正滲透過程濃差極化量化分析及緩解對策研究.pdf

1、正滲透（forward osmosis，F(xiàn)O）過程中膜表層和內(nèi)部都出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象，從而大幅降低膜兩側(cè)的有效滲透壓差及水通量。因此，采用量化分析方法研究和評價不同工況下濃差極化影響程度，考察不同措施對濃差極化的緩解效果。
　　論文首先在不同溶液濃度下，考察膜擺放模式對裝置性能的影響，認為PRO模式的水通量和反向鹽通量均高于FO模式，但其隨運行時間衰減速度較快；驅(qū)動液與原料液濃度差一定時，隨著原料液濃度的增加，PRO模式的水通量呈嚴

2、重下降趨勢。此外，在溶液濃度差相同的條件下，逆流操作更利于水通量的提高。以去離子水為原料液，當驅(qū)動液濃度從0.25M增加至1.5M時，通過量化分析發(fā)現(xiàn)FO模式中由內(nèi)濃差極化引起的滲透壓衰減率由31.43％增加至50.59%，外濃差極化引起的滲透壓衰減率由11.42%增加至29.96%，膜兩側(cè)有效滲透壓比例由56.75%降低至19.26%；PRO模式下，由內(nèi)濃差極化引起的滲透壓衰減率由18.20%增至46.84%，外濃差極化引起的滲透壓衰

3、減率由12.45%增至23.37%，膜兩側(cè)有效滲透壓差比例由69.08%降至29.64%。研究表明，無論是FO模式還是PRO模式，內(nèi)濃差極化都是影響有效滲透壓衰減的主要因素，但隨著驅(qū)動液濃度的增加，外濃差極化的影響不能被忽略。
　　論文在FO模式下，采用量化分析方法研究了料液流速對濃差極化的影響程度，并探索了溫度和格網(wǎng)配制對正滲透膜分離性能的強化作用。結(jié)果表明，增加流速可以提高流體的擴散速度和擾動，緩解濃差極化的影響，且驅(qū)動液流速

4、的單邊強化效果優(yōu)于原料液流速單邊強化及驅(qū)動夜與原料液流速雙邊強化效果。以0.5 M NaCl為原料液，1.0 M NaCl為驅(qū)動液，當膜兩側(cè)溶液溫度同時從20℃增加至30℃時，正滲透的水通量分別增加52.81%。保持原料液溫度為20℃，單獨升高驅(qū)動液溫度至30℃，F(xiàn)O的水通量增加46.87%；保持驅(qū)動液溫度20℃不變，單獨升高原料液溫度至30℃，F(xiàn)O的水通量增加27.78%，說明驅(qū)動液側(cè)溫度的改變對正滲透性能影響更大。對原料液和驅(qū)動液流