[發(fā)明專利]一種抗污染抑菌反滲透膜、制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112023727B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 許勝杰;鄔軍輝;高翔;蘇蕾;趙偉國;孫家寬
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/10;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
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本發(fā)明公開了一種抗污染抑菌反滲透膜、制備方法及其應用，該反滲透膜包括無紡布、聚砜超濾膜、形成于聚砜超濾膜上的第一聚酰胺層，及含有聚醚胺，氨基糖苷類抗生素改性的具有抗污染抑菌功能的第二聚酰胺層。本發(fā)明制備的反滲透膜在保持滲透選擇性能的基礎(chǔ)上，具有優(yōu)異的抗污染特性，同時氨基糖苷類抗生素賦予膜較強的抑菌性能，可有效抑制微生物的附著和生長，在工業(yè)給水、廢水回用等水處理領(lǐng)域具有較好的應用前景，同時抗污染抑菌層也表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)合力，在實際應用中能高效持久地發(fā)揮抗污染抑菌功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反滲透技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗污染抑菌反滲透膜、制備方法及其應用。

背景技術(shù)

反滲透膜可用于多種流體分離，目前應用最廣泛的反滲透膜是交聯(lián)芳香聚酰胺反滲透膜，通常采用間苯二胺和均苯三甲酰氯在多孔聚砜支撐膜表面進行界面縮聚反應形成芳香聚酰胺反滲透膜。目前芳香聚酰胺反滲透膜已廣泛應用于石油化工、制藥、食品、城市污水處理等諸多領(lǐng)域。反滲透膜在實際運行中，由于反滲透膜本身的選擇透過性，原水中的污染物(膠體、無機鹽垢、有機物、微生物等)會沉積在膜表面，形成污染阻力層，從而導致反滲透膜的污染，隨著其應用領(lǐng)域的擴大，膜污染的問題日益凸顯。由于膜污染會導致反滲透膜滲透通量和鹽脫除率的下降，因此需要經(jīng)常對膜進行物理或化學清洗，而頻繁的清洗不僅導致運行成本的增加，還會引起膜分離性能的下降，降低膜的有效使用壽命。因此，了解膜污染的形成機理，減少污染物與膜表面間的相互作用，開發(fā)制備抗污染抑菌反滲透膜對推動反滲透膜向更廣領(lǐng)域的應用具有重要意義。

通常，膜污染是指污染物堵塞膜孔引起的膜滲透通量的下降。按照污染類別，可分為有機物污染，無機物污染，微生物污染。其中，有機物污染和微生物污染是實際運行過程中經(jīng)常面臨的問題，因此抗污染抑菌反滲透膜的開發(fā)一直是反滲透膜研發(fā)的重要方向。針對有機物污染，目前主要是在反滲透膜表面涂布或接枝親水性聚合物來實現(xiàn)。例如，CN1213985A提供一種在功能層表面涂覆聚乙烯醇(PVA)的方法，通過改變膜表面的荷電性使膜面呈現(xiàn)電中性狀態(tài)，可有效抑制膜對水中荷電污染物的吸附，同時保持較好的分離性能。但由于PVA分子沒有被交聯(lián)，與聚酰胺層結(jié)合力較弱，長時間運行過程中很容易水解脫落，最終失去抗污染能力。針對微生物污染，通常是在聚酰胺層表面或內(nèi)部引入抗菌物質(zhì)來實現(xiàn)。如CN 101874989A提供一種在完整均一的聚酰胺表面上形成一層無機納米顆粒修飾的聚酰胺層，不僅提高了膜的耐微生物污染的能力，而且增加了聚酰胺層的厚度，增強了膜的耐機械損傷性能，延長了膜的使用壽命。但無機納米顆粒大規(guī)模使用時制備難度大、后期易于脫落的問題限制了其工業(yè)化的應用。

雖然現(xiàn)有技術(shù)中已形成一些關(guān)于提高反滲透膜抗污染或抑菌能力的技術(shù)方案，但是這些技術(shù)方案多集中于提高抗污染或抑菌能力中的一個方面，例如CN 1923348A提供一種對涂布聚乙烯醇進行交聯(lián)制備的抗污染能力提升的反滲透膜，CN 103386259提供一種在聚酰胺層表面沉積具有抑菌功能的無機材料抑菌能力提升的反滲透膜。事實上，反滲透膜在實際使用過程中，有機物污染和微生物污染是同時存在的，并且表面沉積的污染物為微生物的附著和繁殖提供有利的生存環(huán)境。因此開發(fā)同時具備抗污染能力和抑菌能力的反滲透膜，才能有效解決反滲透膜在實際運行過程中的污染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種抗污染抑菌反滲透膜，同時兼顧抗污染能力和抑菌能力，改善現(xiàn)有反滲透膜抗污染、抑菌能力不足的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供這種抗污染抑菌反滲透膜制備方法。

本發(fā)明的再一目的是提供這種抗污染抑菌反滲透膜在水處理組件、裝置、水處理方法中的應用。

本發(fā)明為達到其目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種抗污染抑菌反滲透膜，包括無紡布、聚砜超濾膜、形成于聚砜超濾膜上的第一聚酰胺層，其特征在于，還包括在所述第一聚酰胺層上形成的含有聚醚胺，氨基糖苷類抗生素改性的具有抗污染抑菌功能的第二聚酰胺層。