[發明專利]一種回收利用廢舊聚酰胺類反滲透膜的方法

無效

• 申請號: 201310755758.1
• 申請日: 2013-12-28
• 公開（公告）號: CN103706257A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 楊志宏;范青如;馮金榮;梅從明;秦愛冬;賈伯林;吳紅輝;楊雪峰;徐前;張振華;楊智杰;陳曉丹;張勇;夏存娟
• 申請（專利權）人: 太平洋水處理工程有限公司
• 主分類號: B01D65/00
• 分類號: B01D65/00;B01D71/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及資源化利用和水處理膜分離技術領域，尤其涉及一種回收利用廢舊聚酰胺類反滲透膜的方法。

背景技術

最近數十年內，隨著人口增長，水資源匱乏，中水回用、海水苦咸水淡化過程中反滲透工藝的運用得到顯著發展。隨之而來的是廢棄反滲透膜逐年增加：1990年僅為200噸左右，而到2015，這一數據可達120,000噸。芳香族聚酰胺類苦咸水和海水淡化膜由三層不同材料通過界面聚合法制備：聚酰胺表面活性皮層／聚砜支撐層／聚酯類無紡布。在海水淡化中，一旦脫鹽率較原始值有所下降(如對脫鹽率從99.5％下降到約96％)時便需進行更換。由于反滲透過程的產水量低，其所需數量也較多：對產水僅為1000噸／天的海水淡化廠，約需8英寸膜組件100根。但從實際運用來看，反滲透膜材料可使用5-10年(一般5年即淘汰)，這意味著大量廢棄反滲透膜仍具有利用價值。如何再次實現使用價值，是實現膜技術可持續性發展的重要課題。

從A.Ghosh和E.Hoek的研究可知(A.Ghosh，E.Hoek.J.Membr.Sci.，2009，336：140-148.)，聚砜支撐層／聚酯類無紡布結構具有典型的超濾膜特征。將反滲透膜表面分離層氧化分解以轉化為超濾膜再利用，這一思路主要受啟發于聚酰胺表面活性皮層易被滅菌過程中添加的游離氯(一般要求<0.1ppm)氧化。對聚酰胺分子結構，其酰胺基團較為活潑，易與氧化劑如H₂O₂、NaOH、NaClO(HClO)、KMnO₄等發生反應。目前，對氧化反應的機理并未有全面而精確的闡述，僅Alice?Antony等(A.Antony,R.Fudianto，S.Cox，et?al.J.Membr.Sci.，2010，347：159-164)在研究滅菌產生的次氯酸(HClO)與聚酰胺的作用機理中闡述了以下過程：如圖1所示，HClO首先攻擊酰胺基團上的H原子，發生酰氯化反應，然后繼續攻擊芳環上的H原子，發生氯化取代反應。Alice?Antony認為，這兩次氯化反應弱化了聚酰胺分子間的氫鍵作用，從而導致反滲透膜表面皮層失效。當前，國內還未出現相關研究報道，該方法的提出具有創新性，對未來廢棄反滲透膜的再利用具有很好的借鑒意義。

因此，需要提供一種回收利用廢舊聚酰胺類反滲透膜的方法來解決上述問題。

發明內容

為了解決該問題，本發明公開了一種回收利用廢舊聚酰胺類反滲透膜的方法，其要點在于氧化劑選擇、氧化劑溶液濃度、氧化處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)首先拆解BW30卷式膜組件，截取所需面積的膜浸泡于去離子水中24h，取出后置于室溫條件下備用；

(2)取一定量的氧化劑與去離子水配制成不同濃度的氧化劑溶液備用；

(3)將備用膜放入定制膜組件中，采用蠕動泵將氧化劑溶液以20ml／min的流量通過膜表面，循環處理0.5-8h后將膜取出，超聲清洗5min，去離子水中浸泡3h備用；

(4)氧化處理過程的強化：將膜組件放入超聲波場中，其它同步驟(3)，處理時間降至20min；

步驟(3)與步驟(4)為兩種不同的氧化處理方法，非順承步驟，該表面氧化法僅針對聚酰胺類反滲透膜。

較佳地：本發明的優勢在于：(1)氧化法可除去廢棄反滲透膜的表面聚酰胺活性皮層和污染層；(2)超聲波能強化該氧化過程，大大縮短反應時間；(3)獲得的氧化聚酰胺反滲透膜具有典型的超濾膜特征；(4)選用氧化劑及氧化再生流程經濟可行，可適用于大規模廢棄反滲透膜的再生需求。

較佳地：一種回收利用廢舊聚酰胺類反滲透膜的方法，該方法制備過程包括：首先需配制一定濃度的氧化劑溶液(選用NaClO和KMnO₄)，在設計好的膜組件內，使氧化劑溶液以錯流方式通過膜表面，采用設定流量，使氧化劑溶液與膜表面接觸0.5-8h，為強化氧化反應，減少接觸時間，本發明將膜組件置于超聲波環境中進行了處理，本過程僅適用于對聚酰胺類反滲透膜進行處理，氧化后反滲透膜具備典型的超濾膜特征，該方法簡單穩定，經濟有效，有助于進一步降低膜分離技術在水處理上的成本，實現膜分離技術的可持續性發展。

本發明的有益效果為：

本發明簡單穩定，經濟有效，有助于進一步降低膜分離技術在水處理上的成本，實現膜分離技術的可持續性發展。

結合以下詳細說明本發明的優點和特征。

附圖說明

圖1為本發明次氯酸與聚酰胺的作用機理示意圖；