眾所周知，膜技術(shù)是普遍認可的處理廢水的方式，如何讓這一方法實施的更加完美呢？下面，將介紹通過仿自然之法提高膜通量以及化學法提高膜產(chǎn)品性能來進一步改善膜技術(shù)，還有利用反向電滲析技術(shù)及驅(qū)動反向電滲析技術(shù)來從海水淡化中回收水資源。
1、仿自然之法提高膜通量
大自然總能為人們尋求技術(shù)創(chuàng)新提供最好的啟發(fā)，近期，由新加坡膜技術(shù)研發(fā)中心、南洋理工大學與PUB聯(lián)手展開的一項膜技術(shù)研發(fā)更是很好的印證了這一點。
水通道蛋白，是一種位于細胞膜上的蛋白質(zhì)（內(nèi)在膜蛋白），在細胞膜上組成“孔道”，可控制水在細胞的進出，廣泛存在于哺乳動物、植物和細菌體內(nèi)。水通道蛋白通過靜電作用，吸引水分子翻過通道，且只允許水分子跨膜運輸，通常每個水通道蛋白每秒鐘能夠運輸多達十億個水分子。同時作為細胞膜內(nèi)的內(nèi)含蛋白，水通道蛋白運輸水的驅(qū)動力來自靜壓及滲透壓，能量消耗很小，具有輸水量大、能耗低、選擇性強等優(yōu)秀品質(zhì)。
水通道蛋白膜（ABM）將水通道蛋白與膜技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了一種比傳統(tǒng)反滲透膜的透水性高出很多倍的新技術(shù)。由于水通道蛋白膜的透水性極高，在滿足同樣水通量的前提下，其所需的壓力將大大降低，對應的能耗和總成本投資也將減少。
在工程前期，研發(fā)團隊采用界面聚合的方法來合成水通道蛋白膜，這種方法是將水通道蛋白嵌入到膜的選擇層內(nèi)，從而水分子的透過率，并且可以保護水通道蛋白不受外界環(huán)境的影響。2012年，研發(fā)團隊成功的研制出水通道蛋白膜，這種膜的輸水量比市面上有售的反滲透膜高出大約40%，而且其制造過程簡單，非常易于工程性量化生產(chǎn)。
在最初的成功基礎(chǔ)上，研發(fā)團隊進一步研究如何優(yōu)化膜的性能，并且將其應用在回用水處理中，并進行長期性能檢測。該試驗水源采用NEWater工藝中反滲透濃水與普通水體混合而成，系統(tǒng)壓力為10bars，連續(xù)監(jiān)測兩周。
試驗結(jié)果表明，當混合水體作為水源時，水通道蛋白膜的水通量基本穩(wěn)定，水通量基本可達對比膜產(chǎn)品（未嵌入水通道蛋白的膜產(chǎn)品）的兩倍左右，而在離子截留方面與對比膜產(chǎn)品沒有顯著區(qū)別。當試驗水源全部采用反滲透膜濃水后，水通道蛋白膜和對比膜產(chǎn)品都發(fā)生了污堵現(xiàn)象，然而，除了污堵現(xiàn)象之外，水通道蛋白膜的輸水量依然比對比膜產(chǎn)品高出很多，基本在滿足同樣輸水量的前提下，水通道蛋白膜的系統(tǒng)壓力只有對比膜產(chǎn)品的一半左右。
未來，研發(fā)團隊將不斷優(yōu)化設(shè)計、改進水通道蛋白膜的性能，并將逐步開展中空纖維形式的膜產(chǎn)品研發(fā)，為水通道蛋白膜可以在實際工程當中的廣泛應用做好鋪墊。
