正渗透膜技术及其应用.docVIP

化工进展 化 工 进 展 ·1388· CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2010 年第 29 卷第 8 期 进展与述评 正渗透膜技术及其应用 李 刚 1，李雪梅 1，王 铎 2，何 涛 1，高从堦 2 （1 南京工业大学化学化工学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 210009； 2 中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266003） 摘 要：正渗透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，同时正渗透技术还是一种绿色能 源技术，可以将自然界中常见的渗透能直接转化为电能。近年来，正渗透技术在国际上得到了广泛的重视，探 索和研究工作正不断发展。本文就正渗透技术中的膜材料必威体育精装版进展和正渗透技术在海水淡化、绿色能源、污水 回用、航空航天、食品浓缩等行业的应用进行了详实的综述，并展望了我国在该领域的发展前景。 关键词：正渗透；反渗透；海水淡化；绿色能源；污水回用 中图分类号：O 647.11 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2010）08–1388–11 Forward osmosis membranes and applications LI Gang 1，LI Xuemei 1，WANG Duo 2，HE Tao 1，GAO Congjie2 （1 College of Chemistry and Chemical Engineering，Nanjing University of Technology，Key Lab of Materials-Oriented Chemical Engineering，Nanjing 210009，Jiangsu，China； 2 College of Chemistry and Chemical Engineering， Ocean University of China，Qingdao 266003，Shandong，China） Abstract：Forward osmosis（FO）is a low energy consuming and efficient solution for water and environmental problems. FO converts osmotic energy to electricity via pressure retarded osmosis process，therefore it is also a green energy technology. In recent years，FO has attracted worldwide attention for research and development，ranging from governmental funding to company research plan. In this review，the state-of-the-art in FO membrane materials and applications are summarized. Various applications of FO in seawater desalination，osmotic power，wastewater reuse，aeronautics and astronautics，beverage and other novel processes are introduced. Key words：forward osmosis；reverse osmosis；seawater desalination；green energy；wastewater reuse 正渗透（FO）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）[1]。 图 1（a）是正渗透的基本原理示意图。 水和盐水 到盐水侧，该过程称为减压渗透（pressure retarded osmosis，PRO），如图 1（b）所示。 正渗透技术的特点是其驱动力为两种溶液的 化学位差或者渗透压差本身，无需外加压力。利用 正渗透技术中水自发传递过选择性半透膜的性质， 两种渗透压不同的溶液被半透膜隔开，那么水会自 发地从水侧通过半透膜扩散到盐水侧，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。而反渗透过程[如图 1 （c）所示]是在盐水侧施加压力克服渗透压（ Δp Δπ ）使得水从盐水侧扩散到水侧。当盐水侧施加  收稿日期：2009-12-10；修