尽管优势突出,但FO技术,特别是中空纤维FO膜,也面临严峻挑战:
内浓差极化: 这是FO性能的“头号杀手”。
机理:在多孔支撑层内部,被截留的溶质会累积(浓缩极化),或渗透进来的汲取液被迅速稀释(稀释极化),严重削弱有效的渗透压驱动力,导致实际水通量远低于理论值。
中空纤维的挑战:由于其纤细的结构和弯曲的流道,ICP效应比平板膜更为显著,对膜结构设计提出了极高要求。
汲取液的选择与再生:
理想汲取液需要具备高溶解度(产生高渗透压)、易于与水分分离、无毒、成本低等特性。
汲取液再生是系统主要能耗来源,如何低成本、高效地再生汲取液是FO技术商业化的核心瓶颈。
膜材料与结构的优化:
需要开发超薄、高孔隙率、亲水性的支撑层以减轻ICP,同时保证膜的机械强度。
中空纤维膜的纺丝和封装工艺比平板膜更复杂,质量控制难度大。
系统设计与成本:
整个系统(FO单元+汲取液再生单元)比单一的RO系统更复杂,初始投资成本可能更高。