正渗透系统的工作流程包含两个核心环节:
1. 正渗透过程:
原料液(待处理的水,如污水、海水)流经膜的一侧。
汲取液(或称驱动液,一种高渗透压的溶液,如浓盐水、糖/盐混合溶液)在膜的另一侧循环。
在渗透压差的驱动下,水分子自发地从原料液穿过膜,进入汲取液,从而使汲取液被稀释,而原料液被浓缩。
污染物被完美截留:所有溶质、盐分、病毒、有机物等均被截留在原料液侧,因为它们无法透过致密的半透膜。
2. 汲取液再生与产品水回收:
这是正渗透技术实现连续运行和能耗所在的关键步骤。被稀释的汲取液需要被“再生”,即分离出纯水,并回收浓缩的汲取液循环使用。
常用再生方法:
反渗透/纳滤:用于再生盐类汲取液。
膜蒸馏:利用热能再生,特别适合与余热或太阳能耦合。
热法分离:如蒸发结晶,用于再生对热敏感的汲取液(如糖类)。