废弃反渗透膜元件的再生方法研究现状

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 废弃反渗透膜元件的再生方法研究 现状 摘 要：介绍了目前国内外关于 反渗透膜元件的再生方法，如改性、修 复、拆解清洗等，概述了各再生方法的 处理效果，再生膜元件的基本性能以及 优缺点，最后对未来废弃反渗透膜元件 的再生方法做了总结和展望。 中国论文网 /1/view-13026496.htm 关键词：废弃反渗透膜；再生； 方法 DOI：10.16640/ki.37- 1222/t.2018.08.038 反渗透膜技术设备简单、容易操 作、分离性能好，目前在很多领域如食 品行业和中水回用、海水的淡化除盐、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 工业废水处理工程等方面都得到广泛的 应用，获得了很好的经济效益和社会效 益。反渗透膜技术是指在压力的驱动下， 使得水分子等物质透过反渗透膜元件， 成为产水，水中的其他杂质如有机污染 物以及盐类被反渗透膜截留，随着进水 排出系统，形成反渗透膜的浓水，或者 吸附在膜面上。因而在膜表面会慢慢形 成污染层。而反渗透膜面上最初形成的 污染层通过水力冲洗或者化学清洗能够 清基本洗掉，但随着运行时间的延长， 膜面各类型污染物的累积以及大部分情 况下膜元件并不能得到及时的清洗，膜 元件的性能会逐渐下降，最终导致膜元 件的产水不能达标使用，膜元件也只能 废弃处理。 一般而言，膜污染导致膜元件的 使用寿命约为 3 年，运行良好的、清洗 及时的反渗透系统的膜元件使用时间可 能延长到 5 年。因此，每年被废弃的反 渗透膜元件数以百万计，废弃的、堆积 如山的反渗透膜不仅造成了巨大的环境 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 污染，而且还浪费了资源。因此，学者 们开始探究废弃反渗透膜元件再生的方 法，以期降低工程水处理成本并减小对 环境的污染破坏。目前，废弃反渗透膜 的再生方法主要有改性、修复、拆解清 洗等方法。 1 废弃反渗透膜的改性再生方法 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，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1。靖大为 提出了用 NaClO 溶液氧化废弃反渗透 膜的表面1，发现经氧化改性处理后的 废弃反渗透膜，在脱盐率、产水通量、 不同相对分子质量有机物与不同电价离 子的截留方面，具有与纳滤膜相似的特 征。改性再生膜元件的脱盐率可以控制 在 080% ，远低于反渗透膜；其产水 通量可以控制在 4565 L/（m2.h） ，远 高于反渗透膜。由于改性膜元件的价格 远远低于新反渗透膜元件，因此在一些 对出水水质要求相对较低的水处理环境 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 中具有很高的使用价值。 李宝光等将废弃聚酰胺反渗透膜 元件进行化学清洗后，再用 NaClO 溶 液对反渗透膜元件的表面进行氧化的方 法进行再生2，这样得到的再生膜具备 了纳滤膜的基本性质， 在 0.30.7MPa 的低操作压力下，膜元件产水通量较高， 根据氧化时间不同，脱盐率在 090% 之间。但是经 NaClO 溶液作用后的反 渗透膜表面不仅表面光滑度降低，比较 粗糙，而且膜表面有大小不一的孔洞， 污染物质很容易吸附在上面，且使得清 洗更加困难。 连冠楠采用 NaClO 溶液对废弃 的聚酰胺卷式反渗透膜元件进行氯化降 解3，对比分析了 NaClO 溶液不同浓 度对芳香族聚酰胺反渗透膜性能的影响。 结果表明，当 NaClO 溶液的处理强度 为 36000 ppm/h 48000 ppm/h 时，氯 化降解后的废弃反渗透膜元件具有纳滤 性能。而在温度为 25.0、压力差为 1.0MPa、NaClO 溶液的处理强度为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 48000 ppm/h 时，膜对 NaCl、Na2SO4 溶液的脱除率分别为 57.4%和 13.8%。 覃浩律通过比较 KMnO4 溶液 、H2O2 溶液、NaClO 溶液对反渗透膜 的氧化效果，发现 NaClO 溶液氧化后 的膜元件不仅氧化时间短，而且再生膜 具有更好的透水性能和脱盐率，因此三 者相比，NaClO 溶液是最佳氧化药剂4。 Jose M. Veza 将废弃的反渗透膜的表面 用 KMnO4 溶液进行氧化处理，得到脱 盐率能达到 97%的再生膜，但是再生膜 的污染周期短、工作压力高。 2 废弃反渗透膜的修复再生方法 修复再生处理是将废弃反渗透膜 表面的污染层M 行正常清洗后，然后 通过氧化剂彻底氧化反渗透膜的脱盐层， 然后再在经过氧化处理的反渗透膜材 料上重新涂敷一层聚酰胺膜，以使反渗 透膜的基本性能得以恢复。 覃浩律通过进一步的实验发现经 过氧化的反渗透膜元件再经氨水和膜表 面活性剂修复后4，修复后的膜表面与 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 氧化后膜表面相比，表面光滑了许多， 孔洞也没有了，膜元件相对也不易受到 污染，清洗频率以及清洗难度都大大降 低。一般而言，经过修复再生后的膜的 脱盐率低于正常新的反渗透膜，但仍可 达约 97%，产水流量与超低压反渗透膜 的基本相等。 3 废弃反渗透膜的拆卸再生方法 拆卸再生是指在保证其完整性的 前提下，经过拆解、刷洗、重卷、组装 等过程得到的再生膜元件。拆卸再生不 同于之前的两种方法，必需将膜拆开， 然后去除污染物的方式是直接在膜面进 行刷洗，然后再通过药物对膜进行处理， 得到再生膜。江海5发现经拆解清洗后， 反渗透膜元件虽然完整性良好，但其分 离层部分受损。用胶带缠绕后，反渗透 膜元件压力损失降至约为 1520KPa， 因为其破坏了膜元件规整的流道结构。 但再生膜仍能将悬浮颗粒和胶体物质完 全截留，且产水 SDI 值稳定于 1.0 以 下，比一般超滤膜出水水质要好。而将 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 拆卸清洗后的反渗透膜再经 NaClO 溶 液以及十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对 膜的表面进行处理后，脱盐率一般大于 60%，甚至有一部分高于 85%，其中对 二价离子脱除率大于 80%；基本能够完 全截留分子量大于 500 的有机物。而产 水量可接近甚至超过初始水平。 4 其他再生方法 有学者采用正向渗透技术对废弃 反渗透膜元件清洗再生，其原理主要是 利用渗透压的作用使渗透液回流以去除 膜表面的污染物质67 。然而，此方 法的作用相对有限，因为浓差极化效应 的存在。俞三传等人对废弃反渗透膜元 件进行清洗后，再用含胺溶液对膜元件 进行改性得到再生膜8，得到的再生膜 仍然具备一定的分离性能，但是再生膜 在运行时一旦受到污染，则膜的运行性 能将大大下降，且难以清洗恢复。 同时，辛永光等先用氧化剂对对废弃的 膜元件进行氧化，再用含胺溶液进行处 理得到再生膜9，此法得到的再生膜的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 使用时间相对较长；同时还设计了一套 对废弃反渗透膜进行改性再生的装置， 但此研究不全面，只做了几只膜的试验， 且没有研究温度、时间、药液浓度等因 素对再生膜的影响。 5 结语 综上所述，目前国内外已有部分 学者针对废弃反渗透膜元件做了相关的 再生试验研究，使废弃的膜元件变废为 宝，进行再利用。再生膜元件基本具备 纳滤或者超滤的性能，主要可以应用在 如脱除大部分有机物悬浮物、初步脱盐、 脱除大部分细菌等多种出水水质指标较 低的工艺，其缺点是再生膜一旦污染， 则膜元件很难清洗。且目前的试 （下转第 57 页） （上接第 45 页）