氧化改性反渗透膜元件的性能及应用_靖大为

氧化改性反渗透膜元件的性能及应用靖大为1，朱建平1，李宝光1，吉卫2（1.天津城市建设学院膜技术研究中心，天津300384；2.北京市科来宁科技发展有限公司，北京100081）［摘要］提出了废弃反渗透膜经过氧化改性处理得到近似纳滤膜的概念与工艺，分析了氧化膜的各项运行性能指标，明确了氧化膜的运行稳定性、化学稳定性及可清洗特性，列举了氧化膜在膜工艺技术领域中的工程应用环境。［关键词］反渗透膜；纳滤膜；氧化改性［中图分类号］TU991.21；TQ028.8［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2011）02-0082-03PerformanceandapplicationofoxidativereverseosmosismembraneelementsJingDawei1，ZhuJianping1，LiBaoguang1，JiWei2（1.MembraneTechnologyCenter，TianjinInstituteofUrbanConstruction，Tianjin300384，China；2.BeijingCleaningTechnologyDevelopmentCo.，Ltd.，Beijing100081，China）Abstract：Itisproposedthattheconceptandtechnologyofsimilarnano-filtrationmembranecanbeobtainedbyoxidativemodifyingtreatmentofthewastereverseosmosismembrane.Theoperationperformanceindicatorsoftheoxidativereverseosmosismembranesareanalyzed.Theiroperationalstability，chemicalstabilityandcleanableperformanceareidentified.Theengineeringapplicationofoxidativemembranestomembranetechnologyfieldislisted.Keywords：reverseosmosismembrane；nano-filtrationmembrane；oxidativemodification近十余年来，反渗透膜技术在国内发展迅速，已广泛地应用于电力、冶金、化工、电子、制药、食品等多个工业领域，并成为给水深加工及污水资源化处理的主流技术〔1〕。由于膜系统运行过程中伴随着膜污染，并且受到无机物、有机物及微生物严重污染的反渗透膜元件不可能得到彻底的清洗〔2〕，一般膜元件的使用寿命很短，仅有3a。随着反渗透膜市场的不断扩大，国内每年废弃的膜元件多达数十万支，数目巨大，造成了膜元件资源的浪费，因而研究废弃膜的再生利用具有巨大的经济潜力与现实的工程意义。一些工程企业或高等院校已经开始寻求对废弃膜进行再生利用的途径，目前已有修复与改性两类再生处理途径手段及效果截然不同的处理方法。所谓修复再生处理是将废弃膜表面的污染层清洗掉后彻底氧化脱盐层，并在其裸露的超滤材料上重新涂敷一层聚酰胺膜，以有效恢复膜元件的反渗透性能。经过修复再生后的膜的产水流量与超低压反渗透膜的基本相等，只是脱盐率低于一般反渗透膜，但仍可达97%。由于修复膜元件的价格仅有正常元件价格的1/2，故在对脱盐率要求较低的应用环境中仍然具有很高的使用价值。所谓改性再生处理是将膜表面的污染层清洗掉后，对脱盐层进行浅层氧化处理，即保留部分脱盐性能，使原有的反渗透膜性能蜕变为纳滤膜性能。改性再生膜元件的脱盐率远低于反渗透膜，可以控制在0～80%；其产水通量远高于反渗透膜，可以控制在45～65L/（m2·h）。由于改性膜元件的价格仅有正常元件价格的1/5，故在脱盐率要求更低的应用环境中存在很高的使用价值。笔者仅就废弃反渗透膜元件的氧化改性处理过程，以及经过改性处理后膜元件的性能、运行状况、污染速度、清洗效果及应用环境进行相应的研究和讨论。1废弃反渗透膜元件的氧化改性及氧化改性膜的性能（1）废弃膜的氧化处理。一般废弃膜元件表面的第31卷第2期2011年2月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．2Feb．，201182污染层具有一定厚度，且呈非均匀性。为了对聚酰胺脱盐层进行均匀的浅层氧化并防止其局部穿透，氧化改性前一般需要进行充分的常规酸碱清洗。实验以次氯酸钠为氧化剂，在次氯酸钠用量分别为150、200mL条件下对废弃反渗透膜元件进行特定强度的氧化，以考察氧化时间对产水通量和脱盐率的影响，其结果见图1、图2。图1氧化时间对产水通量的影响图2氧化时间对脱盐率的影响由图1与图2可见，经过酸碱