【摘 要】
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正渗透(Forward osmosis, FO)是仅依靠渗透压驱动的膜分离过程,水分子自发地通过半透膜从水化学势高的原料液部分渗透到水化学势低的汲取液部分,可用于从污水和海水中提取饮
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正渗透(Forward osmosis, FO)是仅依靠渗透压驱动的膜分离过程,水分子自发地通过半透膜从水化学势高的原料液部分渗透到水化学势低的汲取液部分,可用于从污水和海水中提取饮用水。与反渗透(Reserve osmosis, RO)相比,正渗透无需外加压力,更加节能；水回收率更高；无浓盐水排放,环境友好；膜污染更低。然而,盐反向渗透及汲取液再生复杂仍限制正渗透的更广泛应用。本论文中,制备透明质酸-聚乙烯醇(HA-PVA)电敏水凝胶,并将其作为正渗透汲取物质,可以完全避免盐反向渗透,并由电场作用简化汲取物质再生。论文中考察了电压、运行时间、进料浓度等条件变化对于以所制备电敏凝胶作为汲取物质的正渗透工艺的影响,并进行能耗计算,获取以下结论：(1)冻融次数为3次时,由于交联度过低,HA-PVA水溶液无法形成凝胶态。以冻融次数为5、7、9次的水凝胶(所形成凝胶称之为HA-PVA-5、 HA-PVA-7、 HA-PVA-9)为汲取物质,正渗透初始通量分别为1.2、0.91和0.9L·m-2·h-1。当附加电场电压为0、3、6、9V时,HA-PVA-5水凝胶在24h内产生的总过水量分别为17.27、20.95、25.49和26.47L·m-2。附加电压为6V时,分别使用2000、5000、8000ppm的氯化钠溶液作为进料液,运行24h,HA-PVA-5水凝胶所产生的总过水量分别为22.66、15.77以及12.44L·m-2。与文献中以温敏水凝胶为正渗透汲取物质的通量相比,本实验中电敏凝胶作为汲取物质,在通量方面具有一定的优越性。(2)附加电压为6V,以]HA-PVA-5水凝胶为汲取物质运行60h,连续运行与间歇运行所产生总过水量分别为50.84与62.39L·m-2,单位产水量能耗分别为3.6×105J与3.2×105J。故长时运行时,采用间歇运行方式更为适宜。(3)考察不同添加剂对HA-PVA-5水凝胶性能的影响,但并未达到预期的效果。关于添加剂的研究还有待进一步探讨。
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