6.1.7　正渗透（FO）

正渗透（Forward Osmosis，FO）海水淡化技术与RO技术相同，采用半透膜将淡水和海水分隔开，但不同于利用外加压力作为驱动力实现淡水通过半透膜，FO利用的是由高盐度汲取液（又称驱动液）产生的自然的压力梯度，与另一侧的海水相比，汲取液具有更高的渗透压和更低的化学势，从而使海水内的水通过半透膜向汲取液一侧移动。汲取液中的淡水通过其他分离方式进行分离，而分离方式依赖于汲取液的特性，分离出来的汲取液可以回收再利用于FO工艺中。FO具有低能耗（0.25kWh/m3）、膜污染倾向小和低成本等优势。但是当前FO海水淡化仍面临浓差极化、膜污染、溶质逆向扩散、膜的选择和开发以及汲取液的选择和发展等问题。浓差极化包括发生在FO膜多孔支撑层内的内部浓差极化和发生在FO膜活性层表面的外部浓差极化。外部浓差极化会减小驱动力，可通过增大流动速度或湍流度以及优化水通量来减轻外部浓差极化对FO膜通量的不良影响，但造成膜通量下降的主要原因不是外部浓差极化，而是内部浓差极化，内部浓差极化可使膜通量下降80%以上，由于内部浓差极化发生在多孔支撑层的内部，因此无法通过增加流动速度或湍流度等改变水动力学条件的方法来缓解内部浓差极化。也正是由于内部浓差极化的存在，RO膜不适用于FO海水淡化。研究表明在多孔支撑层涂覆聚多巴胺可以增加FO膜的亲水性并削弱内部浓差极化。此外，通过膜表面改性可以有效抑制膜污染。而溶质逆向扩散只与FO膜活性层的选择性有关，改善活性层的选择性即可减轻溶质逆向扩散。由此可见，FO膜是FO海水淡化的关键部件，合理地选择FO膜可以有效地解决浓差极化、膜污染和溶质逆向扩散等问题。汲取液对于FO同样至关重要，其选择关系到膜通量和FO的经济性。理想的汲取液应满足以下特征：①高渗透效率，即溶解度高且分子量小；②保证最小的溶质逆向扩散以维持驱动力，避免污染进料海水；③与FO膜具有化学相容性；④无毒；⑤从水中分离出来的方法简单、廉价，且能够重复使用；⑥成本低廉。