工程技术

  正渗透(Forward Osmosis,FO)是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液,一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution),另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution),正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力,才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差(aTr)的外加压力(△P)时,水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧,这种过程叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis,PRO)。压力阻尼渗透的驱动力仍然是渗透压,因此它也是一种正渗透过程。
  FO是一种新型的膜分离处理技术,与超滤、微滤和反渗透等常用膜分离技术相比,其不需要外加压力作为分离驱动力(或者在较低的外加压力下即可运行),而是靠溶液自身的渗透压差推动正渗透分离过程。此外,相对于外加压力驱动技术,其还具有回收率高和膜污染情况相对较轻等显著优点。
  与反渗透技术相比较,正渗透技术具有得天独厚的优势:独有的驱动液体系,不需要外界的压力推动分离过程,能耗低;材料本身亲水,没有外加压力推动,可以有效防止膜污染;在脱盐过程中,回收率高,没有浓盐水的排放,实现零排放,是环境友好型技术。
  目前最好的商业化正渗透膜材料是美国HTI公司的支撑型高强度膜,膜为3层结构:致密皮层,多孔支撑层和网格支撑结构。膜皮层和多孔支撑层亲水,呈电中性,厚度约为50μm。而陕西华陆化工环保有限公司正是美国亚视工程公司HTI的战略合作伙伴,双方正在为打造广阔的平台和商业推广而展开精诚合作。


  围绕正渗透FO技术,华陆环保总结和归纳了如下系统解决方案:
  (1)零排放系统解决方案
  我们倡导的普通工业废水零排放可概括为两方面,其一为废水的达标资源化回用,其二为浓水经蒸发结晶后的资源化利用,具体工艺流程如下:
  (2)高盐废水系统解决方案
  高含盐废水历来是环保行业处理的难点,究其原因,主要为处理费用高,且普通的超滤及反渗透膜都容易堵塞,而FO正渗透膜则具有极强的抗堵塞功能、浓缩倍数高的优点,能降低高盐浓缩液的体积,从而降低了后续蒸发系统的能耗,具有良好的经济效益。
  (3)高难度废水系统解决方案
  通常高难降解性质的废水(如焦化废水,腈纶废水等)在经历了长时间的生化后,即使再加上后处理(一般为化学氧化+后生化工艺)还是难以稳定达标,给企业带来了巨大的环保压力。针对此类废水,可在生化去除绝大部分的易生化物后采用正渗透FO系统对其进行高度浓缩,将难降解的大分子有机物集中收集处理,剩余的大部分废水则可回用或达标排放。