反滲透（reverse osmosis，ro）的發(fā)明和大規(guī)模應(yīng)用是現(xiàn)代水處理技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志性成就。作為一種1950年代以后發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)膜分離技術(shù)，反滲透已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、苦咸水脫鹽、家用水凈化和廢水回用等領(lǐng)域。2018年，全球采用反滲透技術(shù)生產(chǎn)的海水淡化水已達(dá)到110億噸以上，可供3.2億人使用。近70年來(lái)，眾多重要的科學(xué)家、企業(yè)家和一大批科技公司聯(lián)袂演繹了一段精彩紛呈的反滲透技術(shù)發(fā)展史。
反滲透海水淡化廠
第一部分 概念驗(yàn)證
顧名思義，反滲透是相對(duì)于滲透（osmosis）而言的，指的是滲透現(xiàn)象的逆過(guò)程。無(wú)論滲透過(guò)程還是反滲透過(guò)程，其核心都是一張半透膜。所謂半透，簡(jiǎn)單說(shuō)就是水能透過(guò)，而溶解在水中的鹽或其它溶質(zhì)則不能透過(guò)。如果一張半透膜兩側(cè)溶液中的溶質(zhì)濃度不一致，水分子就會(huì)自發(fā)地從低濃度側(cè)透過(guò)膜進(jìn)入到高濃度側(cè)，直至膜兩側(cè)溶液濃度一致，或者在膜的高濃度側(cè)由于水位升高等原因?qū)Φ蜐舛葌?cè)建立起一定的凈壓差。這就是滲透現(xiàn)象，這個(gè)凈壓差就是滲透壓。
我們知道，醫(yī)生給病人輸液時(shí)經(jīng)常使用生理鹽水，它是濃度為0.9%的氯化鈉水溶液。這個(gè)濃度與人的體液濃度相當(dāng)，因此輸液后不會(huì)因在細(xì)胞膜兩側(cè)發(fā)生顯著的滲透現(xiàn)象而對(duì)人體造成傷害。滲透現(xiàn)象雖然在我們的身體內(nèi)每天都在發(fā)生，但直到1748年才被法國(guó)物理學(xué)家諾萊（jean-antoine nollet）從科學(xué)角度第一次發(fā)現(xiàn)。
諾萊是個(gè)熱愛(ài)科學(xué)的大人物，據(jù)說(shuō)還給路易十五演示過(guò)萊頓瓶放電實(shí)驗(yàn)。他采用豬膀胱作為半透膜，將兩種不同濃度的乙醇水溶液隔開(kāi)，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到了滲透現(xiàn)象。1886年，一位荷蘭科學(xué)家通過(guò)總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了稀溶液的滲透壓計(jì)算公司。如果你學(xué)過(guò)物理化學(xué)，你也許還記得，這個(gè)人叫范特霍夫（van‘t hoff）。
1950年代，肯尼迪政府為了解決美國(guó)一些干旱地區(qū)的水資源短缺問(wèn)題，以及全國(guó)性過(guò)度使用地下水的問(wèn)題，開(kāi)始寄希望于海水淡化。1952年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)鹽水轉(zhuǎn)化法案（saline water conversion act）。1953年，開(kāi)始資助脫鹽技術(shù)研究，盡管當(dāng)年經(jīng)費(fèi)只有17.5萬(wàn)美元。1955年，美國(guó)內(nèi)務(wù)部專門設(shè)立了鹽水辦公室（office of saline water，osw），以統(tǒng)籌各種海水淡化技術(shù)的研究。1970年，osw的年度經(jīng)費(fèi)已增至約2600萬(wàn)美元。
1949年，加州大學(xué)洛杉磯分校（ucla）的哈斯勒（gerald hassler）等人最早啟動(dòng)了膜脫鹽研究。1950年，哈斯勒在ucla的一份內(nèi)部報(bào)告中描述了“鹽排斥滲透膜”（salt repelling osmotic membrane）的概念，但其后續(xù)研究有點(diǎn)跑偏。1956年8月，哈斯勒在另一份ucla內(nèi)部報(bào)告中首先創(chuàng)造了“reverse osmosis”一詞。
1954年前后，弗羅里達(dá)大學(xué)瑞德（charles reid）教授的團(tuán)隊(duì)在osw的資助下也開(kāi)始研究脫鹽滲透膜。他們?cè)u(píng)價(jià)了許多從市場(chǎng)上找到的商業(yè)薄膜，發(fā)現(xiàn)醋酸纖維素膜具有良好的半透性，鹽截留率大于99%，水滲透系數(shù)為0.00012m3/m2·d·atm。盡管膜的透水性較現(xiàn)代商業(yè)膜低兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，毫無(wú)商業(yè)價(jià)值，但他們第一次使用人工合成膜實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了壓力驅(qū)動(dòng)的反滲透膜脫鹽概念。1957年4月，瑞德和他的同事布勒東（e. j. breton）在給osw的一份報(bào)告中使用了“ro”一詞。
有意思的是，在那個(gè)沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)和朋友圈的年代，盡管這兩所大學(xué)都在研究脫鹽膜，但互相并不知情，直到1957年11月，他們?cè)趏sw組織的一次研討會(huì)上相遇。
接下來(lái)的問(wèn)題是，如何大幅提高膜的透水率，以獲得實(shí)用價(jià)值呢？
第二部分 制膜技術(shù)突破
1956年，ucla除了哈斯勒課題組外，尤斯特（samuel yuster）教授的課題組也在osw的資助下開(kāi)展膜脫鹽研究。33歲的索里拉金（srinivasa sourirajan），一位印度裔科學(xué)家，首先參與了這項(xiàng)研究。盡管他們并不知曉瑞德課題組正在進(jìn)行的研究，但英雄所見(jiàn)略同，他們采用了類似的壓力驅(qū)動(dòng)的研究路線。1958年夏天，41歲的洛布（sidney loeb），一位猶太裔科學(xué)家，也加入了該課題組。
索里拉金和洛布首先進(jìn)行的工作也是篩選商業(yè)薄膜。在此過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)一種商業(yè)醋酸纖維素超濾膜進(jìn)行熱處理，可以使其具有一定的脫鹽性能。他們還意外地發(fā)現(xiàn)，膜在測(cè)試時(shí)的朝向至關(guān)重要，其中一面朝向進(jìn)料液的效果要顯著優(yōu)于另一面。
熱處理醋酸纖維素膜的鹽截留率達(dá)到了92%，水的滲透系數(shù)則達(dá)到了0.00095m3/m2·d·atm，遠(yuǎn)高于其它薄膜。更為重要的是，他們由此認(rèn)識(shí)到，膜結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱性對(duì)膜性能影響重大，降低膜的有效厚度是關(guān)鍵。為了進(jìn)一步提高膜的性能，兩位科學(xué)家決定自己制膜。
1959年，洛布和索里拉金通過(guò)一系列探索，采用醋酸纖維素-丙酮-水-高氯酸鎂四種原料，以22.2：66.7：10.0：1.1的比例配制鑄膜液，并通過(guò)溫度、蒸發(fā)時(shí)間、熱處理等因素優(yōu)化，首次制備出具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的合成反滲透膜。所謂不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一張膜由支撐層和分離層兩部分構(gòu)成，支撐層在結(jié)構(gòu)上比較疏松，分離層在結(jié)構(gòu)上比較致密。這種膜后來(lái)被稱為l-s膜。
洛布和索里拉金的不對(duì)稱膜的鹽截留率達(dá)到99%，水的滲透系數(shù)則達(dá)到驚人的0.0048 m3/m2·d·atm，是超濾熱處理膜的5倍，幾乎與現(xiàn)代商業(yè)反滲透膜處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種膜還具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性。這一突破為反滲透技術(shù)最終走向大規(guī)模工程應(yīng)用提供了最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。此后，反滲透膜技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展期，并逐步走向商業(yè)應(yīng)用。
1965年，在洛布參與指導(dǎo)下，世界上第一臺(tái)商業(yè)反滲透裝置在加利福尼亞州科林加（coalinga）小鎮(zhèn)建成，每天產(chǎn)水5000加侖。這標(biāo)志著人類以可接受成本大規(guī)模地從海水制取飲用水的夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。很快，加州多地相繼出現(xiàn)了新的中試線，推動(dòng)了該技術(shù)的迅速進(jìn)展。
鑒于洛布和索里拉金在反滲透膜領(lǐng)域的傳奇地位，再對(duì)他倆的個(gè)人經(jīng)歷多八卦幾句。
洛布
先說(shuō)洛布。洛布出生在堪薩斯，1958年加入ucla攻讀博士學(xué)位時(shí)已經(jīng)41歲。在他幫助建立科林加反滲透系統(tǒng)時(shí)，他的婚姻也開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題。1966年，也許是為了離開(kāi)傷心之地，洛布接受了一個(gè)去以色列工作9個(gè)月的項(xiàng)目邀請(qǐng)。
洛布在以色列的受歡迎程度遠(yuǎn)大于美國(guó)，這促使他3年后正式加入了以色列本古里安（ben-gurion）大學(xué)化學(xué)工程系，繼續(xù)從事膜技術(shù)研究工作。2005年，洛布受邀參加了以色列阿什凱?。╝shkelon）日產(chǎn)30萬(wàn)噸淡水的反滲透海水淡化廠的開(kāi)幕式，親眼見(jiàn)證自己的發(fā)明以一種宏大的方式造福世界。洛布2008年去世，終年91歲。
索里拉金
再說(shuō)索里拉金。索里拉金1923年出生于印度，比洛布小7歲。1953年在印度班加羅爾科學(xué)研究所獲得博士學(xué)位，1954年到耶魯大學(xué)化工系從事研究工作，1956-1961年在ucla工作，1961年到加拿大國(guó)家研究院擔(dān)任助理研究員，1967年成為高級(jí)研究員，1976年晉升為一級(jí)研究員。索里拉金長(zhǎng)期活躍在膜技術(shù)研究領(lǐng)域，并曾于1983年首次來(lái)中國(guó)講學(xué)。
第三部分 成功商業(yè)化
l-s膜的誕生給反滲透技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用帶來(lái)了曙光。但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，顯然還需要解決一個(gè)至關(guān)重要的工程問(wèn)題，這就是膜組件的設(shè)計(jì)。
洛布和索里拉金1959年發(fā)明的l-s膜是平板膜片，因此早期的膜組件直接借用了工業(yè)過(guò)濾設(shè)備的板框式結(jié)構(gòu)。洛布等人隨后還開(kāi)發(fā)了直徑在1-3厘米之間的管式反滲透膜，并應(yīng)用在科林加裝置上。但無(wú)論是板框式還是管式，都存在裝配復(fù)雜、單位體積內(nèi)裝填的膜面積小等缺陷，因此最終沒(méi)能發(fā)展為商業(yè)反滲透膜組件的主流形式。
1965年前后，陶氏化學(xué)（dow chemical）和杜邦（dupont）公司均投入力量開(kāi)發(fā)中空纖維反滲透膜，這可能與它們熟悉紡織業(yè)的背景有關(guān)。
1966年，陶氏化學(xué)的馬洪（h. i. mahon）設(shè)計(jì)了第一套中空纖維膜紡絲系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了基于三醋酸纖維素材料的中空纖維反滲透膜，并申請(qǐng)了第一件專利（us3228877）。他們采用的同心毛細(xì)孔噴絲頭，外孔內(nèi)徑為400微米，內(nèi)孔外徑為200微米，內(nèi)孔內(nèi)徑為100微米。
1971年，杜邦公司申請(qǐng)了基于聚酰胺材料的中空纖維反滲透膜組件專利（us3567632）。1979年，另一家具有紡織背景的公司也在開(kāi)發(fā)中空纖維反滲透膜組件，這就是日本東洋紡（toyobo）公司。
中空纖維反滲透膜組件具有很高的裝填密度，但由于絲徑極細(xì)，水力學(xué)狀態(tài)不可控，容易產(chǎn)生污堵，因此最終并未成為反滲透膜組件的主流。這也是促使陶氏化學(xué)后來(lái)轉(zhuǎn)向卷式膜的原因。東洋紡則是唯一一個(gè)至今仍保留醋酸纖維素中空纖維反滲透膜生產(chǎn)線的廠家。
如果說(shuō)1959年是反滲透在技術(shù)上取得里程碑式突破的一年，那么1963年就是反滲透在商業(yè)化上成功播下種子的一年。
1963年，位于明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯（minneapolis）市的北極星研究所（north star research institute）也在osw資助下開(kāi)展脫鹽技術(shù)研究。1967年，北極星研究所的卡多特（john e. cadotte）發(fā)明了微孔聚砜支撐膜。隨后幾年，他又開(kāi)發(fā)了多種非醋酸纖維素復(fù)合膜。但他對(duì)反滲透的熱情并不僅限于研究。
1977年，卡多特與其他3人一起成立了filmtec公司。1979年，卡多特申請(qǐng)了世界上第一個(gè)界面聚合法制備反滲透膜的專利（us4277344）。界面聚合法使得反滲透膜的支撐層和分離層在制備過(guò)程中可以分別加以優(yōu)化，從而進(jìn)一步提升了膜的性能，這就是所謂的薄層復(fù)合膜（tfc）。界面聚合也成為現(xiàn)代商業(yè)化反滲透膜的標(biāo)準(zhǔn)制備工藝。
1985年，陶氏化學(xué)在放棄中空纖維反滲透膜后，全資收購(gòu)了filmtec公司。這就是大名鼎鼎的陶氏膜的由來(lái)。時(shí)至今日，陶氏反滲透膜產(chǎn)品依然沿用了filmtec商標(biāo)。2017年，曾經(jīng)在中空纖維反滲透膜上惺惺相惜的陶氏化學(xué)與杜邦公司實(shí)現(xiàn)了合并。
也是在1963年前后，41歲的二戰(zhàn)退伍老兵布雷（donald t. bray）開(kāi)始研究反滲透膜。他于5年前加入了通用原子（general atomics）公司。1965年，布雷申請(qǐng)了世界上第一個(gè)多膜片卷式反滲透膜組件專利（us3417870），奠定了現(xiàn)在通用的卷式反滲透膜組件的基本結(jié)構(gòu)。
通用原子公司的反滲透膜業(yè)務(wù)后來(lái)演變?yōu)榱黧w系統(tǒng)（fluid systems）公司。1998年，流體系統(tǒng)公司被科氏膜系統(tǒng)（koch membrane systems）公司收購(gòu)，這就是科氏膜的由來(lái)。
但布雷的故事并未結(jié)束。1967年，他離開(kāi)了通用原子公司，并創(chuàng)立了脫鹽系統(tǒng)（desalination systems）公司。脫鹽系統(tǒng)公司在膜片生產(chǎn)與膜組件卷制機(jī)器上做了大量工作，成為業(yè)內(nèi)知名的反滲透膜生產(chǎn)商，其產(chǎn)品還包括具有獨(dú)特多層結(jié)構(gòu)的納濾膜。
同樣是1963年，達(dá)特茅斯學(xué)院（dartmouth college）的二年級(jí)學(xué)生斯帕茨（dean spatz）正在忙于他的工程課項(xiàng)目。他們要為南達(dá)科他州居民糟糕的飲用水設(shè)計(jì)一種合適的處理方法，而他決定采用剛剛問(wèn)世不久的反滲透技術(shù)，并成功制作了一臺(tái)樣機(jī)。
斯帕茨由此對(duì)反滲透技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣，將其作為自己本科及碩士學(xué)位論文的主題，并在1965年獲得osw的經(jīng)費(fèi)資助。據(jù)說(shuō)斯帕茨在碩士研究期間，還請(qǐng)到了索里拉金擔(dān)任顧問(wèn)。
1968年，碩士畢業(yè)的斯帕茨加入一家總部位于邁阿密的公司，并被派往明尼阿波利斯發(fā)展反滲透業(yè)務(wù)。1969年，由于公司承諾的資金沒(méi)有到位，斯帕茨成立了自己的公司。這就是奧斯莫尼斯（osmonics）公司的誕生。
1996年，84歲的布雷把脫鹽系統(tǒng)公司賣給了osmonics公司。2002年，ge以2.5億美元的價(jià)格收購(gòu)了osmonics公司，這就是ge膜的由來(lái)。現(xiàn)在知道業(yè)內(nèi)著名的ge納濾膜從何而來(lái)了吧。2017年，ge反滲透膜業(yè)務(wù)隨ge水處理以34億美元的價(jià)格整體賣給了蘇伊士（suez）水務(wù)。
還是在1963年，日后成為反滲透膜領(lǐng)域的另一家大名鼎鼎的公司，海德能（ hydranautics）公司也在美國(guó)加州成立。1970年，海德能公司正式進(jìn)入反滲透膜領(lǐng)域。公開(kāi)資料顯示，海德能與filmtec公司還因卡多特的界面聚合專利結(jié)過(guò)梁子。1987年，海德能公司被日本日東電工（nitto denko）正式收購(gòu)。
在日本，還有一家公司很早就開(kāi)始關(guān)注反滲透技術(shù)，這就是東麗（toray）公司。1968年，東麗開(kāi)始研究醋酸纖維素反滲透膜。1978年，其第一款低壓ro膜產(chǎn)品上市。1991年，其海水ro膜元件上市。2009年，藍(lán)星東麗（tbmc）合資公司在北京成立。
除了這些源自1960或1970年代的老牌廠家，反滲透膜領(lǐng)域的后浪也陸續(xù)涌現(xiàn)出來(lái)。
1990年，韓國(guó)三星（samsung）集團(tuán)的一家子公司開(kāi)始研究反滲透膜技術(shù)。1995年，其家用反滲透膜開(kāi)始出口。1997年，這家公司更名為世韓（saehan）集團(tuán)。2001年，其高脫鹽率海水淡化膜開(kāi)始上市。2008年，世韓集團(tuán)更名為熊津化學(xué)（woongjin chemical）。熊津化學(xué)的反滲透膜產(chǎn)品就是俗稱的世韓膜。2020年初，東麗收購(gòu)了熊津化學(xué)56.2%的股權(quán)。
2005年，號(hào)稱以納米技術(shù)提升反滲透膜性能的nanoh2o公司在美國(guó)加州洛杉磯成立。2014年，韓國(guó)lg化學(xué)以2億美元全資收購(gòu)了nanoh2o。該公司近年來(lái)也逐步跨入主流ro膜供應(yīng)商的行列。
至此，國(guó)際上最知名的幾大反滲透膜廠家都已經(jīng)出場(chǎng)了。據(jù)全球水務(wù)情報(bào)（gwi）統(tǒng)計(jì)，2012-2017年間，在50000噸/天以上的大型反滲透系統(tǒng)中，76%的ro膜出自東麗、陶氏、海德能、lg化學(xué)等4家供應(yīng)商，分別占比28%、21%、17%和10%。
第四部分 反滲透技術(shù)在中國(guó)
從上文可以看出，上世紀(jì)60、70年代是國(guó)外反滲透關(guān)鍵技術(shù)密集取得突破的時(shí)期。而我國(guó)當(dāng)時(shí)研究基礎(chǔ)較弱，而且處于一段特殊的歷史時(shí)期，因此同期反滲透技術(shù)的研究顯著落后。但通過(guò)適時(shí)的技術(shù)引進(jìn)和自主研發(fā)，積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和初步的技術(shù)成果，為我國(guó)反滲透膜技術(shù)甚至是水處理技術(shù)的全面進(jìn)步打下了極為重要的技術(shù)和人才基礎(chǔ)。
1966年，山東海洋學(xué)院化學(xué)系、國(guó)家海洋局一所、中科院青島海洋所、中科院化學(xué)所等單位開(kāi)始研究反滲透技術(shù)，開(kāi)發(fā)非對(duì)稱醋酸纖維素膜。1967年，國(guó)家科委和國(guó)家海洋局組織了全國(guó)性的海水淡化會(huì)戰(zhàn)，青島和北京主要開(kāi)展反滲透法的研究。參加會(huì)戰(zhàn)的一部分人后來(lái)匯集到海洋局二所，成立了海水淡化研究室。1975年，海洋局二所等單位研制了日產(chǎn)淡水1.7噸的圓盤板式醋酸纖維素反滲透裝置。海洋局二所的海水淡化研究室逐漸發(fā)展成今天的杭州水處理技術(shù)中心。
中科院蘭州冰川凍土沙漠研究所，因?yàn)榈靥幬鞅笨嘞趟貐^(qū)，也是國(guó)內(nèi)較早從事反滲透技術(shù)研究的單位之一。1974年，他們開(kāi)發(fā)出了日產(chǎn)10噸的醋酸纖維素套管式反滲透裝置。蘭州所的膜技術(shù)團(tuán)隊(duì)也逐漸發(fā)展成今天的甘肅省膜科學(xué)技術(shù)研究院。
1974年12月，為了解決天津等地的嚴(yán)重缺水問(wèn)題，國(guó)家科學(xué)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組在北京組織召開(kāi)了全國(guó)海水淡化科技工作會(huì)議，并制訂了《1975-1985年全國(guó)海水淡化科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》。海洋局二所、蘭州冰川凍土沙漠所、北京環(huán)化所、天津合成材料研究所、中科院海洋所等單位參與反滲透技術(shù)研究。
70年代中后期，國(guó)內(nèi)一些單位緊跟國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行了中空纖維和卷式反滲透元件的研究，并于80年代實(shí)現(xiàn)了初步的工業(yè)化。80年代中重新開(kāi)始復(fù)合膜的開(kāi)發(fā)，經(jīng)七五、八五攻關(guān)中試放大成功后，我國(guó)反滲透膜技術(shù)開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)室研究走向工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。
我國(guó)在上世紀(jì)80年代后期開(kāi)始應(yīng)用反滲透技術(shù)，此后應(yīng)用規(guī)?？焖僭黾?。1988年，中國(guó)市場(chǎng)銷售的8寸膜為600支。1990年，大亞灣核電站建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一套反滲透海水淡化裝置，日產(chǎn)淡水200噸。1999年，大連市建成第一套1000噸/天的反滲透海水淡化裝置。2005年，青島市建成第一套10,000噸/天的反滲透海水淡化裝置。2009年，天津建成第一套100,000噸/天的反滲透海水淡化裝置。
2018年底，我國(guó)累計(jì)建成反滲透海水淡化工程121個(gè)，淡化規(guī)模達(dá)到825,641噸/天。但我國(guó)更多的反滲透膜和系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)電、石化、煤化工等工業(yè)用戶上。2014年，在中國(guó)工廠使用的反滲透膜有180萬(wàn)支，產(chǎn)水量達(dá)到2700萬(wàn)噸/天。
最近20年，我國(guó)反滲透膜的國(guó)產(chǎn)能力也在不斷提升。2000年，我國(guó)第一家國(guó)產(chǎn)反滲透膜生產(chǎn)企業(yè)——匯通源泉在南方匯通科技園區(qū)成立。2002年，匯通源泉開(kāi)始批量生產(chǎn)和銷售聚酰胺復(fù)合反滲透膜元件。2006年，匯通源泉更名為貴陽(yáng)時(shí)代匯通；2010年，再次更名為時(shí)代沃頓科技有限公司。
除時(shí)代沃頓和藍(lán)星東麗外，湖南沁森、山東九章膜等眾多國(guó)內(nèi)反滲透膜生產(chǎn)企業(yè)也陸續(xù)出現(xiàn)。
第五部分 小結(jié)與展望
反滲透技術(shù)的發(fā)明和大規(guī)模應(yīng)用是人類歷史上一項(xiàng)了不起的科學(xué)成就。這一發(fā)明的最初動(dòng)力來(lái)自于人類向大海要水的夢(mèng)想。反滲透技術(shù)近70年的發(fā)展歷史，完美講述了人類利用科學(xué)技術(shù)將這個(gè)夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)的故事。
回顧這段歷史，應(yīng)該說(shuō)美國(guó)政府的專項(xiàng)資助計(jì)劃對(duì)反滲透技術(shù)初期的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，很大程度上奠定了美國(guó)在反滲透技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。從創(chuàng)新鏈條看，哈斯勒、瑞德等先驅(qū)提出了正確的設(shè)想，確立了反滲透技術(shù)正確的研究方向；洛布和索里拉金的開(kāi)創(chuàng)性工作填補(bǔ)了反滲透從概念到實(shí)用之間最大的技術(shù)鴻溝；卡多特、布雷、斯帕茨等人兼具科學(xué)家素養(yǎng)和企業(yè)家精神，在推動(dòng)反滲透實(shí)現(xiàn)從技術(shù)到產(chǎn)品的跨越上功不可沒(méi)。
從研發(fā)角度看，洛布和索里拉金合成第一張不對(duì)稱反滲透膜的研究工作十分出色但并非神奇。洛布曾在1980年詳細(xì)回顧過(guò)這段經(jīng)歷。他們從驗(yàn)證概念、發(fā)現(xiàn)差距開(kāi)始，到分析原因、提出假設(shè)，到改進(jìn)方案、驗(yàn)證假設(shè)，最后才獲得成功。其中既有運(yùn)氣和靈感的因素，也受到了文獻(xiàn)的啟發(fā)，還有同事的有益建議，就像發(fā)生在我們身邊的故事那樣。
近年來(lái)，反滲透技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多地拓展到工業(yè)水處理領(lǐng)域，特別是工業(yè)廢水回用與零排放處理領(lǐng)域。這一方面對(duì)反滲透膜在抗污染、耐清洗等方面提出了更高的要求，另一方面也對(duì)反滲透的濃縮能力寄予了更高的期待。碟管式反滲透（dtro）、高壓反滲透（hpro）、高鹽反滲透（hsro）等新型反滲透膜產(chǎn)品與工藝應(yīng)運(yùn)而生。
展望未來(lái)，反滲透技術(shù)還將不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域與規(guī)模，甚至可能顛覆40年前建立的技術(shù)框架。而隨著技術(shù)、人才和經(jīng)驗(yàn)的積累，國(guó)產(chǎn)反滲透膜與進(jìn)口品牌之間的技術(shù)壁壘正在消失，國(guó)產(chǎn)膜全面取代進(jìn)口膜只是時(shí)間問(wèn)題。此外，由于我國(guó)是全球最主要的工業(yè)廢水回用與零排放市場(chǎng)，這為國(guó)產(chǎn)反滲透膜技術(shù)在未來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)超越提供了有利條件。
來(lái)源:萬(wàn)米空間
