水資源缺乏、水污染嚴重等問題正成為威脅人類生存安全、影響社會經濟發展的全球性問題，如何有效地處理污水廢水，產生清潔用水，實現水資源再利用，已成為全球學者共同關注和研究的熱點問題。膜法處理是主要的水處理方法之一，具有占地面積小、自動化程度高、去除污染物范圍廣、工藝流程短等特點，被稱為21世紀最具發展前景的高新技術之一，在解決水安全問題上的受重視程度越來越高。

　　目前工業化應用較多的膜處理技術有微濾、超濾、納濾、反滲透(RO)和電滲析等，FO技術以其不需要外加動力、能耗低、膜污染輕等特有的優勢正受到越來越多的關注，已經成為目前水處理研究的新熱點。

　　早期對于FO過程的研究主要集中在食物、水和能源行業。2005年，Elimelech等將NH3-CO2體系作為汲取液應用于FO脫鹽過程，掀起了FO工藝研究和產業化發展的新熱潮。大量研究FO工藝的文章和專利在接下來幾年陸續發表。

　　關于FO的研究主要集中在幾個領域：高性能FO膜的制備和性能優化、傳質分析、膜表征、膜污染以及汲取液類型的選擇和新汲取液的開發。同時，汲取液回收和再生、FO膜與其他類型膜的組合工藝的開發和應用也逐漸成為研究熱點。

　　1 FO原理

　　FO過程是一種廣泛存在的物理現象，它以選擇性分離膜兩側的滲透壓差為驅動力，溶液中的水分子從原料液(高化學勢)通過選擇性分離膜向汲取液(低化學勢)傳遞，而溶質分子或離子被阻擋在膜的一側，最終導致原料液的濃縮和汲取液的稀釋。濃縮的原料液可以作為下一次正滲透過程的汲取液循環利用，而稀釋的汲取液可以借助化學沉降、冷卻沉降、熱分解、熱揮發等方法獲取產品純水，并使汲取液得到濃縮。

　　若在滲透壓差的反方向上施加壓力，并且壓力小于滲透壓差，水分子依然是從原料液擴散到汲取液，這種滲透過程稱為壓力阻尼滲透(PRO)，是介于FO和RO過程的中間過程。FO獨特的運行原理使其具有低能耗、低運行成本的優勢。另外，FO技術的分離能力強，對污染物有較高的截留率;且膜污染幾乎為可逆污染，易清洗和重復使用。因此，FO分離技術作為一種新興的膜分離技術擁有巨大的應用前景。

　　2FO過程的影響因素

　　2.1 汲取液

　　汲取液為FO過程提供驅動力，是影響FO過程順利進行的關鍵組成部分。最佳汲取液的選擇和汲取液的回收利用是研究的熱點和難點。理想的汲取液應能夠為FO過程提供高滲透壓，并具有較小的溶質反向擴散通量，易于回收再利用，價廉無毒。早期被用作汲取液溶質的主要是揮發性氣體(如SO2)、糖類物質和部分無機鹽。利用揮發性氣體配制的汲取液進行海水淡化時，稀釋后的汲取液可通過加熱或氣體吹掃方法去除揮發性氣體。

　　Elimelech等用NH3和CO2混合溶液作為汲取液，NH3-CO2的良好溶解性為FO過程提供了較高的滲透壓，實現了高通量和高回收率;NH3-CO2 汲取液可通過低溫蒸餾去除溶液中的NH3和CO2，實現產水與汲取液分離。采用Al2(SO4)3作為汲取液溶質時，可通過投加Ca(OH)2 使其沉淀，從而獲得純凈水，多余的Ca(OH)2用H2SO4或CO2去除。Liu等在Al2(SO4)3汲取液中加入硅殼結構的磁性納米顆粒，利用磁場作用將凝膠狀的汲取液溶質與水分離。

　　親水性和磁性納米顆粒作為新型汲取液溶質被應用于FO過程，后處理時只需要通過磁力分離器對汲取液進行回收。應用納米顆粒作為汲取液的優勢在于溶質反混現象較輕且回收過程簡單，缺點是納米顆粒在回收過程中易發生集聚現象，雖然可通過超聲法進行分離，但是顆粒磁性和回收率都會受到影響。

　　Wang的團隊將一種刺激響應性聚合物水凝膠作為汲取液，這種聚合物水凝膠可以在溶脹的時候吸收含鹽原料液中的水分;通過液壓或加熱使汲取液消溶脹后，水分便得到釋放。為了提高溶脹率和水分吸收能力，他們又將吸光碳顆粒加入聚合物水凝膠中，水通量得到進一步提高。

　　FO過程最常用的汲取液仍是簡單的無機鹽，如NaCl、MgSO4和KHCO3溶液等，這些簡單無機鹽溶液可產生較高滲透壓，同時顆粒粒徑較小，內濃差極化現象較輕。然而，Mg2+、SO42-、CO32-易在膜上結垢造成膜污染，在使用上受到限制。NaCl由于溶解性好、個性參數明確、成本低等特點而被廣泛應用于FO過程，并且NaCl作為海水的主要成分，為海水淡化或發電提供基礎研究。