地球水资源丰富，水域覆盖面积达70.8%，但对于人类生存需要的淡水资源却十分有限，仅仅占到不足0.3%，且具有区域分布的特征，东南地区淡水资源丰富，西北地区淡水资源匮乏。随着人口的逐渐增多以及工业的迅速发展，淡水资源状况不断恶化，水资源的浪费和污染日趋严重。国家在水资源保护方面制定了大量的政策，给淡水资源的保护提供了有利的支持。我国城市化发展加剧，城市生活用水及污水排放量逐渐加大，排放出的生活污水量增大，给污水处理带来了较大的压力。目前城市污水处理方法较多，包括活性污泥法、生物膜过滤等，部分城市污水处理管网设备老旧，基本配套设施完善不足，污水处理效果不达标，脱氮除磷效果不理想。因此，需要在传统污水处理工艺及实施上有新的推进。膜分离技术作为当前新兴水处理技术，具有诸多的优点，被得到了广泛的推广和应用。
张高旗等(2013)利用海水作为驱动液，分析了正渗透技术对生活污水的处理效果[1];崔迎等(2010)分析了正渗透膜分离技术的原理及特征，探讨了制备提取液的相关工艺;李洁等(2017)分析了O-MD 集成工艺在海岸城市污水处理的性能指标，证实了该工艺具有高效的FO 汲取剂回收率，能较好的除去城市生活污水中污染物;刘晓静等(2016)介绍了FO 工艺技术原理及方法，探讨了在城市污水处理中的应用，展望了FO 技术的未来发展。就目前研究及应用情况来看，膜分离技术具有污染低、能源消耗低、处理效果好的优势，且驱动液可以循环使用，降低了工艺成本。文章通过美国HTI 公司生产的TFC-ES正渗透膜设备，以海水作为驱动液，通过分析对城市生活污水的处理，为正渗透膜在城市污水处理的应用提供借鉴。
1 实验设备及分析流程
实验设备包括设备支架、正渗透膜组件、塑料桶、电子天平、压力计、温度计、离心泵等，在膜组件中原料液和驱动液在膜两边进行错流运行。膜材料为美国HTI 公司生产的TFC-ES正渗透膜设备，孔径0.04µm，利益电子显微镜观察膜表面类似于筛网较为粗糙，结构致密并具有多孔。
实验原料液来源于城市生活污水排污口调节水池，产生于城市居民楼、地下排污系统、餐馆及酒店等城市常见生活设施。一般生活污水在在排出口首先进行沉降，然后通过机械格栅过滤，去除掉大型固体颗粒杂质，然后泵送入调节水池中。对调节水池中污水进行水质化验，结果见表1 所示。
驱动液来源于海水，使用前需要进行过滤，去除掉里面的杂质，对过滤后的驱动液进行水质分析。实验过程参考《水与废水检测分析方法》，氨氮测定利用纳式试剂法，亚硝酸盐和硝酸盐的测定利用分光光度法。并利用水通量、截留率、驱动溶液逆向渗透率来评价正渗透膜性能。
2 TFC-ES正渗透膜性能
对于正渗透膜而言在实施过程不同的朝向会给处理带来不同的效果，由于污水中带有大量污染物质，因此需要分析不同膜朝向对污水处理系统效果的影响。首选将正渗透膜活性层向原料液，支撑层向驱动液，各自体积皆为50L，实验温度为室温28℃，流量控制为1L/min，实验设计运行2h，分析过程每隔10 分钟记录一次驱动液下方电子天平读数，并计算出水通量大小。并每隔10 分钟在驱动液内进行取样化验测定氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐含量，并计算透过量大小得到截留率(FO 模式)。然后再将正渗透膜活性层向驱动液，支撑层向原料液，重复进行实验上述过程(PRO 模式)。
实验结果见图1 所示，观察发现PRO 模式下初始水通量值相对较大，产生了外部浓度差极化和内部浓度差缩小的过程。
而FO 模式下活性层位于原料液一侧，产生的是外部浓度差缩小和内部浓度差极化的过程。其中PRO 模式下水通量下降幅度较大，由于原料液中含有大量的污染物，污染物极易进入支撑层中，但被正渗透膜致密层所阻隔，在膜孔中形成堵塞，造成正渗透膜孔隙通过性越来越差，内部浓度差逐渐加剧，产生了水通量急剧降低的过程。FO 模式下水通量降低较为平缓，这是由于活性层处于原料液一侧，污染物被吸附于活性层表面，并被致密层阻隔，无法进入膜内部结构中，因此，在FO 模式下正渗透膜污染程度较低，水通量下降过程较为缓慢。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
对于污染液中的氮的截留效果实验分析结果，反应出PRO模式下的透过量大于FO 模式，FO 模式下正渗透致密层在污水一侧，透过膜对氨氮透过性影响较大，造成实验结束后水通量PRO模式大于FO模式。
3 结语
实验过程得到的水通量大小以及正渗透膜内外流体浓度差极化效果，与流体动力学和污染溶液本身性质相关，本实验仅仅是以固定流速来进行分析。整体实验结果来看两种模式下截留率都超过了90%，反应出具有较好的污水处理效果。(来源：)