1、摘要. II：.；摘 要高鹽廢水零排放技術是環境維護的必然要求，特別是部分產業部門的高鹽廢水排放曾經嚴重制約了當前企業的開展情況，是當前和今后一段時間國內外關注度極高的問題之一。在傳統的高鹽廢水處置技術根底上充分吸收國內外先進技術，以邯鄲熱電廠循環冷卻排污水為原水，對一套完好的廢水處置工藝進展研討。主要工藝包括：藥劑軟化、弱酸樹脂離子交換軟化、反浸透濃縮、正浸透及蒸發結晶，對各工藝主要影響要素進展實驗研討，確定相關技術運用研討的主要參數。論文進展了混凝沉淀預處置實驗，經過投加氫氧化鈣和碳酸鈉對高鹽廢水進展軟化處置。實驗結果闡明：在處置邯鄲熱電廠循環冷卻排水時，最正確投藥量NaCO為mg/L ，

2、Ca(OH)為mg/L。硬度那么從mg/L 降到 mg/L，而去除率為.%。用D-型弱酸陽離子樹脂對藥劑軟化后的高鹽水做進一步的軟化，以Ca+、Mg+全部被吸收為平衡濃度，得出D-型樹脂對Ca+、Mg+的吸附容量為mg/L。用反浸透對軟化后的高鹽廢水進展預濃縮實驗，在實驗條件下，隨著原水水箱中含鹽量的添加，出水含鹽量也隨著添加，并且除鹽率與產水率會隨著降低。除鹽率從最初的.%降到.%，產水率由.%降至.%。用某研討院自制正浸透膜對反浸透實驗濃水進展膜性能實驗。隨著汲取液濃度的添加，本實驗所用正浸透膜的水通量也隨著添加，水通量從.L/(mh)上升至.L/(mh)；而截鹽率汲取液濃度添加會較緩慢的

3、下降，截鹽率由.%下降至.%；反向鹽通量會隨著添加，由.g/(mh)上升至.g/(mh)。對特殊反向鹽通量無影響。隨著溫度緩慢上升，膜通量有明顯的上升趨勢，在溫度到達時，水通量最大為. L/(mh)，膜的截留率會有略微的下降，反向鹽通量會先隨著溫度的升高而添加，在時，反向鹽通量到達最大值.g/(mh)，然后隨著溫度的升高而下降。用世韓正浸透卷式膜做小型實驗，結果闡明，隨著正浸透實驗安裝的運轉，原料液電導率先添加較快后緩慢添加，最后趨于平穩。在汲取液濃度為mol/L時，原料液電導率可濃縮至S/cm；汲取液濃度為mol/L時，原料液電導率可濃縮至S/cm。水通量逐漸減小，最后趨近于零。用柱蒸餾法、

4、吹托蒸餾法和減壓蒸餾法三種作為汲取液回收與提純方法進展比較，無論從回收率還是水的提純方面，吹托蒸餾法和減壓蒸餾法明顯優于柱蒸餾法。溫度控制在至之間兩種方法的回收率可達%以上。在對含有氯化鈉和硫酸鈉的濃鹽水進展蒸發結晶時，溫度控制在到之間，有利于氯化鈉與硫酸鈉的提純。關鍵詞：高鹽廢水；藥劑軟化；離子交換軟化；正浸透；蒸發結晶。Abstract IAbstractZero discharge technology of high salt wastewater is the inevitable requirement for environmental protection, especiall

5、y 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 traditional high salt wastewater treatment technology, the do

6、mestic 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 softening, ion exchange resin softening, reverse osmosis, fo

7、rward 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 that paper, the pretreatment of coagulation sedimentation was carried out, and the high salinity wastewa

8、ter was treated by adding calcium hydroxide and sodium carbonate. The results showed that the best dosage of Ca(OH) was mg/L, NaCO was mg/L . Hardness decreased from mg/L to mg/L, the removal rate was .%.Further softening of high saline chemicals after softening with D- type weak acid cation resin,

9、Ca+, Mg+ all have been absorbed into the equilibrium concentration of the adsorption capacity of D- type resin for Ca+, Mg+ for mg/L.By using reverse osmosis, the concentration of salt in the water tank was increased with the increase of salt content in the raw water tank. The salt removal rate decr

10、eased from .% to about .% and the water production rate decreased from .% to .%.Experimental study on the performance of reverse osmosis test concentrated water by using a self-made positive osmosis membrane. Learn the effect of concentration on membrane performance: with the increased concentration

11、 of the draw, that experiment used the water flux of forward osmosis membrane also increased with the increase of water flux from .L/(mh) up to .L/(mh); and the salt concentration decreased with the increase rate of draw will slow, salt rejection Abstract II decreased from .% to .%; the reverse salt

12、 flux will increase, by .g/(mh)up to .g/(mh). No effect on special reverse salt flux.Effect of temperature on membrane performance: as the temperature rises slowly, membrane flux increased, the temperature reached degrees, the maximum water flux of . L/(mh), the retentate rate would be slightly decr

13、eased, reverse salt flux will increase with the increase of temperature, at degrees and the reverse salt flux reaches the maximum value of .g/(mh), and then decreased with temperature increasing. Effect on special reverse salt flux.The is found with Saehan penetration roll film experiment, with posi

14、tive test, permeability test device operation, raw liquid conductivity first increases slowly increases rapidly, finally tends to be stable. When the concentration of is mol/L, the conductivity of the raw material can be concentrated to S/cm. When the concentration of the solution is mol/L, the cond

15、uctivity of the raw material can be concentrated to S/cm. The water flux decreases gradually, and finally approaches zero.Blow supporting distillation and vacuum distillation three as draw solution recovery and purification methods were compared with column distillation, and from both the recovery a

16、nd purification of water, blowing supporting distillation and vacuum distillation column distillation method was better than that of. Temperature control at to , the recovery rate of the two methods can reach more than %.The temperature is controlled between and when evaporating and crystallizing th

17、e concentrated brine containing sodium chloride and sodium sulfate, which is beneficial to the purification of sodium chloride and sodium sulfate.Keywords: High salinity wastewater; chemical softening; ion exchange softening;forward osevaporation crystallization目錄目錄 I目 錄 TOC o - 摘 要 II .阻垢劑對藥劑軟化法的影響

18、 PAGEREF _Toc h .離子交換軟化實驗結果與分析 PAGEREF _Toc h .反浸透濃縮結果與分析 PAGEREF _Toc h .反浸透實驗濃縮結果與分析 PAGEREF _Toc h .反浸透設計軟件模擬計算 PAGEREF _Toc h 第章 正浸透實驗結果與分析 PAGEREF _Toc h .正浸透實驗結果與分析 PAGEREF _Toc h .汲取液濃度對水通量、截鹽率與反向鹽通量的影響 PAGEREF _Toc h .溫度對水通量、截鹽率與反向鹽通量的影響 PAGEREF _Toc h .正浸透小型實驗結果與分析 PAGEREF _Toc h .汲取液溶質回收和水

19、提純結果與分析 PAGEREF _Toc h 第章 濃鹽水蒸發結晶實驗結果與分析 PAGEREF _Toc h 第章 結論與展望 PAGEREF _Toc h .結論 PAGEREF _Toc h .展望 PAGEREF _Toc h 參考文獻 PAGEREF _Toc h 作者簡介 PAGEREF _Toc h 論文發表情況 PAGEREF _Toc h 河北工程大學碩士學位論文第章 緒論 第章 緒論.水資源現狀水資源對他們的生命起著重要的作用,它是生命的源泉,是人類賴以生存和開展的不可短少的最重要的物質資源之一。目前，水資源緊缺正在逐漸成為制約我國社會經濟開展和城市化進程的主要要素之一。年

20、月，世界資源研討所發布了年國家水資源壓力排名，估計中國將從中等水資源壓力國家變為極高水資源壓力國家。近年來，我國工業規模不斷擴展，廢水產生量也隨之迅速增大，自然而然地給當前的廢水處置與回收利用帶來了宏大的挑戰。例如，工業廢水假設直接被排放，會對周圍的水土環境帶來嚴重的污染。另外，對廢水進展處置到達合格規范后，假設不再循環利用，就會呵斥水資源浪費，加劇了資源短缺。而對于高鹽廢水，由于缺乏技術，缺乏經濟可行性與可靠性，所以只能采取大部分稀釋流出方法。但是這種方法不但不能真正地減少污染物的排放量，而且會呵斥淡水的浪費，尤其是鹽水的排放，必然導致土壤堿化和淡水水礦化。假設可以處置這一部分鹽水在水和鹽的

21、過程中可以分別，這部分鹽可以進展集中處置，這樣就可以實現廢水“零排放的效果，既防止了水土污染，還能提高運營效率。因此，廢水“零排放技術已成為企業和工業實現水資源可繼續開展的一種重要措施。.高鹽廢水來源、水質特點及危害高鹽廢水是企業消費中消費的相對常見的廢水類別。高鹽廢水是指含有消費企業消費廢水中含有的無機鹽和生活污水的廢水中無機鹽有鉀離子，鈣離子，鈉離子，氯離子，硫酸根離子等的含量大于，通常高鹽廢水中也含一些有機物質，如甘油和低碳鏈化合物等。本文主要研討的高鹽廢水是經過熱濃縮處置或膜濃縮處置后上述工業含鹽廢水產生的濃鹽酸廢水，經過一些濃縮的清洗或反沖洗產生的鹽水設置統稱為高濃度鹽水。大多數工業

22、廢水除了含有上述鉀鈉鈣等無機鹽離子外，不同領域的工業廢水所含的無機鹽離子都有很大差別，甚至有些高鹽廢水還含有一些重金屬元素。由于中國工業廢水排放量大，重金屬等重金屬濃縮，長期排放工業廢水對環境和環境構成嚴重要挾。高鹽廢水主要有三個來源，一是一些沿海缺水地域，利用海水淡化淡水消費消費消費濃縮鹽水的過程;另外在工業消費過程中直接排放高鹽廢水;此外，在工業消費廢水進展循環利用和生成的鹽水。隨著中國淡水運用量越來越大，淡水資源越來越緊張，尤其是在青島、威海等城市沿海地域更是稀缺，影響了人民的生活和城市的開展。為了緩解這種情況，一些沿海地域開場將海水資源直接用于生活用水和工業消費。淡水從海水中提取的過程

23、中，鹽水濃度約為mg / Lmg / L，即原始海水濃度的倍。高鹽廢水中有兩種無機鹽，一種是原始海水的無機鹽，另一種是在海水淡化過程中參與的一些水處置化學物質而產生的無機鹽，例如阻垢劑、發泡劑或其它試劑。海水淡化高鹽廢水消費有二種方式，一是利用廢物回收利用經濟效益，實現真正的“零排放;二是直接將高鹽廢水排入污水處置系統，河流，湖泊或海洋。由于中國目前缺乏技術和經濟本錢，所以消費上普通選擇第二種處置方式。假設被排入海水，會呵斥海洋部件的鹽度添加，這將對生物功能和海洋生物的生長情況產生不利影響，并將影響該城市地域海洋生物的組分，最終破壞海洋生態環境并帶來經濟污染與損失。污水經處置系統污水處置廠處置

24、后，部分灌溉用途一段時間后需求無機鹽的農田礦床，最終導致土壤堿化等危害。假設排放到地表水中，添加的無機鹽能夠導致水體富營養化。工業消費假設直接消費高鹽廢水單元，例如在農藥消費和印染消費過程中，由于不完全的化學反響產生了無機鹽副產物而構成高鹽，高COD廢水，氨消費蘇打灰消費將會消費廢水主要是CaCl和NaCl的鹽含量可達。中國一些重點水務行業，如鋼鐵消費企業，煉油廠，煤化工企業，石油化工等都是大排水的工業行業。為了節約能源和減少排放，在消費過程中回收大部分水的需求用于再利用，在再利用過程中也會有一定濃度的鹽水被產生。這部分濃鹽水假設不經過處置再排放，會呵斥很大的環境污染。處置后不同的工業廢水將產

25、生高含量的廢水，如鈣，鎂，鉀，鈉，氯離子，碳酸根離子等。這些高鹽廢水假設直接被排放，會呵斥嚴重的環境污染。例如，排放到地表水中不僅會導致水體富營養化，更會破壞水環境的生態平衡，呵斥魚類死亡等嚴重后果。.高鹽廢水處置現狀及其開展到目前為止，鹽海淡化和脫鹽方法已達數十種，包括熱，膜，離子交換，水合物，溶劑萃取，電化學電離EDI和冷凍。 哪種熱法和膜脫鹽技術是大規模工業運用的主要技術。 熱過程可分為多級閃蒸MSF，多效蒸發MED和蒸汽蒸餾VC。 上海世紀海水淡化技術主要是無國界醫生，特別是中東地域，但后期技術由低溫多效蒸發和膜技術的宏大挑戰。 以RO技術為代表的淡化淡化海水淡化技術，由于需求提供額外

26、的熱量，大，中，小型鹽水淡化淡化淡化適用于近年來開展非常迅速。對于高鹽廢水的零排放處置，直接蒸發結晶可以到達零排放目的，但是耗資耗能宏大，同時也浪費資源。這時他們采用膜技術將高鹽廢水進一步濃縮成超高鹽廢水，淡水部分可以直接回用，被濃縮超高鹽的廢水再蒸發結晶到達零排放，這樣極大的減少了能源耗費又合理的利用了一部分水資源。然而，膜技術對于進水的水質又有一定的要求，所以，高鹽廢水必需經過預處置藥劑軟化、過濾、離子交換等，這樣就有效的減少了膜污染，對膜的運用壽命，出水水質都有提高。所以高鹽廢水零排放關鍵技術可分為三個階段：預處置階段、膜處置階段、最后蒸發結晶階段。.預處置硬度分為總硬度，碳酸鹽硬度和非

27、碳酸鹽硬度。自然水的硬度主要是Mg+ 和Ca +，因此水的總硬度為Ca+ 含量和Mg +含量的總和。碳酸鹽硬度也稱暫時硬度，主要化學成分是鈣和碳酸氫鎂。在加熱和沸騰后，鹽會分解成碳酸鹽，硬度降低，因此也稱為暫時硬度。非碳酸鹽硬度也稱永久硬度主要是以水中的鈣，氯化鎂，硫酸鹽，硝酸鹽等鹽計算含量。鹽后加熱一樣的硬度煮沸后，也被稱為永久硬度。硬度是水質的重要目的，永久性硬度的普通計算，而水的軟化那么是主要去除水的永久性硬度，而水分的硬度除去或除去一切的方法，稱之為水軟化。當前，水軟化主要有沉淀軟化法，強化結晶技術，吸附離子交換法及膜技術等幾個方法，如下作簡要引見。 沉淀軟化法主要有傳統沉淀軟化法和生

28、物降解尿素產生碳酸鹽沉淀法兩種。而傳統沉淀軟化法又分為石灰軟化法、石灰/蘇打軟化法和石灰/蘇打/磷酸軟化法等。該類方法的缺陷是藥劑的費用較高,從而提高了處置本錢,同時也能夠引起二次污染。由此對于高濃度鈣離子的工業廢水F.Hammes-等開發了利用生物催化產碳酸鹽去除硬度的方法。生物降解尿素產碳酸鹽沉淀法主要是利用生物酶降解尿素等一系列生物化學反響后產成碳酸鹽沉淀,然后再用過濾法去除。該方法的缺陷在于反響過程中生成的NH+濃度較高,能夠呵斥后續處置本錢添加。 藥劑軟化法吸附與離子交換法離子交換法是指將原水經過離子交換樹脂進展過濾,水中的離子會與固定在樹脂上的離子進展交換。普遍的離子交換方法主要有

29、硬水軟化和去離子法。其中硬水軟化是一種為了預先降低水質硬度而在反浸透(R)處置之前運用的方法。從上世紀年代至今,研討本錢低、可再生的有機資料逐漸成為了吸附與離子交換研討的重點。特別是利用農業廢物和生物質(例如藻類)去除金屬離子備受關注。其中O.K. Jiinior等利用乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)對絲光纖維素和甘蔗蜜進展化學改性后進展鈣離子和鎂離子的去除研討,其結果表現出了較好的除硬效果。而N. Fatin-Rouge等從褐藻中提取出來一種無毒多聚糖一藻酸鹽,也獲得了較好的效果，在實際中得到了運用。還有很多學者在杏核殼、泥炭等新資料方面也進展了大量的研討。除了吸附劑之外，通常用于去除硬度的資

30、料還包括離子交換樹脂等。離子交換樹脂是具有與水離子相應官能團的聚合物。 普遍的，常規的鈉離子交換樹脂會攜帶大量的鈉離子。 當鈣離子和鎂離子含水量高時，離子交換樹脂就可以釋放鈉離子，官能團和鈣離子和鎂離子，使鈣和鎂的含水量降低，從而水的硬度降低。當前,更多研討者偏重于混合運用陰陽離子交換樹脂,利用陰離子樹脂去除COD和陽離子樹脂去除硬度來替代混凝與石灰軟化技術,該法合理處理了混凝和石灰軟化技術中存在的污泥量、處置效果等問題,效果更好,但該技術主要作為膜系統的預處置運用。此外,美國Orica Watercare公司最近研發出一種弱酸、磁性陽離子樹脂,對于硬度去除效果極佳。強化結晶技術通常,流化床反

31、響器主要是經過吸附和共沉淀去除金屬離子的,但需求在反響器內填充一定量的晶核物質。流化床的原理是利用氣體或液體使得固體顆粒處于懸浮形狀。在世紀年代，運用流化床去除飲用水硬度就開場了,后來眾多學者對此進展了優化設計。其中,K. Suzuki等經過曝氣提高污水中PH來強化結晶的方法,鈣、鎂離子和磷酸鹽的去除率分別到達了 %、%和%；而強化結晶的水力控化技術也逐漸遭到了關注,其鈣離子的去除率高達.%。如今,流化床反響器內的固定顆粒主要是石英砂,粒狀方解石(CaCO也有運用,其優勢是不僅能去除硬度,還能進展資源回收利用。.膜技術對于低硬度水的深度處置,現今主要技術有電滲析(ED)、RO/電去離子(EDI

32、)反向電滲析EDR和反向去離子EDIR。 電滲析指直流電場作用下離子交換膜在溶液中的作用。 R /電去離子EDI也稱為填充床電滲析軟水技術是指在水處置過程中參與直流電場作用下的鈣離子和鎂離子，該技術延續消費水， 深度硬化等特點。 目前，該技術在國內已得到廣泛的運用。在ED技術的根底上，EDR技術處理了陽離子交換膜池的問題。而 EDIR系統由于含有離子交換樹脂，導致系統電阻降低導電性提高，從而可以有效降低功耗。微濾(MF)、超濾(UF)、納濾NF技術在實踐中，微濾和超濾技術在污水處置中運用范圍廣泛。微濾有膜通量高，操作壓力低等優點。但普通微濾膜有缺陷，容易污染，運用壽命低，從而影響其運用范圍。

33、而新進的MemcorR延續微濾技術發如今RO海水淡化廠的預處置運用中有很好的效果，是一種工業廢水處置優良的膜技術。經過延續微濾技術處置，一些細菌已被去除，使水質更好，并且延續微濾后工業廢水可直接運用。微濾和超濾技術有運轉壓力低，無相變，能耗低，運用廣，分別效率高，可再利用的有用資料和水分等優點，因此在污水處置中被大量運用，可用于紙，紡織，城市污水治理等方面。超濾是指利用超濾膜微孔蹄機構，在強壓驅動下，截留顆粒間的直徑為.-.m和雜質，并去除微生物和大分子等的技術，主要運用于工業廢水處置，飲用水和高純度水預備微濾還采用微孔膜的機械機構，在壓力驅動下，保管在.-m顆粒，病毒等之間。超濾主要用于化工

34、，制藥，水處置等領域。而微濾那么主要用于水預處置，也可用于醫藥，化工，電子等領域行業。超濾和微濾也用于高鹽廢水的處置，但通常只能用作預處置。超濾是指利用超濾膜微孔蹄機構，在強壓驅動下，截留顆粒間的直徑為.-.m和雜質，并去除微生物和大分子等的技術，主要運用于工業廢水處置，飲用水和高純度水預備微濾還采用微孔膜的機械機構，在壓力驅動下，保管在.-m顆粒，病毒等之間。超濾主要用于化工，制藥，水處置等領域。而微濾那么主要用于水預處置，也可用于醫藥，化工，電子等領域行業。超濾和微濾也用于高鹽廢水的處置，但通常只能用作預處置。納濾技術是世紀年代末引進的一種新型分別膜技術。納濾過程的分子量在反浸透和超濾膜之

35、間。推測NF膜可以具有約nm的孔構造，所以稱為“納濾。由于納濾膜的孔徑在納米級范圍內，其中一些膜在不同陰離子的Donnan位點有不同的差別，納濾過程的分子量為數百，而不同的陰離子有顯著的差別。部分或大部分無機鹽可以經過，優點是操作壓力低，能經過較大的量。因其特點，納濾技術在水軟化，有機物脫鹽凈化等方面具有獨特的優勢和顯著的節能效果。反浸透上世紀年代末開場，我國開場釆用反浸透技術制備去除鹽水,但存在膜的質量和脫鹽效率較低等問題,所以不斷沒有得到廣泛的推行運用。而近年來，隨著反浸透技術的迅速開展,廢水經處置后,可以到達去除水中%的鹽分和.%的鈣、鎂成分的效果。反浸透脫鹽安裝主要運用在電力、輕工、化

36、工和城市用水等領域；而反浸透技術在工業化大規模的運用也證明了其對有機物廢水的處置有很好的效果。年，美國弗羅里達大學的C.E.REID教授首先發現醋酸纖維具有很好的半透性，標志了反浸透技術作為新型的膜分別技術的開場。同年, 在C.E.REID的建議下，反浸透研討被列為美國國家方案。中國于年開場研討反浸透技術,之后的-年國家海洋局和國家科委組織海水淡化研討，為醋酸纖維不對稱膜的開發打下了良好根底。在世紀年代開場了中空纖維和卷式反浸透元件的研討,并于年代實現了初步工業化。經過國家“七五、“八五等階段的科技攻關,中國的反浸透技術從實驗室研討開場走向工業規模的運用,其中重點運用是在海水淡化和廢水利用等領

37、域。勝利建立了國產反浸透安裝在電子工業超純水、海島地下苦咸水、醫藥用純水以及小型海水去鹽淡化等示范工程-。現今，反浸透技術曾經成為海水脫鹽和咸水淡化最經濟的技術，也是超純水純水設備的首選技術。另外，反浸透技術在各種資料的分別，鍋爐水的軟化，凈化和濃縮，廢物回收以及病毒和細菌控制分別等方面發揚了重要作用。目前，反浸透作為一種較為成熟的技術，在處置高鹽廢水問題上起著不可替代的作用，并且隨著國內消費技術膜的成熟，其本錢也逐漸降低。反浸透處置高鹽廢水雖然不是一件新穎事，但經過反浸透處置的高鹽廢水，電導率大于us/cm，膜通量也迅速衰減，膜莢景象更加嚴重。但是假設經過反浸透工藝參與優質結晶技術，這樣就可

38、以延伸薄膜部件的運用壽命，添加反浸透處置量，而且還要處置更多的高鹽廢水，不然這部分廢水會呵斥二次污染。 正浸透FO作為一種新興的膜分別技術，正浸透Forward osmosis，FO擁有宏大的運用開展前景。在正浸透中，主要以 FO 膜兩側的汲取液和原料液之間的浸透壓差作為分別的驅動力，使水從原料液即較低浸透壓一側自發地傳送到汲取液即較高浸透壓。與傳統的以壓力驅動的膜分別技術，比如微濾、超濾、納濾與反浸透等不同，正浸透由于其運轉的原理不同，故而有著獨特的優勢，例如施加較低或不施加壓力，可降低能耗，降低運轉本錢；其次，正浸透的分別才干更強，對污染物有著較高的截留率-；再次，正浸透污染幾乎為可逆污染

39、，因此有較高的清洗效率 ,；而且正浸透的膜安裝組成簡單，容易操作。理想的正浸透膜應需具備截留率高、水通量高、親水性好的功能層，厚度薄、孔隙率高、曲折因子低、機械強度高的支撐層，同時還需具備耐腐蝕才干較強和運用范圍較廣等特征最早研討中運用的正浸透膜主要是反浸透膜和改性的納濾膜-。隨著研討的不斷深化，發現由于反浸透膜具有較厚的多孔支撐層，其內濃差極化較大，導致水通量降低較快。為此，國內外眾多研討機構相繼開展了正浸透膜的研發任務。美國HTI公司是世界上較早從事正浸透膜研發的公司，其商品化的FO 膜極具代表性，在正浸透膜市場中占據絕對優勢。在正浸透膜研制過程中，特別是利用諸如醋酸纖維素為資料制備對稱膜

40、或利用同一資料合成非對稱膜時，采用的主要制備方法是相轉換法，包括浸沉凝膠法、蒸氣相凝膠法、熱凝膠法、控制凝膠法和溶劑蒸發凝膠法，但通常相轉化法制成的膜分別層較厚。美國HTI 公司在早期的正浸透膜研討中，采用的膜資料主要是二醋酸纖維素(醋酸含量小于%)。然而研討發現二醋酸纖維素不夠穩定，長期浸沒在水中時易發生水解。之后，三醋酸纖維素( 醋酸含量大于%) 逐漸替代了二醋酸纖維素。三醋酸纖維素正浸透膜(CTA) 以親水性較好的三乙酸纖維素或三乙酸纖維素與其衍生物的混合物作為致密皮層和多孔支撐層，以聚酯網絲為骨架嵌入支撐層中來提供主要的承載強度。 聚酯網嵌入支撐層的方式大大減少了膜的厚度，膜整體厚度僅

41、約為m 左右，較薄的膜支撐層使溶質經過多孔支撐層的傳質阻力減小，從而大大減小了正浸透膜的內濃差極化。隨著研討的深化，出現了第三代新生膜復合膜。復合膜通常是利用層層組裝法在多孔支撐層的上面利用不同的資料構成致密的活性層。復合膜可以經過對活性層資料的優選使其具有較高的分別才干，其合成方法包括: 界面聚合法、原位聚合、溶液涂敷法和等離子體聚合法，其中界面聚合法和原位聚合為主要采用方法。HTI公司開發了一種TFC 膜合成方法，該方法經過非溶劑致相分別法將聚砜支撐層附于聚酯纖維上以提供主要的強度支撐，以聚酰胺為資料，利用界面聚合法合成膜活性層。雖然聚酰胺資料活性層膜污染大于醋酸纖維素活性層膜污染，且膜厚

42、度約為m，大于CTA膜，但其構造參數卻與CTA膜相近，闡明其有較高的孔隙率和較低的曲折度，其水通量約為CTA 膜的 倍，且與CTA 的適用pH范圍()相比，TFC 正浸透膜的適用范圍更廣( pH ) 。這種合成方法是目前TFC正浸透膜制備的主要方法，國內外多數研討者在TFC 正浸透膜的研發中參考了這種方法。en 和McCutcheon 等對HTI公司的TFC 膜進展了研討，結果發現，當浸透膜活性層朝向原料液時，以 mol/L的氯化鈉為汲取液，純水為原料液，水通量可達.L/(mh)，鹽通量為. g/(mh)Yang等研發了一種中空纖維型正浸透膜，在時，利用 mol/L 的氯化鎂作為汲取液，純水為

43、原料液，水通量可達. L/(mh)，鹽通量小于g/(mh) Wang 等設計了中間有孔隙夾層的雙醋酸纖維素活性層，由于雙層活性層的存在，使鹽經過率和鹽反向通量都有顯著的降低，但膜的水浸透阻力有一定的增大。在 時，以 mol/L的氯化鎂為汲取液，水通量為. L/(mh)，鹽反向通量小于. g/(mh)。Wang 等研制了一種正浸透中空纖維膜，當膜活性層朝向汲取液時，以. mol/L氯化鈉為汲取液，純水為原料液，水通量可達. L/(mh)，鹽通量與水通量的比值為. g/L。另外，韓國世韓公司研發出正浸透卷式膜，但目前沒有商業化。近年來，正浸透膜的制造方法在不斷添加，制造程度有了較大的提高，并已開發

44、出包括平板型、中空纖維型和螺旋管式等多種型式的膜，但是正浸透膜的研制仍在水通量、截鹽率、抗污染才干、性價比等幾個要素中尋求折衷點，難以做到面面俱到，需求進一步重新型膜資料、膜改性、膜合成方法等多個方面開展進一步的深化研討。 Ma 和Tang 等初次將合成的沸石聚酰胺納米復合資料浸透膜運用在正浸透當中，發現參與沸石后正浸透膜的水通量最大可提高%，但截鹽率有所降低。Nguyen 和Zou 等利用納米銀和納米二氧化鈦對正浸透膜外表進展修飾，結果發現改性后的正浸透膜具有良好的抑菌功能，細菌去除率是原膜細菌去除率的 倍。同時，膜污染清洗后，改性膜的通量可恢復至初始通量的%，高于未修飾膜可恢復的初始通量%

45、 ，闡明改性膜防污才干加強。Lv 和Ma 等利用聚乙二醇衍生物對FO膜外表進展原位化學改性，雖然水通量比原膜低，但原子力顯微鏡的分析結果顯示，改性膜與有機污染物間的粘附力較原膜減小，闡明改性膜對有機物的抗污染才干加強。鐘溢健和王秀蘅等利用聚乙烯醇修飾準對稱構造無機薄膜，修飾后的膜外表荷電更高，以 mol/L氯化鈉為汲取液，純水為原料液，水通量可達. L/(mh)，高于原膜%，而比鹽通量為 g/L，低于原膜%。正浸透作為擁有宏大潛力的膜分別技術，在各國例如美國、英國、韓國、以色列、丹麥、和新加坡等都有大量的相關研討，并且獲得了優良的成果。除HTI 公司外，目前，國際上對正浸透膜進展商業推行的公司

46、還主要有美國Oasys 公司、丹麥Aquaporin 公司、美國Porifera 公司和英國Modern Water 公司。另外，國內外許多高校、研討機構，如耶魯大學、南洋理工大學、新加坡國立大學、中國海洋大學、中科院上海高等研討院等在正浸透膜制備與研討領域也做出了突出奉獻。在眾多領域內，正浸透近幾十年來均有著廣泛的運用，特別的，在一些重要領域如海水淡化、水處置，食品及藥品加工和利用浸透發電等方面表現出良好的運用前景，是目前世界膜分別領域研討的熱點之一。 海水淡化早在二十世紀六，七十年代，專家就提出采用正浸透法進展脫鹽，但尋求適當的提取和正浸透膜的研發問題。所以海水淡化的技術并沒有得到很好的實

47、施。近年來，浸透技術不斷是能源與環境危機的一個階段，近幾年水資源嚴重短缺和美國HTI消費的商業正浸透膜在海水淡化中得到廣泛運用。積極浸透技術水的脫鹽已成為科學家關注的焦點和研討熱點。普通浸透脫鹽方法根本上由稀釋提取物和從提取物中回收淡水。根據提取物淡水回收率的差別，陽性浸透脫鹽工藝分為兩類：一類是利用可溶性鹽作為液體溶質的提取，再經過再濃縮等分別技術回收淡水;另一種被加熱稀釋提取物將溶解的溶質提取到揮發性氣體中以獲得淡水，并且氣體溶質可以再循環。研討人員以相對簡單的方式對含鹽提取物中的淡水進展了大量的研討，Khaydarov等人建議運用太陽能可以提取稀釋的液體進展濃縮，從而可以實現提取物和淡水

48、的回收。 Tan和Ng運用正和納濾過的海水淡化勝利地將提取物再次濃縮并再循環淡水。 Zhao et al。建議運用二價鹽作為提取物，當淡水的水質較高時，可以獲得運用正浸透和納濾合并脫鹽的方法。凱斯等將浸透技術和反浸透技術相結合，從海水中獲得高水得到飲用水。當浸透技術與反浸透技術和納濾技術相結合時，FO用作預處置，以減少原料液對RO膜的污染，提高后續獲得的淡水質量。水處置隨著過程的深化浸透，低能耗，低污染的綠色薄膜技術已逐漸運用于污水處置和水凈化等領域。早在二十世紀年代，就有研討將技術浸透到工業廢水運用中。研討人員運用模擬海水作為濃縮含銅和鉻的廢水的驅動處理方案，但半透膜運用市售的纖維素RO膜。

49、由于RO膜的性能不佳，下一次實驗失敗了。 Osmotek于年在美國俄亥俄州科瓦利斯的棺木渣滓填埋場建立了濃縮渣滓滲濾液的浸透實驗設備，水回收率為.。積極浸透技術也可用于消化污泥，濃縮污泥可用于農業施肥。此外，預浸透技術也被用作RO的預處置。它還用于空間站的廢水回收系統，將可食用驅動液如糖溶液或飲料裝入由FO膜制成的密封袋中，使水袋在行進或緊急救援情況下，但缺水清水，水袋浸在水溶液中，可以將驅動液稀釋到緊急形狀。這是美國HTI采用FO技術開發的新型水設備。食品和藥品行業雖然浸透處置在食品工業中的運用越來越普遍，但正面浸透技術在飲料和液體食品濃縮處置中的運用仍處于初步探求階段。正面浸透技術可以運用

50、于食品工業，由于它在低溫暖低壓操作條件下可以實現，這非常有利于保管食品和營養價值的保管;而且原料在溶質中的浸透率非常高，而膜污染趨勢非常低，能耗低。波普等管狀扁平醋酸纖維素反浸透膜作為陽性浸透膜，用飽和氯化鈉作為平行液，利用正浸透技術對果汁濃縮，結果闡明在一定時間內可以濃縮果汁，但也有一些缺陷，如膜通量不高，濃縮液中的汁液有部分氯化鈉增殖。赫朗在橙汁和咖啡中浸潤濃縮濃度為-的糖溶液作為平皿，實驗闡明該方法可以獲得較好的實驗結果。基于Herron的實驗方法，Petrotos等運用NaCl，CaCl，葡萄糖，蔗糖，CaNO和PEG作為驅動溶液和聚氨酯復合膜，討論濃縮番茄汁FO過程的最正確運轉條件。

51、驅動液的粘度是影響FO過程水通量的主要要素。薄膜越薄，驅動液體的粘度越小，水通量就越高。雖然在處置食品運用方面，正面浸透技術與傳統濃縮技術相比具有很多優點，但依然存在一些緊迫的問題，如制備高性能正浸透膜和低反向分散提取物。正面浸透技術在制藥行業的運用主要集中在藥品濃縮和藥物釋放控制上。在一些特殊情況下，特別是對于一些慢性疾病，口服處方藥需求靶向給藥，要求藥物在體內緩慢釋放，劑量要求非常準確。 FO膜孔徑小，通常納米級，分散作用是其通道中的資料經過主要機制，因此可以控制膜孔徑改動資料分散速率，這可以適當延伸藥物釋放時間，然后將藥物定量保送到指定的人體。控制藥物釋放系統的原理是以浸透壓作為自發釋放

52、有效藥物的動力。浸透泵系統是利用正浸透以實現藥物在體內繼續和準確釋放以控制藥物釋放的常見系統。在浸透泵系統中，體液的浸透壓小于提取物的浸透壓，產生一定的浸透壓差，將促使體液經過半透膜進入提取液，活塞將被稀釋稀釋引起的體積藥物從出口釋放，所用藥物在體系條件下在正常體溫中應堅持一定的耐久穩定性，藥物釋放時間普通可延伸到個月甚至年。目前，研討人員曾經研制出了一種玫瑰 - 尼爾森，元素，Higuchi-Theeuwes，Higuchi-Leeper等浸透泵。壓力延遲浸透發電隨著能源的快速耗費和資源短缺等問題的日益嚴重，尋求可再生資源越來越多的人關懷社會問題。如何從自然豐富的資源消費和消費可再生綠色能源

53、已成為科學家研討的熱點，因此有能夠用電來延緩海水中的能量浸透發電遭到注重，讓人們看到重用資源的希望。壓力延遲浸透也稱為真空浸透性是運用浸透壓來進展浸透過程。沿著半浸透膜的非加壓側的淡水不斷流過由水驅動的浸透壓經過膜到加壓側的膜側，并經過海水的側面，將稀釋的水經過海水變成兩股，A下游驅動渦輪機下游發電，而另一方那么是交換水壓的后續交換壓力。發電廠減壓可以建在地下或地下m，其優點是可以實現二氧化碳等溫室氣體排放，對周邊環境的影響;施工面積能夠很小，根底設備本錢較低;穩定，操作簡單靈敏。近年來，歐洲大力支持挪威，德意志銀行，葡萄牙和芬蘭等國家的研討團隊，努力于延遲發電的研討。置信壓力延遲浸透技術將隨

54、著能源危機和水資源日益嚴重的急劇開展和成熟而發生。.最終蒸發技術海水淡化濃鹽水含量具有特殊性，所以濃鹽水的排放存在著危害環境的嚴重問題。因此，濃鹽水的濃縮技術聚焦了很大的關注。現今研討最多的是濃鹽水的濃縮技術，主要目的是進一步濃縮濃鹽水，甚至到達結晶程度，而其副產品供應鹽化工廠，從而到達零排放的目的(零排放就是進一步濃縮與結晶濃鹽水，使回收率到達% 以上，使濃鹽水盡量變為干或半干的固體，以便后續的再利用與運輸)，進而防止對環境的污染并提高經濟收入。自然蒸發自然蒸發是依托太陽能在自然條件下蒸發的高鹽水，使之在飽和后飽和后結晶成鹽，蒸發構造稱為蒸發池。作為太陽能的熱源，所以天氣枯燥，枯燥氣候晴朗，

55、加工本錢低，操作維護簡單，運用壽命長，沖擊載荷好等優點。在我國，大唐科奇，大唐福新，國電赤峰“工程，新疆清華等主要廠房配套建立了蒸發池工程的廢水濃度。一些中東海水淡化廠也利用蒸發池處置濃縮水。在蒸發池研討領域，國內外關于鹽水性質和處置方法，蒸發速率，蒸發效率和濃縮濃度等關鍵問題的相關學者相對集中研討。蒸發池是開放系統，原水中揮發成分直接放入空氣中容易引起空氣污染;同時應防止浸透和防溢出處置措施，防止地下水和土壤污染;蒸發池普通占地面積大，呵斥土地資源浪費;除了蒸發過程難以回收淡水，這些是蒸發池中高鹽水濃度需求處理的。因此，蒸發池技術具有簡單易行的優點，但在當今環保認識日益提高的地域有明顯的地域

56、限制，其能夠的環境風險限制了進一步的運用。 噴霧蒸發Aquasonics 公司將噴霧蒸發技術運用于濃縮反浸透排放濃鹽水，本錢核算闡明，噴霧蒸發淡化技術的運用使% 以上的建立投資和運營費用得以節省。并在 年該公司將海水噴入蒸發室霧化，然后利用被工廠廢熱預熱過的空氣去氣化海水滴直至鹽類結晶析出，該公司對 套日產百噸級淡水的中試設備進展的本錢核算闡明該技術比常規的蒸餾淡化法本錢低。在國外，噴霧蒸發技術的反響過程機理也在進展研討，如: 噴霧角度對蒸發過程的影響、噴頭直徑和噴霧壓力對蒸發過程的影響、噴頭外形對液滴特性的影響及霧化效果對水蒸氣和濃鹽水滴(或鹽顆粒)分別效率的影響。在中國，高從堦等將噴霧蒸發

57、和多效蒸餾技術耦合起來，并以多效蒸餾過程產生的濃海水作為噴霧蒸發過程的進料水，實現了能源和資源的綜合利用。侯經緯等在噴霧蒸發低溫蒸餾集成海水淡化設備研討中對鹽水濃度為 mg /L 的進料條件下進展噴霧蒸發，研討結果證明了濃鹽水噴霧蒸發工藝與海水蒸餾淡化工藝集成用于水深度淡化的可行性。采用蒸發方法處置濃鹽水與海水淡化的原理及設備根本一致，不同之處在于海水淡化最終的搜集物是水蒸氣冷凝之后的淡水，而處置濃鹽水的目的是獲得濃鹽水結晶。其原理是使濃鹽水霧化，并在熱空氣中迅速地蒸發，所產生的水蒸氣可以再被冷凝成淡水予以回收。由于其濃縮倍數很高，近年來的研討趨勢是將噴霧技術與其他技術耦合起來，用于共同處置濃

58、鹽水。然而，噴霧蒸發淡化技術處置濃鹽水尚處于研討階段。噴霧蒸發在海水淡化中可用于處置熱法和膜法技術產生的濃鹽水，從而提高海水淡化的產水量。但是噴霧蒸發淡化技術具有靈敏分散、維護簡單的特點，且本錢和操作費用較低。隨著噴霧蒸發技術不斷地開展，人們在這個根底上提出了利用高溫常壓太陽能熱能來進展蒸發噴霧高濃度鹽水使之濃縮的技術，因其是以太陽能為能量，故耗費的能量有望是常規技術的%甚至更低，并且溶液濃度也越高，越能表達其免結垢思索和實現液體零排放的目的，而且由于蒸發過程不存在固定的實體傳熱面，所以完全不怕鈣、鎂離子等構成的無機難溶鹽。因此，高溫常壓太陽能蒸發噴霧高濃度鹽水技術在特定的淡化環境中將大有用武

59、之地，具有顯著的開展趨勢。熱法熱法零排放技術的根底是熱法鹽水脫鹽淡化系統，多效蒸發已作為當今主流的鹽水脫鹽淡化三大技術，由于其能耗較低，以此技術為根底開展起來的多效蒸發-蒸發結晶技術也越發成熟。Zarzo等報道了始于蒸發結晶的零排放系統，即利用蒸發的蒸汽來加熱進入蒸發器的水，這種技術能源效率比傳統蒸發結晶系統高。Guo等開發研討零排放系統，主要包括預處置、熱處置系統及蒸發結晶系統。Turek研討ED-MSF-結晶海水淡化系統，ED系統的水回收率為.%。 風能輔助強力蒸發 現今，風能的運用可根本分為兩種：第一種是風力發電，即將風能轉換成電能，用來驅動電力安裝；第二種是直接利用風能作為機械安裝的驅

60、動力。Pesrtana等開發研討了風電直接驅動反浸透海水淡化的系統，其安裝可以運轉超越小時，回收率設定%。但是由于風力發電容易遭到自然要素影響，穩定性不高，雖然儲存再利用可以使得用電安裝運轉根本平穩，但轉換儲存過程中會損耗較多的能量。故而Park 等設計研討了一種擁有超級電容器的風電儲能海水淡化工藝，極大地提高了風電能利用率和穩定性。例如陳暉等設計了一種新型風能和太陽能結合海水淡化安裝。利用垂直軸風力機來驅動攪拌加熱器，將風能直接轉化成熱能，從而提高海水蒸發室的溫度，提升蒸發速度。 目前，風能在海水淡化等等工藝中的實踐運用，主要還是經過風力發電。例如，煙臺萬華工業園綜合利用海水工業中，是以風力