达33.8 L/(m2h)，盐通量不大于1g/(m2h) Wang 等29设计了中间有孔隙夹层双醋酸纤维素活性层，由于双层活性层存在，使盐通过率和盐反向通量均有明显减少，但膜水渗入阻力有一定增大。在22 时，以5 mol/L氯化镁为汲取液，水通量为48.2 L/(m2h)，盐反向通量不大于6.5 g/(m2h)。Wang 等30研制了一种正渗入中空纤维膜，当膜活性层朝向汲取液时，以0.5 mol/L氯化钠为汲取液，纯水为原料液，水通量可达32.2 L

45、/(m2h)，盐通量与水通量比值为0.11 g/L。此外，韩国世韩公司研发出正渗入卷式膜，但当前没有商业化。近年来，正渗入膜制造办法在不断增长，制造水平有了较大提高，并已开发出涉及平板型、中空纤维型和螺旋管式等各种型式膜，但是正渗入膜研制仍在水通量、截盐率、抗污染能力、性价比等几种因素中谋求折衷点，难以做到面面俱到，需要进一步从新型膜材料、膜改性、膜合成办法等各种方面开展进一步进一步研究。 Ma 和Tang 等31初次将合成沸石聚酰胺纳米复合材料渗入膜应用在正渗入当中，发现加入沸石后正渗入膜水通量最大可提高50%，但截盐率有所减少。Nguyen 和Zou 等32运用纳米银和纳米二氧化钛对正渗入

46、膜表面进行修饰，成果发现改性后正渗入膜具备良好抑菌功能，细菌去除率是原膜细菌去除率11 倍。同步，膜污染清洗后，改性膜通量可恢复至初始通量67%72%，高于未修饰膜可恢复初始通量33% ，表白改性膜防污能力增强。Lv 和Ma 等33运用聚乙二醇衍生物对FO膜表面进行原位化学改性，尽管水通量比原膜低，但原子力显微镜分析成果显示，改性膜与有机污染物间粘附力较原膜减小，表白改性膜对有机物抗污染能力增强。钟溢健和王秀蘅等34运用聚乙烯醇修饰准对称构造无机薄膜，修饰后膜表面荷电更高，以2 mol/L氯化钠为汲取液，纯水为原料液，水通量可达8.2 L/(m2h)，高于原膜12%，而比盐通量为015 g/L

47、，低于原膜12%。正渗入作为拥有巨大潜力膜分离技术，在各国例如美国、英国、韩国、以色列、丹麦、和新加坡等均有大量有关研究，并且获得了优秀成绩。除HTI 公司外，当前，国际上对正渗入膜进行商业推广公司还重要有美国Oasys 公司、丹麦Aquaporin 公司、美国Porifera 公司和英国Modern Water 公司。此外，国内外许多高校、研究机构，如耶鲁大学、南洋理工大学、新加坡国立大学、中华人民共和国海洋大学、中科院上海高等研究院等在正渗入膜制备与研究领域也做出了突出贡献。在众多领域内，正渗入近几十年来均有着广泛应用，特别，在某些重要领域如海水淡化35、水解决36，食品及药物加工37和运

48、用渗入发电38等方面体现出良好应用前景，是当前世界膜分离领域研究热点之一。 海水淡化早在二十世纪六，七十年代，专家就提出采用正渗入法进行脱盐，但谋求恰当提取和正渗入膜研发问题。因此海水淡化技术并没有得到较好实行。近年来，渗入技术始终是能源与环境危机一种阶段，近几年水资源严重短缺和美国HTI生产商业正渗入膜在海水淡化中得到广泛应用。积极渗入技术水脱盐已成为科学家关注焦点和研究热点。普通渗入脱盐办法基本上由稀释提取物和从提取物中回收淡水。依照提取物淡水回收率差别，阳性渗入脱盐工艺分为两类：一类是运用可溶性盐作为液体溶质提取，再通过再浓缩等分离技术回收淡水;另一种被加热稀释提取物将溶解溶质提取到挥发性气体中以获得淡水，并且气体溶质可以再循环。研究人员以相对简朴方式对含盐提取物中淡水进行了大量研究，Khaydarov等人建议使用太