質量認證陽離子聚丙烯酰胺CPAM廠家科普 | 反滲透的過去、現在與未來

　　質量認證陽離子聚丙烯酰胺CPAM生產廠家科普 | 反滲透的過去、現在與未來。反滲透技術從1948年Hassler研究并提出半透膜概念開始，迄今為止已經歷了70多年的發展歷程。圖1詳細回顧了反滲透技術的發展歷程，總結了發展過程中重要的里程碑事件。圖中，用藍色標注的時間節點及事件代表著反滲透領域的理論突破，黑色標注的則是相關的技術創新。

　　反滲透(Reverse Osmosis)這一術語于1955年由Reid首次提出。在1959年之前，研究者們基于半透膜理念測試了大量材料對水分子的選擇透過性，終于由Breton和Reid尋找到了醋酸纖維(cellulose acetate)這種真正具有規模化應用潛力的膜材料，并于1960年首次制備出了成型的反滲透膜(Reverse Osmosis Membrane)。隨后，相關公司投入了大量經費以期將反滲透技術真正推向實用，并于1963年開發出了第一支卷式反滲透膜組件。該膜組件的設計理念及方法一直被沿用至今，仍然是最常用的反滲透膜組件構型。

　　圖1 反滲透技術的發展歷程

　　1965年，首個工業規模的苦咸水淡化示范工程在美國加州Coalinga市建成。隨后醞釀出了反滲透技術發展歷程中最重要技術變革之一。1971年，杜邦公司申請了芳香聚酰胺反滲透膜專利。與醋酸纖維膜相比，由聚酰胺(Polyamide)制備的反滲透膜具有運行壓力低、使用壽命長、投資成本低等重要優勢，因此，直至今日聚酰胺仍然是商品化反滲透膜制備的最重要原材料。1972年，Cadotte突破了反滲透膜的界面聚合制備方法，該方法也被各大膜廠商沿用至今。

　　在此基礎上，于1974年建立了首個工業規模的海水淡化反滲透工程。1975年加州橙郡21世紀水廠正式投運，該水廠以城市污水二級出水為原水，采用當時世界上最先進的“微濾-反滲透-紫外線消毒”工藝(圖2)，制備高品質再生水用于地下水回灌，也是當今世界上最具代表性的污水再生處理反滲透工程之一。

　　圖2 21世紀水廠工藝流程(微濾-反滲透-紫外線

　　在上述工程長期運行及探索的基礎上，海德能、杜邦等膜廠商對膜組件的設計進行了進一步的改進和優化，逐漸形成了今天已經較為成熟的反滲透膜組件工業體系。2003年正式投入運行的新加坡“新生水廠”是反滲透技術發展成熟并在污水再生處理中實現規模化應用的典型案例。

　　然而，隨著反滲透技術在污水再生處理中的應用越來越多，膜污堵問題越來越突顯，甚至被稱為反滲透膜的“阿克琉斯之踵”。針對該問題的研究，也成為了近年來反滲透技術領域的研究熱點之一。

　　進入21世紀后，隨著材料科學的不斷發展，利用碳納米管、石墨烯、水通道蛋白等新型材料制備高通量且高脫鹽率反滲透膜的探索不斷深入，但相關研究仍然局限于實驗室規模。從反滲透技術本身的發展規律來看，新材料膜代替聚酰胺膜是未來發展的趨勢。但是，一項全新的技術從理念提出，到真正實現大規模應用，仍然需要漫長的時間。

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