[發(fā)明專利]一種調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111302450B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡承志;孫境求;曲久輝;趙凱;戚菁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F101/10;C02F101/12;C02F101/14;C02F101/16;C02F103/08
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11617
• 代理人: 劉瑩

本發(fā)明提出一種調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法及應(yīng)用，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：待處理水溶液從荷電納濾膜一側(cè)進入，從荷電納濾膜另一側(cè)流出，所述荷電納濾膜置于陰極、陽極形成的電場內(nèi)，所述荷電納濾膜荷負電或正電；荷電納濾膜荷負電時，電場方向與過濾方向相反，可溶性鹽的截留率提高；電場方向與過濾方向相同，可溶性鹽的截留率降低；當荷電納濾膜荷正電時，電場方向與過濾方向相反，可溶性鹽的截留率降低；電場方向與過濾方向相同，可溶性鹽的截留率提高。該方法主要用于廢水處理、海水淡化等領(lǐng)域，有效離子的截留率增加或降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，膜分離技術(shù)由于具有污染小，分離高效等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于海水淡化，廢水淡化，包括工業(yè)廢水或民用廢水等。常用的膜分離技術(shù)包括電滲析法，反滲透法，納濾法等，其中，電滲析法脫鹽效率較低，且設(shè)備容易損壞。反滲透法操作壓力較高，能耗大。目前研究較多的納濾法常用來改善離子截留率，其設(shè)備復(fù)雜，且往往對膜元件甚至膜孔尺寸有要求，提高了膜分離過程的復(fù)雜程度。

例如，CN201610509329.X提出一種具有離子截留性能的還原氧化石墨烯修飾陶瓷膜，該方法先制備還原氧化石墨烯，然后將上述納米還原氧化石墨烯超聲處理后形成的分散液作為涂覆修飾原料，采用壓抽濾涂覆和熱處理工藝得結(jié)合牢固、導(dǎo)電的還原氧化石墨烯修飾陶瓷膜，最后將陶瓷膜的頂/底表面進行被銀網(wǎng)并連接導(dǎo)線，制成膜元件。可見，該膜需要特定的制備方法，電源直接連接在膜上，該方法對反應(yīng)器的電路設(shè)計有更高要求，運行、維護成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法及應(yīng)用，通過調(diào)控電場方向、荷電納濾膜電性，從而調(diào)節(jié)可溶性鹽截留率的提高或降低，進而有效調(diào)控離子傳輸行為。

本發(fā)明提出一種調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法：

待處理料液從荷電納濾膜一側(cè)進入，從荷電納濾膜另一側(cè)流出，荷電納濾膜置于陰極、陽極形成的電場內(nèi)，荷電納濾膜荷負電或正電；

荷電納濾膜荷負電時，電場方向與過濾方向相反，可溶性鹽的截留率提高；電場方向與過濾方向相同，可溶性鹽的截留率降低；

當荷電納濾膜荷正電時，電場方向與過濾方向相反，可溶性鹽的截留率降低；電場方向與過濾方向相同，可溶性鹽的截留率提高。

進一步地，電場方向與過濾方向相反為，荷電納濾膜一側(cè)的進水端添加陰極，荷電納濾膜另一側(cè)的出水端添加陽極；電場方向與過濾方向相同為，荷電納濾膜一側(cè)的進水端添加陽極，荷電納濾膜另一側(cè)的出水端添加陰極。

進一步地，荷電納濾膜的孔道內(nèi)電荷密度為0.2-200mC/cm²。

進一步地，荷電納濾膜的孔徑為納濾級別；

優(yōu)選的，荷電納濾膜的孔徑低于2nm。

進一步地，荷負電的荷電納濾膜包括氧化石墨烯、PVDF納濾膜、聚偏氟乙烯納濾膜、聚醚砜納濾膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯納濾膜、聚碳酸酯納濾膜中一種。

進一步地，荷正電的荷電納濾膜包括聚丙烯腈材質(zhì)膜。

進一步地，可溶性鹽包括硫酸鹽，硝酸鹽，亞硝酸鹽，磷酸鹽，碳酸鹽，氯鹽，氟鹽中至少一種。

本發(fā)明還提出上述調(diào)控水溶液中可溶性鹽截留率的方法在廢水處理、海水淡化中的應(yīng)用。

本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：