高耐受氧化性_HOR_反渗透膜元件的性能及其应用研究_金焱

44http://www.jsbwater.com技术与应用Technology&Application水工业市场2008年第8期反渗透膜是60年代初从美国发展起来的一项新型的界面分离材料技术，它是以界面两侧的压力差为推动力，用于双组分或多组分的溶剂或溶质进行分离、分级、提纯和富集的膜分离技术。数十年来反渗透技术经过不断发展，其应用领域不断扩大，目前已在医药、食品、化工、纺织、电子、电力、石油、船舶、生物工程、环保工程、军事工业、民用饮水净化以及海水淡化、苦咸水淡化、烟气脱硫等多个领域得到了广泛的应用。随着反渗透技术在中水回用领域应用的推广[1-5]，有机物污染和微生物污染成为困扰其稳定长期使用的最大问题[6]。实际应用中通常使用活性炭对进水中有机物进行吸附脱除[7]，但当活性炭吸附了大量有机物后将成为微生物滋生的温床，导致系统微生物污染进一步加重，从而影响整个水处理系统正常运行并导致微生物的污堵。为抑制系统微生物污染，必须在进入反渗透系统前投加杀菌剂，但传统的聚酰胺复合反渗透膜元件对氧化性物质的耐受性很差，往往会造成膜元件的氧化破坏进而影响反渗透系统的产水质量。导致在预处理过程中不能采用次氯酸钠和臭氧等高效的杀菌方法，只能使用非氧化性杀菌剂或在膜系统前投加还原剂，不但增加了运行的成本，并且预防微生物污染的效果不佳。高耐受氧化性膜元件通过表面接枝改性，其耐氧化性能较传统的聚酰胺复合反渗透膜元件有很大的提高，在实际应用中允许一定量的氧化性物质（如次氯酸钠）进入膜系统，次氯酸钠可以降解进水中的有机物，同时可以有效抑制微生物污染，解决由污染引起膜性能明显下降、设备成本上升、产水质量下降等一系列问题，提高反渗透膜在应用中的使用性能和系统的寿命。一、实验部分1、实验仪器设备2521膜元件性能评价设备，贵阳时代汇通膜科技有限公司；1812膜元件性能评价设备，贵阳时代汇通膜科技有限公司；电导仪，UltrameterModel4P，MYRONLCOMPANY；余氯测定仪。2、实验原料及试剂2521普通膜元件，贵阳时代汇通膜科技有限公司；2521高耐受氧化性膜元件，贵阳时代汇通膜科技有限公司；次氯酸钠溶液；工业盐；纯水，反渗透膜法制备。3、耐氧化实验设计及方法（1）高余氯浓度条件下的耐受实验配制余氯浓度为4000ppm高耐受氧化性(HOR)反渗透膜元件的性能及其应用研究文/金焱，刘广庆，王思亮，张慧林，吴宗策（贵阳时代汇通膜科技有限公司贵阳550018）摘要：在高污染水源的回用领域，以反渗透为核心的深度水处理系统往往在实际使用过程中受到有机物和微生物污染的困扰。本文介绍了一种全新的具备独特的耐氯性能抗氧化膜，由于允许源水中少量余氯的存在可以有效的控制微生物的滋长，从而简化反渗透进水的前处理方式，此类膜元件将替代部分反渗透元件广泛应用于中水回用领域。http://www.jsbwater.com45Technology&Application技术与应用水工业市场2008年第8期（Cl2）的次氯酸钠水溶液，选取2521普通膜元件和2521高耐受氧化性膜元件各2支，在常温（15-20℃）、225psi、15%回收率的条件下连续运行，每1小时在标准条件（2000ppmNaCl水溶液，225psi，25℃，15%回收率）下检测膜元件的水通量和脱盐率。（2）低余氯浓度条件下的长期运行实验选取2支2521高耐受氧化性膜元件，以2000ppmNaCl水溶液为进水，在进水中投加一定量的次氯酸钠，使进水余氯浓度维持在0.5ppm（Cl2），在常温（15-20℃）、225psi、15%回收率的条件下连续运行，定期检测膜元件的水通量和脱盐率。（3）HOR元件的余氯脱除实验在上述测试元件和条件不变的情况下，分别选进水余氯浓度0.35ppm、0.59ppm、1.07ppm、2.9ppm、4.6ppm（Cl2），在常温（15-20℃）、225psi、15%回收率的条件下连续运行，测试产水侧的余氯含量计算次氯酸钠脱除率。（4）过渡金属催化氧化实验众所周知，过渡金属离子在氧化剂存在的条件下扮演催化剂的角色，促进被氧化物的氧化降解。同样在上述测试条件下，选取目前管道阀门和仪表常用的金属配件中含有的Cu2+和Ni2+为研究对象，进水余氯浓度3000ppm（Cl2），测试5支2521高耐受氧化性膜元件分别在空白、0.2ppmCu2+、2ppmCu2+、0.2ppmNi2+、2ppmNi2+条件下脱盐率和和水通量的变化。二、结果与讨论1、高余氯浓度条件下的耐受实验实验共进行8小时，余氯累计通过量为32000ppm•hr，两种膜元件的通量变化及脱盐率变化如图1、图2所示。从图1和图2种可以看出，反渗透膜元件经次氯酸钠氧化后，性能出现了明显的变化：水通量逐渐升高，脱盐率逐渐下降。但高耐受氧