正滲透膜技術(shù)及其應(yīng)用李剛1，李雪梅1,王鐸2,何濤1,高從增2（1南京工業(yè)大學化學化工學院，材料化學工程國家重點實驗室，江蘇南京210009；

2中國海洋大學化學化工學院，山東青島266003）摘要：正滲透技術(shù)為水資源和環(huán)境問題提供了低能耗、高效率的解決方法，同時正滲透技術(shù)還是一種綠色能源技術(shù)，可以將自然界中常見的滲透能直接轉(zhuǎn)化為電能。近年來，正滲透技術(shù)在國際上得到了廣泛的重視，探索和研究工作正不斷發(fā)展。本文就正滲透技術(shù)中的膜材料最新進展和正滲透技術(shù)在海水淡化、綠色能源、污水回用、航空航天、食品濃縮等行業(yè)的應(yīng)用進行了詳實的綜述，并展望了我國在該領(lǐng)域的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：正滲透；反滲透；海水淡化；綠色能源；污水回用中圖分類號：O647.11 文獻標志碼：A 文章編號：1000-6613（2010）08-1388-11ForwardosmosismembranesandapplicationsLIGang1，LIXuemei1，WANGDuo2，HETao1，GAOCongjie2（1CollegeofChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，KeyLabofMaterials-Oriented

ChemicalEngineering，Nanjing210009，Jiangsu，China；2CollegeofChemistryandChemicalEngineering，Ocean

UniversityofChina，Qingdao266003，Shandong，China）Abstract：Forwardosmosis（FO）isalowenergyconsumingandefficientsolutionforwaterandenvironmentalproblems.FOconvertsosmoticenergytoelectricityviapressureretardedosmosisprocess，thereforeitisalsoagreenenergytechnology.Inrecentyears，F(xiàn)Ohasattractedworldwideattentionforresearchanddevelopment，rangingfromgovernmentalfundingtocompanyresearchplan.Inthisreview，thestate-of-the-artinFOmembranematerialsandapplicationsaresummarized.VariousapplicationsofFOinseawaterdesalination，osmoticpower，wastewaterreuse，aeronauticsandastronautics，beverageandothernovelprocessesareintroduced.Keywords：forwardosmosis；reverseosmosis；seawaterdesalination；greenenergy；wastewaterreuse正滲透（FO）也稱為滲透，是一種自然界廣泛存在的物理現(xiàn)象。以水為例，F(xiàn)O過程中水透過選擇性半透膜從水化學位高的區(qū)域（低滲透壓側(cè)）自發(fā)地傳遞到水化學位低的區(qū)域（高滲透壓側(cè)）［1］。圖1（a）是正滲透的基本原理示意圖。水和鹽水兩種滲透壓不同的溶液被半透膜隔開，那么水會自發(fā)地從水側(cè)通過半透膜擴散到鹽水側(cè)，使鹽水側(cè)液位提高，直到膜兩側(cè)的液位壓差與膜兩側(cè)的滲透壓差相等（詢=An）時停止。而反滲透過程［如圖1（c）所示］是在鹽水側(cè)施加壓力克服滲透壓（Ap>An）使得水從鹽水側(cè)擴散到水側(cè)。當鹽水側(cè)施加壓力小于滲透壓（Ap<An），水依然從水側(cè)擴散

到鹽水側(cè)，該過程稱為減壓滲透（pressureretardedosmosis，PRO），如圖1（b）所示。正滲透技術(shù)的特點是其驅(qū)動力為兩種溶液的化學位差或者滲透壓差本身，無需外加壓力。利用正滲透技術(shù)中水自發(fā)傳遞過選擇性半透膜的性質(zhì)，收稿日期：2009-12-10；修改稿日期：2010-04-15?；痦椖浚簢?73計劃（2009CB623402）、材料化學工程國家重點實驗室基金（ZK200804）及國家自然科學基金（20976083）資助項目。第一作者簡介：李剛（1982一），男，碩士研究生，從事正滲透膜研究。聯(lián)系人：何濤，博士，教授，研究方向為有機膜材料的制備和應(yīng)用。李雪梅，博士，教授，納米材料制備以及在膜技術(shù)中的應(yīng)用。E-mailxuemeili@。圖1圖1正滲透（F0）、減壓滲透（PRO）及反滲透（RO）工作原理分離，實現(xiàn)“零能耗""I。目前正滲透技術(shù)的研究還處在初始階段，前景美好，潛力巨大，近年來受到國內(nèi)外研究機構(gòu)和企業(yè)的關(guān)注和重視。2009年，科技部國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）立項項目——“面向應(yīng)用過程的膜材料設(shè)計與制備基礎(chǔ)研究”中，將正滲透材料和應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目列為重點研究方向之一。1FO的應(yīng)用結(jié)合易于循環(huán)使用的驅(qū)動溶液，可用于海水脫鹽⑵和降低傳統(tǒng)工業(yè)過程的能耗［3］。滲透壓本身就是一種綠色能源囹，可以通過正滲透技術(shù)將滲透壓轉(zhuǎn)化為電能。此外，由于正滲透過程中可以不使用外加壓力，同時由于正滲透膜材料的親水性，因此可有效降低膜污染，可應(yīng)用于反滲透技術(shù)難以實現(xiàn)的廢水的處理中，例如染色廢水，垃圾瀝出液以及膜生物反應(yīng)器等囪。在降低膜污染的同時，可降低膜清洗的費用和化學清洗劑對環(huán)境的污染。正滲透過程的回收率高，避免了濃鹽水排放，環(huán)境友好。通過選擇合適的驅(qū)動溶液，其水回收率可達到75%，而普通反滲透水回收率為35%?50%，如此高的回收率可實現(xiàn)濃鹽水的再濃縮⑹。正滲透操作由于具有的低溫低壓特點，可以廣泛應(yīng)用于液體食品的濃縮和藥物釋放等方面。實現(xiàn)以上的這些應(yīng)用需要兩個條件：具有選擇透過性的膜和高滲透壓的驅(qū)動溶液。研究人員發(fā)現(xiàn)，將傳統(tǒng)的反滲透膜用于正滲透過程，其實際性能遠遠小于預(yù)期值［7-9］。造成這一現(xiàn)象的主要原因是正滲透過程中濃差極化，尤其是內(nèi)濃差極化：10］。報道顯示在使用商品化的HTI公司的正滲透膜（F0膜）的情況下，濃差極化可降低正滲透效率達80%m］。膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如多孔層厚度、孔的彎曲系數(shù)和空隙率）與內(nèi)濃差極化密切相關(guān)［12］。此外膜材料本身的物理化學性質(zhì)（如親水性、電荷性）也影響膜的性能。目前正滲透膜材料的研究主要集中在研制低內(nèi)濃差極化的、高通量、高截留率、高強度的膜材料。正滲透的另一個關(guān)鍵因素一一驅(qū)動溶液，也在不斷的發(fā)展中。McGinnis等［2,11］在其研究中發(fā)現(xiàn)，氨水和CO2氣體可制成高濃度的熱敏性氨鹽驅(qū)動溶液，具有較高的滲透壓，并可利用低溫熱源（廢熱、太陽能等）通過加熱的方法循環(huán)使用。目前，本文作者所在課題組正在研究一種潛在的驅(qū)動溶質(zhì) 磁性納米粒子，能夠通過磁場從水體中迅速FO具有低能耗、低污染、高回收等特點，其運用范圍非常廣泛，涉及工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各方各面。正滲透技術(shù)海水脫鹽、發(fā)電、工業(yè)廢水處理、食品工業(yè)、航天工業(yè)、制藥工業(yè)得到了進一步發(fā)展，還憑借抗污染、低能耗的特點不斷向傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中滲透，與其它技術(shù)相互融合，形成創(chuàng)新的工藝技術(shù)。本節(jié)將對FO在主要幾個領(lǐng)域的應(yīng)用進行介紹。1.1海水淡化在海水淡化方面，盡管早在20世紀60?70年代就有人提出使用正滲透的想法，但由于膜和驅(qū)動溶液等核心問題沒有解決，因此沒有得到廣泛的重視。近幾年來，隨著這些問題的解決，美國Yale大學的Elimelech和McCutcheon等［2,u，14］利用正滲透技術(shù)對海水脫鹽進行了系統(tǒng)化的研究，開發(fā)了一種新型的正滲透海水脫鹽系統(tǒng)（如圖2所示⑵）。他們將整個系統(tǒng)分成前段和后段兩部分，前段是正滲透段，將海水中的淡水從高化學勢側(cè)“拉”到低化學勢側(cè)。該系統(tǒng)的驅(qū)動液是混合銨鹽溶液，這種驅(qū)動液既具有較高的滲透壓，又能方便地與水分離。研究表明，50°C時進料溶液為0.5mol/LNaCl，驅(qū)動溶液為6mol/L銨鹽，膜兩側(cè)的滲透壓差高達22.5MPa，使用HTI公司的FO膜通量可達到25L/（m2-h），比AG（聚酰胺復(fù)合反滲透膜，GEOsmonics）和CE反滲透膜（纖維素類反滲透膜，GEOsmonics）提高了10多倍，鹽的截留率大于95%。后段是驅(qū)動溶液的回收段，從海水中提取出來的水將銨鹽溶液稀釋，可通過適度加熱（大約60C），將銨鹽分解成氨和CO2并循環(huán)使用，剩余的液體就是稀鹽水。該稀鹽水通過進一步的柱狀蒸餾或膜蒸餾（MD）即可獲得純凈水。McGinnis和Elimelech［14］通過軟件模擬發(fā)現(xiàn)，當稀釋的驅(qū)動溶液濃度為1.5mol/L時，F(xiàn)O過程比多級閃蒸（MSF）節(jié)省能量85%，比RO節(jié)省能量72%，整個FO過程電能消耗為0.25kW*h/m3，低于目前脫鹽技術(shù)的圖2新型的正滲透海水脫鹽系統(tǒng)⑵電能消耗（1.6?3.02kWh/m3）。目前正滲透海水脫鹽已經(jīng)進入了中試階段［15］。1.2廢水和垃圾滲出液的處理垃圾滲出液是一個復(fù)雜的溶液，其中含有機復(fù)合物、重金屬、有機或無機氮和大量的溶解性固體（TDS）,其處理是世界性的難題。Osmotek建造了一個中試規(guī)模的正滲透系統(tǒng)來研究垃圾滲出液的濃縮，處理后TDS水平要低于100mg/L［16］。廢水處理設(shè)備產(chǎn)生的淤泥中含有高濃度氨、磷酸鹽、有機氮、重金屬、TOC、TDS、色素和TSS，因此對其進行濃縮也非常困難。Holloway等W］利用正滲透技術(shù)的抗污染特點，將正滲透過程與反滲透過程相結(jié)合，使用HTI公司的FO膜對淤泥進行濃縮。研究發(fā)現(xiàn)，磷的脫除率超過99%，氨和總克氏氮（TKN）的脫除率分別將近87%和92%，色素和氣味組分幾乎全部脫除。在FO操作條件下（膜的皮層與淤泥接觸），膜的水通量在20h內(nèi)基本保持恒定，實驗后以NaOH進行短時間的清洗后水通量幾乎完全恢復(fù)。而如果使用HTI公司的FO膜或者普通的LFC-1反滲透膜在反滲透操作下進行淤泥的處理，膜污染嚴重，而且NaOH清洗后通量恢復(fù)率非常低?？梢娬凉B透過程較反滲透過程膜污染的趨勢低，不易形成濾餅。Holloway等［17］還對正滲透的膜污染機理進行了比較系統(tǒng)的研究。引起膜污染的因素有水力的（滲透阻力和剪切力）和化學的（污染物分子間的作用力）兩個方面。在濾餅形成之前，水力的和化學的因素都會影響膜污染速率，一旦濾餅形成之后，通量迅速降低，改變水力環(huán)境將不再影響通量。研究發(fā)現(xiàn)，可以通過加入阻聚劑的方法減輕污染，也可以使用化學清洗或者滲透反洗的方法去除，恢復(fù)率達到95%以上［17］。正滲透的抗污染性和高恢復(fù)率使得其可運用在操作條件比較苛刻的環(huán)境下。由于執(zhí)行了更嚴格的水處理標準，廢水的深度處理越來越受到人們的重視。目前采用的膜生物反應(yīng)器（MBR）以及較傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)，其生物濃度高，水通量穩(wěn)定，占地面積小，淤泥排放量小，可完全過濾除去懸浮固體。然而MBR過程膜污染嚴重，導(dǎo)致水通量和透質(zhì)量降低，膜材料需要經(jīng)常清洗和更換，另外MBR的能耗也較傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)高。為克服這些缺點，Cornelissen等［5,18］將正滲透技術(shù)引入MBR，將活性污泥處理和FO膜分離以及RO后處理結(jié)合起來，稱為滲透膜生物反應(yīng)器（OsMBR）。如圖3所示，OsMBR利用正滲透過程的抗污染性能，使用FO膜取代微濾/超濾膜進行污染物的分離，水透過膜稀釋驅(qū)動溶液，稀釋的驅(qū)動溶液通過RO單元進行濃縮并循環(huán)使用。最新的數(shù)據(jù)顯示［切，使用HTI公司的FO膜直接對廢水進行過濾，穩(wěn)定的水通量可達9L/（m2.h）（溫度23°C±1°C，驅(qū)動溶液為50g/L的NaCl，PRO操作）。FO膜對有機碳的截留率達到98%，對銨氮的截留率達到90%；而整體的OsMBR系統(tǒng)對有機碳的截留率可達到99%，對銨氮的截留率達到98%。由于膜對溶質(zhì)不可能完全截留，實驗中發(fā)現(xiàn)，長時間運行后生物反應(yīng)器中的鹽濃度保持不變（膜的污染有可能提高了鹽的截留率），通過膜材料進入到生物反應(yīng)器中鹽份對生物過程并沒有阻礙或毒性作用。OsMBR系統(tǒng)有很好的抗污染性，因此需要較少的清洗過程，其凈通量（netflux）可達到8.9L/（m2?h），圖3滲透膜生物反應(yīng)器（OMBR）的流程圖⑸非常接近其初始通量。如果膜材料的性能和過程進一步優(yōu)化，正滲透技術(shù)很可能成為一種新型的污水處理技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。1.3能源在海水發(fā)電方面，早在20世紀70年代，以色列的Loeb就提出了建立減壓滲透（PRO）發(fā)電站的構(gòu)想。圖4描述了PRO發(fā)電站的簡易流程圖，淡水沿著膜的一側(cè)流動，在滲透壓的作用下滲透到膜的加壓一側(cè)與海水混合，被稀釋的海水被分成兩股流體，一部分通過帶動渦輪機產(chǎn)生電能，另一部分通過壓力交換器為流入的海水加壓。PRO發(fā)電站可建筑在地表或者地下50?150m處。它的優(yōu)點眾多：無CO2的排放，輸出穩(wěn)定，占地面積少，對環(huán)境的影響小，操作靈活，建造面積可大可小，成本可降低到$0.058/（kWh）U9］。歐洲的Statkraft公司采用卷式膜組件組件PRO發(fā)電站，組件兩層膜之間距離較窄（0.4?0.8mm），并且加入網(wǎng)狀細絲作為湍流促進器，可提高液相的混合速度，減少擴散層厚度，提高PRO操作效率。操作時從壓力的角度考慮，膜的皮層與海水接觸比較有利，因為這樣壓力可將膜壓靠在支撐層上。如果膜的皮層與淡水側(cè)接觸，就存在皮層脫離支撐層的危險，當膜的皮層與海水接觸時，淡水中的污染物可能會導(dǎo)致膜的污染，因此需要進行預(yù)過濾。Statkraft公司從1997年開始對PRO技術(shù)的研究，其合作伙伴有SINTEF（挪威）、ForchungszentrumGKSS（德國）、HelsinkiUniversityofTechnologyC芬蘭）和ICTPOL（葡萄牙）。Statkraft公司對PRO技術(shù)進行了深入和系統(tǒng)的研究，制備出的復(fù)合正滲透膜性能為3.5W/m2（單位膜面積的電功率，表示PRO操作下膜的性能）［20］，非常接近預(yù)期值4?6W/m2。于2008年秋季在挪威的Tofte開始建設(shè)世界上第一座滲透壓發(fā)電站，已經(jīng)完成了裝置的吊裝以及外部管道的安裝，目前正在進行外部管道的安裝工作口］。圖4減壓滲透發(fā)電站簡易流程圖［20］另外Yale大學的McGinnis等［22］開發(fā)出新的封閉式的PRO循環(huán)系統(tǒng)，稱為滲透熱泵（osmoticheatengine，OHE），如圖5所示。在較低溫度下，通過循環(huán)利用NH3-CO2驅(qū)動溶液，將滲透能產(chǎn)生的高水壓轉(zhuǎn)化為電能3，能夠?qū)⒌蛢r值的廢熱源或環(huán)境友好的低溫熱源（地熱、太陽能等）轉(zhuǎn)化成電能。目前滲透熱泵的轉(zhuǎn)化效率為5%?10%，還需要進一步分析和優(yōu)化膜的能量密度、熱交換面積以及熱源的質(zhì)量、數(shù)量和最終的能量輸出的關(guān)系。2009年，美國Oasyswater公司獲得1000萬美元的投資開發(fā)該技術(shù)［23］。1.4水袋美國的HTI公司開發(fā)出了可在戰(zhàn)爭或緊急救援情況下使用的水凈化設(shè)備，稱為水袋（hydration［10］bag），是目前正滲透膜技術(shù)少有的幾種商業(yè)化產(chǎn)品之一。以產(chǎn)品之一X-Pack（如圖6所示）為例，其構(gòu)造為雙層袋狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為選擇透過性的膜，外層為防水材料將內(nèi)層膜包裹保護，并作為裝水的容器。內(nèi)層膜裝入可飲用的驅(qū)動溶液（糖類或濃縮飲料）和滲透加速劑，將源水裝入內(nèi)層與外層的夾層中，潔凈的水就可以透過內(nèi)層膜稀釋驅(qū)動溶液供人們飲用。水袋質(zhì)量輕，攜帶方便，造價便宜。目前HTI公司還開發(fā)了可重復(fù)使用的螺旋式濾水器組件，效率更高，可達到0.7L/h［24］。在大多數(shù)情況下，100g的驅(qū)動溶液可生產(chǎn)3?5L的飲料，這足夠維持一個人一天的需要。Wallace等［25］提出了計算水袋中水通量的熱力學方程，還測試了dioralyte（一種腹瀉藥）作為驅(qū)動溶液的性能：充滿0.4L水袋需時67.5min。FO在個人或者小型團體的應(yīng)用具有相當大的市場和應(yīng)用前景。隨著市場對該產(chǎn)品

圖6水袋(hydrationbag)示意圖圖6水袋(hydrationbag)示意圖［1。］1.5航天工業(yè)中的運用圖7NASADOC測試單元的流程圖［26］鹽水容器正滲透技術(shù)是美國航空航天局太空水回用系統(tǒng)的候選技術(shù)之一。人類長期的太空任務(wù)需要一個可靠、耐用、輕便且能耗低的廢水處理系統(tǒng)。太空任務(wù)中，3個可回收的主要廢水來源是：廢水、尿和濕空氣冷凝水。NASA和Osmotek設(shè)計出了中試規(guī)模的FO系統(tǒng)，稱為DOC系統(tǒng)［26-27］oNASA的DOC系統(tǒng)包含反滲透和兩個預(yù)處理系統(tǒng)。如圖7所示，第一個子系統(tǒng)(DOC#1)只使用FO過程，主要用來截留離子和污染物(如表面活性劑)；第二個子系統(tǒng)(DOC#2)使用正滲透(FO)和滲透蒸餾(OD)的結(jié)合過程，主要用于脫除尿素，很容易擴散透過FO膜。系統(tǒng)通量高達10?25L/(m2?h)，遠高于普通RO膜［0.5?2L/(m2-h)］，水回收率大于95%，能耗54?108kJ/L。但DOC#2仍然存在通量不平衡和通量較低的問題，F(xiàn)O過程(CTAOsmotek)的通量為17.4L/(m2-h)，而OD過程(TS22和PP22膜)遠小于1L/(m^h)，因此要平衡DO過程和OD過程的通量［26］o為解決這個問題，Cath等［27］將膜蒸餾(MD)的概念引入過程，開發(fā)了FO+MD系統(tǒng)(其中驅(qū)動力只有溫度梯度)以及FO+MOD系統(tǒng)(其中驅(qū)動力有溫度梯度和濃度梯度)。研究表明，兩種系統(tǒng)的驅(qū)動力主要是溫度梯度，而濃度梯度的影響微弱，但高溫下的原理還不清楚在；FO+MOD操作下，膜兩側(cè)的溫差僅有3?5°C，通量可提高25倍。目前此系統(tǒng)正在進一步優(yōu)化中。圖7NASADOC測試單元的流程圖［26］鹽水容器1.6濃鹽水再濃縮此外正滲透過程具有抗污染、較高的水回收率的特點，通過選擇合適的驅(qū)動溶液，可進行濃鹽水的再濃縮，甚至使鹽析出，減少排放［15］o理想的正滲透脫鹽過程目標是實現(xiàn)零液體排放，這點對于在內(nèi)陸地區(qū)建設(shè)脫鹽工程尤為重要。Tang等⑹利用這一特點來濃縮礦物，使用去除皮層的CA膜，操作條件為1mol/L的NaCl-5M果糖的情況下，18h內(nèi)NaCl回收率可達到75.7%，在進料側(cè)的容器壁上發(fā)現(xiàn)了白色的礦物沉淀物，說明采用正滲透技術(shù)進行礦物濃縮是可行的。Martinetti等［28］研究了如何利用正滲透技術(shù)對反滲透過程產(chǎn)生的濃鹽水進行再次濃縮。處于內(nèi)陸地區(qū)的南加利福尼亞地區(qū)的EasternMunicipalWaterDistrict(EMWD)準備建設(shè)第三座反滲透脫鹽設(shè)備，但這會加大其運輸系統(tǒng)和濃鹽水處理系統(tǒng)的壓力和費用，因此必需提高EMWD的水回收率。目前的技術(shù)如納濾、電滲或者熱處理由于高污染和高能耗等問題不能被廣泛采用。研究人員采用正滲透技術(shù)可將整個系統(tǒng)的水回收率提高到95%以上，接近了零液體排放，大大減輕了反滲透系統(tǒng)的壓力。1.7食品和醫(yī)藥方面的運用正滲透技術(shù)的另一個特點是操作低溫低壓。結(jié)合上面的低能耗、低污染特點，其已經(jīng)廣泛運用到了液體食品的濃縮，有利于食品的包裝、運輸和儲存，還可降低水的活度，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性㈣。過去常使用的方法有熱處理法，包括真空蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮，但真空蒸發(fā)對熱敏性的物質(zhì)不利，有可能破壞食品的口感和營養(yǎng)，而且能耗較高。冷凍濃縮雖然不會破壞熱敏性物質(zhì)，但能耗更高，運用范圍狹窄。反滲透法也因為膜易污染、濃縮程度不高等問題使用價值不高。最近研究的方法主要有正滲透、膜蒸餾和滲透蒸餾，它們因為低能耗、低污染等特點有望取代傳統(tǒng)的工藝［30］o另外正滲透過程中所使用的膜一般具有納米或微米級的孔，物質(zhì)在其中的傳遞是由擴散原理控制。利用這一特點，可以通過控制膜孔的大小來改變物質(zhì)的擴散速度，制造出擴散控制的藥物運輸系統(tǒng)延長藥物釋放的時間，從而定點、定量地將藥物傳輸?shù)襟w內(nèi)。藥物運輸系統(tǒng)是一個由半透膜包裹的藥物腔，腔內(nèi)填裝藥劑，利用微米或納米尺寸的膜孔控制藥物釋放，而且納米尺寸的膜可抑制免疫反應(yīng)。微米尺寸的運輸系統(tǒng)可包含電路系統(tǒng)，用來控制和測量藥物的擴散速率和其它參數(shù)［31］。Garg等［32］研究了聚合物濃度、致孔劑的濃度、凝膠浴的溫度對半透膜的結(jié)構(gòu)，如孔隙率的影響以及對藥物心得安的滲透和釋放的影響，整個釋放過程（16h）釋放量與時間呈直線關(guān)系。為了更好地延長藥物釋放的時間，美國Alzet公司從20世紀70年代設(shè)計了滲透泵，依靠一個狹窄的孔提供更慢的釋放速率，可連續(xù)釋放藥物長達1年時間［10］。1.8其它新過程Khaydarov等［35］選用二乙醚（沸點為35.6°C，16C下水溶解度為100mL/L）作為驅(qū)動溶液，結(jié)合太陽能對海水進行脫鹽，其能耗可降至1kWh/m3，現(xiàn)存在的問題是膜的壽命較短（2?3個月），可能原因是與二乙醚發(fā)生了反應(yīng)。Tinge等⑶使用正滲透技術(shù)的低能耗特點，將其運用到己內(nèi)酰胺的生產(chǎn)中，使用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的硫酸銨作為驅(qū)動溶液，利用正滲透原理進行產(chǎn)品的脫水，取代傳統(tǒng)的蒸發(fā)過程。不僅優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，降低了能耗，還節(jié)約了大量水資源。Warczok等申］將正滲透過程和食品的滲透脫水結(jié)合起來用來連續(xù)地對水果進行脫水，但效率較低。Benko等［35］將正滲透和精密的測量儀器結(jié)合起來，設(shè)計出一種快速檢測RO膜和NF膜降解程度的設(shè)備，可更有效地篩選膜的儲存、防腐和清洗的方法和藥品。也可用來檢測膜在不同操作條件下的完整性。2正滲透膜材料正滲透應(yīng)用需要高性能的正滲透膜材料，其特征包括［10］以下幾點：（1） 具有致密的皮層，對溶質(zhì)有高截留率；（2） 膜的皮層具有較好的親水性，實現(xiàn)較高的水通量和水回收率，同時又能降低膜污染趨勢；（3） 膜的支撐層盡量薄，并且孔隙率盡量大，以便能減小內(nèi)濃差極化；（4） 具有較高的機械強度，實現(xiàn)較高的膜強度，增加膜壽命；（5） 具有一定的耐酸、堿、鹽等腐蝕的能力，以便能夠在較寬的pH值范圍以及各種不同組成的溶液條件下正常運行。2.1基于反滲透膜材料的FO材料在FO研究初期，研究人員首先采用的膜材料是當時廣泛使用的RO膜材料，但在所有的這些研究中，發(fā)現(xiàn)膜通量比預(yù)期要低得多。理想的FO膜最好沒有多孔支撐層和纖維支撐層以消除濃差極化現(xiàn)象，但這樣的膜強度不高，因此需要合理考慮膜的結(jié)構(gòu)，既要保證膜的高性能，也要保證膜的高強度。典型的反滲透膜包括一層非常薄的皮層（不超過1m）和一層多孔支撐層以及一層纖維支撐層。皮層主要作用是溶質(zhì)的截留，相關(guān)參數(shù)有孔徑、厚度、電荷性質(zhì)和親水性。多孔支撐層是相分離過程中產(chǎn)生的，為膜提供一定的強度，相關(guān)參數(shù)有厚度、孔的彎曲系數(shù)和孔隙率。纖維支撐層的材料主要是無紡布，為膜提供高強度的支撐。目前認為發(fā)生在多孔支撐層和纖維支撐層中的內(nèi)濃差極化是反滲透膜不適用于正滲透的主要原因。Loeb等［9］發(fā)現(xiàn)TorayCA-3000非對稱膜在去除膜的纖維支撐層后，水通量提升了6倍，McCutcheon等［36］也發(fā)現(xiàn)去除纖維支撐層的CE膜（纖維素類反滲透膜，GEOsmonics）通量提高了很多，因此對膜的纖維支撐層進行優(yōu)化是十分必要的。HTI公司使用內(nèi)含的聚酯網(wǎng)絲代替纖維支撐層；Wang等［37—38］將正滲透膜做成中空纖維膜形式，利用中空纖維膜的自支撐特性，無需纖維支撐層；Peinemann等渺］使用強度較高的聚醚酰亞胺（PEI）中空纖維膜作為支撐層制備復(fù)合正滲透膜。目前對正滲透皮層的研究較少，一般孔徑的大小和孔徑分布與膜的水通量與溶質(zhì)截留率直接相關(guān)印―38］。Peinemann等［39］使用甲酸對復(fù)合膜表面的聚酰胺層進行后處理，通過控制孔徑的大小和分布，在不降低截留率的條件下提高水通量。膜表面的電荷性質(zhì)也會影響膜的性能Warczok等㈣采用正滲透技術(shù)，使用MPT-34C管式納濾膜，Kochmembrane）、MPF-34（平板納濾膜，Kochmembrane）、Desal5-DK（平板納濾膜，GEOsmonics）和AFC99（管式反滲透膜，PCIMembrane）對糖溶液進行濃縮，驅(qū)動溶液為NaCl溶液。實驗發(fā)現(xiàn)，Desal5-DK和AFC99膜顯示負電性，MPT-34和MPF-34膜顯示正電性。結(jié)果表現(xiàn)為Desal5-DK和AFC99膜對Cl-離子的截留率較高。他們認為膜表面的正電荷使膜表面的Cl-離子濃度升高，促進了離子透過，降低了截留率。Wang等［37］利用聚苯并咪唑（（polybenzimidazole，PBI）

的自電解性（self-charged），使膜表面帶正電荷，對二價陽離子有較高的截留率，但由于膜的孔徑較大，對單價離子的截留率不高。另外用于正滲透的膜材料應(yīng)該具有較好的親水性，例如HTI公司的FO膜。Wang等的PBI中空纖維FO膜，這有利于膜水通量的提高和抗污染性。Tang等回研究發(fā)現(xiàn)厚度為77四m、接觸角為64.2°的CA膜（乙酸纖維素非對稱膜，去除纖維支撐層，GEOsmonics，Minnetonka，MN）比厚度為35.5四m，接觸角為76.0°的AD膜（聚酰胺復(fù)合膜，去除纖維支撐層，GEosmonics，minnetonka，MN）的水通量更高，其可能原因就是膜材料的親水性的不同。McCutcheon等［36］比較系統(tǒng)地研究了多孔支撐層的化學性質(zhì)——親水性對水通量的影響。通過對多孔支撐層底面接觸角為64.2°的CE膜（纖維素類反滲透膜，去除纖維支撐層，GEOsmonics）和多孔支撐層底面接觸角為95.2°的SW30XLE膜（復(fù)合反滲透膜，去纖維支撐層，dowfilmtec）的水通量的比較，發(fā)現(xiàn)SW30XLE膜（去纖維支撐層）在未經(jīng)過RO預(yù)處理前水通量非常低，其多孔支撐層中可能含有大量的氣泡，導(dǎo)致親水性差，不能完全潤濕，造成嚴重的內(nèi)濃差極化。而多孔支撐層較為親水的CE膜（去除纖維支撐層）的通量和HTI公司的FO膜相當，通量較高。他們認為在FO過程中，支撐層必須具有較好的親水性，能夠完全潤濕，其中不能有水汽和空氣，否則會阻礙水的通過，切斷水流的連續(xù)性并減少有效的孔隙率，加劇內(nèi)濃差極化。Gerstandt等［401研究了多孔支撐層的物理性質(zhì)對水通量的影響，提出了膜結(jié)構(gòu)參數(shù)S=§（t、c和cp分別是膜的厚度、孔的彎曲系數(shù)和孔隙率）。S越小，膜的多孔支撐層產(chǎn)生的內(nèi)濃差極化越小，膜性能越好。2.2HTI公司的乙酸纖維素類FO膜20世紀90年，Osmotek公司（現(xiàn)為HydrationTechnologiesInc，HTI）開發(fā)了一種特殊的FO膜。這也是目前唯一商品化的正滲透膜，其材料可能是三乙酸纖維素或三乙酸纖維素與其衍生物的混合物［41］。三乙酸纖維素（CTA），結(jié)構(gòu)如圖8所示，比乙酸纖維素或者二乙酸纖維素的化學性質(zhì)更穩(wěn)定。HTI公司的FO膜采用相轉(zhuǎn)化法制備，膜為三層結(jié)構(gòu)（如圖9所示）：致密皮層和多孔支撐層，聚酯網(wǎng)絲作為支撐鑲嵌在多孔支撐層內(nèi)。其皮層非常致密（類似于反滲透膜），多孔支撐層孔徑約為0.5nm，可以去除細菌、病毒、重金屬和懸浮顆粒等有害物質(zhì)［42］。膜材料親水，膜皮層和多孔支撐層接觸角分別為62°和63.6°，呈電中性。整體厚度約為50pm，極大降低了膜的濃差極化。這些特征使得它非常適合正滲透過程。乙酸纖維素性能優(yōu)異，已經(jīng)廣泛用于各種實驗室的測試和工業(yè)生產(chǎn)中［2,5,14,22,26,43］。其運用已經(jīng)從早期的水袋和海水淡化發(fā)展到了航天工業(yè)水循環(huán)利用和膜生物反應(yīng)器中。該種膜材料具有很好的抗污染性、水回收率，通量可以達到43.2L/（m2h）,性能優(yōu)于目前其它用于正滲透的膜。Ac=CH3—C=O圖8三乙酸纖維素（CTA）結(jié)構(gòu)式圖9HTI公司的FO膜的SEM截面照片⑵2.3PBI中空纖維正滲透膜［37］Wang等制備了基于聚苯并咪唑（PBI，結(jié)構(gòu)式如圖10）材料的非對稱中空纖維FO膜（如圖11所示）。圖10聚苯并咪唑（PBI）結(jié)構(gòu)式N.NHPBI材料具有很好的化學和熱穩(wěn)定性，用于反滲透膜、納濾膜和離子交換膜的制備。圖10聚苯并咪唑（PBI）結(jié)構(gòu)式N.NH圖11PBI中空纖維正滲透膜的SEM截面照片［37］度高，填充膜面積大°PBI中空纖維FO膜由皮層和多孔支撐層構(gòu)成，皮層位于中空纖維膜外層，其皮層平均有效孔徑約為0.32nm。圖11PBI中空纖維正滲透膜的SEM截面照片［37］（如Mg2+和SO42-的截留率可達到99.99%）,而對小尺寸的NaCl的截留率在97%左右。在MgCl2作為驅(qū)動溶液的情況下，通量可達到9.02kg/（m2.h）（操作條件PRO,2mol/L的MgCl2,22.5°C），截留率可達到99.79%。但膜的整體厚度較厚為68呻，膜內(nèi)層多孔，因此存在嚴重的內(nèi)濃差極化而且對NaCl的截留率不高，其運用范圍較窄。其后，Wang等網(wǎng)對膜的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，首先降低膜的厚度至40gm，皮層平均有效孔徑約為0.41nm減少內(nèi)濃差極化的影響和水的傳質(zhì)阻力，正滲透滲透率從11.2L/（m2?barh）提升到了36.5L/（m2?bar*h）（操作條件PRO模式，5mol/L的MgCl2，23C），但由于孔徑的增大，膜的MgCl2截留率降低到了97%左右。Wang等采用化學改性的方法，使用對二氯芐（p-xylylenedichloride）對PBI進行交聯(lián)，調(diào)節(jié)膜的孔徑，得到高通量和高截留率的正滲透膜經(jīng)過2h的化學改性后，NaCl截留率提高到了99.5%以上，滲透率為32.4L/（m2?bar-h）（操作條件PRO,5mol/L的MgCl2，23C）（如表1所示），可用于廢水的處理和脫鹽。2.4用于減壓滲透（PRO）的復(fù)合正滲透膜Statkraft公司為PRO海水發(fā)電技術(shù)制備了非對稱乙酸纖維素膜（如圖12所示）和復(fù)合正滲透膜（如圖13所示）［2°］。根據(jù)GKSS專利，采用相轉(zhuǎn)變法制備的非對稱乙酸纖維素膜，其性能可達到1.3W/m2（如圖14所示），但距離理想值還有較大差距。在復(fù)合正滲透膜的制備中，研究者們試驗了50多種支撐材料。Peinemann等［39］使用強度較高的聚醚酰亞胺中空纖維膜作為支撐層，通過水相單體間苯二胺（monomersm-phenylenediamine，MPD）與圖12非對稱乙酸纖維素膜截面SEM照片油相單體均苯三甲酰氯（trimesoylchloride，TMC）進行界面聚合成膜。在制備復(fù)合膜的過程中，作者采用有機溶劑（例如全氟化合物液體）取代氣體去除多余的間苯二胺，而有機溶劑可被有機酸去除，從而在確保膜完整性的同時不降低膜性能。另外還考察了甲酸后處理對膜性能的影響。甲酸可以使膜表面的聚酰胺（PA）水解，變成小分子的聚合物從膜中脫離出溶解在水中，從而提高膜的水通量，同時水解產(chǎn)生的酸和胺基團可以重新排列結(jié)合在一起，使膜通量提升的同時，截留率維持在95%以上，其性能可達到5W/m2（如圖14所示）。表1列舉了文獻報道的正滲透膜材料及其性表1文獻報道的正滲透膜性能水通量參考驅(qū)動溶液膜 /L?m-2?h-1文獻5mol/L的MgCl2PBI中空纖維膜36.5[38]5mol/L的MgCl2PBI中空纖維膜32.4[38](2hrCross-linking)5mol/L的MgCl2PBI中空纖維膜11.2[37]滲透壓PemasepB-10中空纖維膜，2.8[8]3.7MPa DuPond葡萄糖溶液CA中空纖維膜，Dow—[44]1.5mol/L的MgSO4TS80NF復(fù)合膜，TriSep1.1[5]1.5mol/L的MgSO4SWC1RO復(fù)合膜，Hyranautics0.4[5]0.5mol/L的NaClFO平板膜，HTI8.5[5]6mol/L的NH4HCO3FO平板膜，HTI36.4[11]0.5mol/L的NaClFO平板膜，HTI18.6[45]1.5mol/L的NaCl聚酰胺反滲透膜，去除支撐層，8.1[36]DowFilmtec1.5mol/L的NaClCA反滲透膜，去除支撐層GE36.0[36]Osmonics1.5mol/L的NaClFO平板膜，HTI43.2[36]能。可以看出，新加坡為代表的PBI中空纖維FO膜材料是一種高通量的膜材料。此外，HTI公司的FO膜也較為重要。3驅(qū)動溶液在正滲透過程中，另一個核心內(nèi)容是驅(qū)動溶液的選擇。驅(qū)動溶液是具有滲透壓的體系，能夠產(chǎn)生滲透壓差驅(qū)動正滲透過程。用做驅(qū)動溶液的溶質(zhì)叫做驅(qū)動溶質(zhì)，理想的驅(qū)動溶質(zhì)應(yīng)該具備以下特征"I：①在水中應(yīng)該具有較高的溶解度以及較小的分子量，以便能產(chǎn)生較高的滲透壓；②無毒，水中能夠安全存在；③與正滲透膜應(yīng)該具有化學兼容性，不與膜發(fā)生化學反應(yīng)，且不能將膜降解；④能方便且經(jīng)濟的與透過水進行分離并且能夠重復(fù)使用。表2列舉了文獻中報道的驅(qū)動溶液體系。一般較為常用的驅(qū)動溶質(zhì)是NaCl，它有高溶解性，可循環(huán)使用，無結(jié)垢現(xiàn)象，但較難分離。為了尋找更加合適的驅(qū)動溶質(zhì)和驅(qū)動溶液的再濃縮過程，研究者試驗了多種化學藥品作為驅(qū)動溶質(zhì)如表2所示。McGinnis等［2,11］在其研究中發(fā)現(xiàn)將氨水和CO2氣體在特定的比例下混合可制成高濃度、熱敏性的氨鹽驅(qū)動溶液。該驅(qū)動溶液具有高達25MPa表2正滲透過程采用的驅(qū)動液體系匯總表⑸年份驅(qū)動溶液分離方法參考文獻1965SO2加熱[46]1965Alcohols，SO2標準方法[47]1972點舟。4)3加入Ca(OH)2[48-49]1975Glucose無[44]1989Fructose無[49]1992Glucose低壓反滲透[50]1997MgCl2無[9]2002kno3/so2冷卻kno3[51]2005NH4HCO3適度加熱[2]2005NaCl滲透蒸餾[26]2006NH4HCO3無[52]2006NaCl無[45]2006NaCl無[11，43]的滲透壓，能夠從高濃度的含鹽進料中大量回收淡水，減少脫鹽中鹽水的排放，并且可通過加熱(大約60°C)的方法分離并循環(huán)使用。研究者測試了天然的無毒的磁性鐵蛋白(magnetoferritin)在正滲透中的應(yīng)用。稀釋的磁性鐵蛋白通過磁場能夠從水體中迅速分離，其分離過程如圖15所示，從而進一步提高產(chǎn)品水的可靠性，降低FO過程的能耗［13］。圖15磁性鐵蛋白(magnetoferritin)作為驅(qū)動溶質(zhì)進行正

滲透的過程示意圖未加修飾的磁性粒子作為驅(qū)動液，其滲透壓較低。提高粒子的滲透壓，需要對粒子表面進行改性，增加大量可離解的基團Adham等［53］采用氨基化硅烷偶聯(lián)劑APTES以及PEG的三乙氧基硅烷衍修飾磁性粒子，使其表面具有大量的親水基團。經(jīng)過測試，可以產(chǎn)生較高的滲透壓，質(zhì)量分數(shù)為45%時，測量的滲透壓達到25psi(1psi=6894.76Pa)。Mikhaylova等［54］將牛血清白蛋白(BSA)固定在氨基修飾的磁性納米粒子上，并通過人體內(nèi)的纖維原細胞進行培養(yǎng)，觀察細胞吞噬及細胞的破損情況。血液中的白蛋白能夠維持血液的滲透壓平衡。所以BSA是一種潛在的新型正滲透驅(qū)動液，將其與磁性納米粒子相結(jié)合，有可能開發(fā)出一種新型的智能化的正滲透驅(qū)動液?？偟膩碚f，F(xiàn)O過程中驅(qū)動溶液體系方面的研究還較少。在科技部973項目框架中(正滲透子課題)，正在研究一系列新型的驅(qū)動溶質(zhì)。4正滲透技術(shù)的展望目前，正滲透技術(shù)的應(yīng)用大多還處于實驗室階段，距離工業(yè)化應(yīng)用和代替反滲透成為主流的水處理技術(shù)還有一段很長的路程。由于正滲透過程中內(nèi)濃差極化現(xiàn)象嚴重，在海水淡化和食品工業(yè)中，正滲透過程的通量較低。如何解決膜材料的設(shè)計與制備，是正滲透技術(shù)得以商業(yè)化的關(guān)鍵之一。正滲透膜材料抗污染，但是抗污染的物理和化學原理尚不明確，需要進行深入地研究。正滲透技術(shù)的應(yīng)用范圍還較窄，如何根據(jù)實際需求設(shè)計相應(yīng)的正滲透膜材料和過程將為FO技術(shù)的成熟提供基礎(chǔ)。5結(jié)語綜述了正滲透技術(shù)的膜材料、驅(qū)動溶液和應(yīng)用過程。作為一種新興的膜技術(shù)，正滲透已經(jīng)在海水淡化、發(fā)電、廢水處理、航天工業(yè)以及制藥工業(yè)中得到了廣泛關(guān)注。目前，正滲透技術(shù)還難以與反滲透技術(shù)相提并論。但是正滲透過程和材料特有的抗污染性質(zhì)為正滲透在污水處理、航天技術(shù)領(lǐng)域得到了重視。同時正滲透技術(shù)在新能源方面已經(jīng)達到中試階段，很可能在不久的將來，PRO成為一個具有強有競爭力的綠色能源技術(shù)。FO技術(shù)要成為一種成熟技術(shù)，需要在膜材料方面開展高性能材料的研究，同時還需要開發(fā)出低成本具有可循環(huán)利用的驅(qū)動溶質(zhì)。國內(nèi)對正滲透技術(shù)研究以2009年的國家973計劃項目為代表，在徐南平、高從增院士帶領(lǐng)下，南京工業(yè)大學與中國海洋大學分別立項開發(fā)正滲透膜材料與新型驅(qū)動液體系。通過幾年大力研究投入，我國將在FO領(lǐng)域縮短與國外的差距，同時在驅(qū)動溶液方面得到創(chuàng)新性的研究成果。參考文獻高從增，鄭根江，汪錳，等.正滲透-水純化和脫鹽的新途徑[J].水處理技術(shù)，2008，34(2)：1-8.McCutcheonJR，McginnisRL，ElimelechM.Anovelammoniacarbondioxideforward(direct)osmosisdesalinationprocess[J].Desalination，2005，174(1)：1-11.TingeJT，KrooshofGJP，SmeetsTM，etal.Directosmosismembraneprocesstode-wateraqueouscaprolactamwithconcentratedaqueousammoniumsulphate[J].ChemicalEngineeringandProcessing，2007，46(6)：505-512.PattleRE.Productionofelectricpowerbymixingfreshandsaltwaterinthehydroelectricpile[J].Nat侃re，1954，174(4431)：660.CornelissenER，HarmsenD，deKorteKF，etal.Membranefoulingandprocessperformanceofforwardosmosismembranesonactivatedsludge[J].JournalofMembraneScience，2008，319(1-2)：158-168.TangW，NgHY.Concentrationofbrinebyforwardosmosis:Performanceandinfluenceofmembranestructure[J].Desalination，2008，224(1-3)：143-153.LeeKL，BakerRW，LonsdaleHK.Membranesforpowergenerationbypressure-retardedosmosis[J].JournalofMembraneScience，1981，8(2)：141-171.MehtaGD，LoebS.Internalpolarizationintheporoussubstructureofasemipermeablemembraneunderpressure-retardedosmosis[J].JournalofMembraneScience，1978，4：261-265.LoebS，TitelmanL，KorngoldE，etal.EffectofporoussupportfabriconosmosisthroughaLoeb-Sourirajantypeasymmetricmembrane[J].JournalofMembraneScience，1997，129(2)：243-249.CathTY，ChildressAE，ElimelechM.ForwardosmosisPrinciples，applications，andrecentdevelopments[J].JournalofMembraneScience，2006，281(1-2)：70-87.McCutcheonJR，McginnisRL，ElimelechM.Desalinationbyammonia-carbondioxideforwardosmosis:Influenceofdrawandfeedsolutionconcentrationsonprocessperformance[J].JournalofMembraneScience，2006，278(1-2)：114-123.MccutcheonJR，ElimelechM.Modelingwaterfluxinforwardosmosis:Implicationsforimprovedmembranedesign[J].AIChEJournal，2007，53(7)：1736-1744.Nanomagnetics.Waterpurification[EB/OL].2005.http://www./waterpurification.asp.McginnisRL，ElimelechM.Energyrequirementsofammoniacarbondioxideforwardosmosisdesalination[J].Desalination，2007，207(1-3)：370-382.Elimelech，Menachem.Yaleconstructsforwardosmosisdesalinationpilotplant[J].MembraneTechnology，2007：7-8.Landfillleachatetreatment[EB/OL].2003./osmotek.htm.HollowayRW，ChildressAE，DennettKE，etal.Forwardosmosisforconcentrationofanaerobicdigestercentrate[J].WaterResearch，2007，41(17)：4005-4014.AchilliA，CathTY，MarchandEA，etal.Theforwardosmosismembranebioreactor：AlowfoulingalternativetoMBRprocesses[J].Desalination，2009，239(1-3)：10-21.LoebS.EnergyproductionattheDeadSeabypressure-retardedosmosis：Challengeorchimera?[J].Desalination，1998，120(3)：247-262.GerstandtK，PeinemannKV，SkilhagenSE，etal.Membraneprocessesinenergysupplyforanosmoticpowerplant[J].Desalination，2008，224(1-3)：64-70.Statkraft.Thefirstosmoticpowerplantintheworld[EB/OL].2009.http：///engelsk2.html.McGinnisRL,MccutcheonJR,ElimelechM.Anovelammoniacarbondioxideosmoticheatengineforpowergeneration[J].JournalofMembraneScience,2007,305(1-2)：13-19.Oasyswater.OasysCloses$10MillionFinancing[EB/OL].2009tp///pdfs/Oasys_Series_A_Press_Release.pdf.JackH.Directosmotichydrationdevices:WO,03053348[P].2003-07-03.WallaceM,CuiZ,HankinsNP.Athermodynamicbenchmarkforassessinganemergencydrinkingwaterdevicebasedonforwardosmosis[J].Desalination,2008,227(1-3)：34-45.CathTY,GormlyS,BeaudryEG,etal.MembranecontactorprocessesforwastewaterreclamationinspacePartI.Directosmoticconcentrationaspretreatmentforreverseosmosis[J].JournalofMembraneScience,2005,257(1-2)：85-98.CathTY,AdamsD,ChildressAE.Membranecontactorprocessesforwastewaterreclamationinspace：II.Combineddirectosmosis,osmoticdistillation,andmembranedistillationfortreatmentofmetabolicwastewater[J].JournalofMembraneScience,2005,257(1-2)：111-119.MartinettiCR,ChildressAE,CathTY.HighrecoveryofconcentratedRObrinesusingforwardosmosisandmembranedistillation[J].JournalofM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