2正渗透技术研究进展

根据正渗透原理，半透膜、汲取溶液是影响正渗透性能的两个重要因素，关于正渗透技术的研究也集中在这两方面。

2.1正渗透膜

关于正渗透膜的研究，主要集中在膜材料、膜制造工艺、半透膜和支撑层的位置关系这三方面。由于具有高抗氯性，不易吸附矿物质、油脂和石油类物质，三醋酸纤维素（cellulosetriacetate,CTA）（HTI公司）膜是应用最广泛的正渗透膜，并且与纤维素相比，其对热、化学、生物降解不敏感。在恶劣环境（比如废水中）中会水解是其存在的一个重大问题。

对高性能正渗透膜材料的开发一直是正渗透领域的研究热点，PRO中要求的能承受高压的商业薄膜复合（thin-filmcomposite,TFC）膜、疏水的醋酸纤维素/三醋酸纤维素（CA/CTA膜）、具有低接触角的TFC-聚酰胺（PA）膜（HTI公司）陆续被研制出来。新制备方法的进步使膜材料超越传统的CTA和TFC-PA/聚砜膜范围。聚苯并咪唑（Polybenziazole,PBI）是能够自我充电，具有高抗盐性、高表面疏水性和低膜污染趋势；聚酰胺-酰亚胺（Polyae-ies,PAI）能够将阳离子和阴离子通过膜排放到盐中；亲水性聚多巴胺（Polydopamine,PDA）能增加抗膜污染性能。

膜制备方法决定膜性能和过滤效率。传统的相转化技术被广泛用于正渗透膜的生产中。新的膜制备方法主要向三个方向发展：

1）对膜表面加工、修饰，比如通过官能化膜表面或在聚合物中包被官能纳米粒子来剪裁膜表面以降低膜污染、改善水通量；

2）增加机械抗压性能，比如重设支撑结构以增加抗压性、加入静电纺纳米纤维增加机械性能；

3）采用先进的共挤出技术增加材料机械稳定性和能量密度。

大部分正渗透膜由功能不同的两层构成，即活性层（Activelayer,AL）—致密选择透过膜和支撑层（Supportlayer,SL）—多孔结构提供机械支撑，构成了不对称结构。这种不对称性造成二者在位置关系上存在两种可能：AL直接接触原水（Activelayer-feedsolution,AL-FS或FO-模式）和AL直接接触出水（Activelayer-drawsolution,AL-DS或PRO-模式）。

半透膜和支撑层的位置关系直接影响通量和膜污染趋势，因而显著影响正渗透性能。许多研究表明PRO-模式具有高水通量、相对较轻的内部浓差极化（Internalconcentrationpolarisation,ICP），然而这种模式膜污染较为严重。FO-模式和PRO-模式运行条件下，造成膜污染的主要污染物质有所不同：Jin等观察到PRO-模式下更多的藻酸盐污染；Zhao等则发现PRO模式下主要由于有机污染造成的膜通量显著下降，并且经过膜洗后FO-模式能恢复较高的膜通量。