废弃膜元件的再应用研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 废弃膜元件的再应用研究进展 【摘 要】介绍了目前国内外关 于反渗透膜的再生方法，重点概述了各 类再生膜元件再应用时的基本性能、优 缺点以及与新膜元件在性能、能耗、价 格等方面的比较，最后对未来废弃反渗 透膜元件的再生与再应用做了总结和展 望。 中国论文网 /8/view-12932488.htm 【关键词】废弃反渗透膜；再生； 再应用 中图分类号： TQ051.893 文献 标识码： A 文章编号： 2095- 2457（2017）35-0058-002 Reapplication of waste membrane components -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 LUO Mei-lian LI Gang LI Wen （Hunan High-speed Railway Vocational and Technical College，Hengyang Hunan 421002，China） 【Abstract】The regeneration methods of reverse osmosis membranes at home and abroad are introduced.The basic performance，advantages and disadvantages as well as the comparison with performance，energy consumption and price of regenerated membrane elements are summarized.Finally，the paper summarizes and prospects the future regeneration and reuse of waste reverse osmosis membranes. 【Key words】Abandoned reverse osmosis membrane；Regeneration ； Reapplication 随着淡水资源的日益短缺，水资 源正在变成一种宝贵的稀缺资源，成为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 关系到全球社会、经济可持续发展的重 大战略问题。在这种背景下，反渗透膜 技术应运而生。目前反渗透技术在纯水 和超纯水的制备、污废水处理、医药、 化工和食品等行业均得以日益广泛的应 用，创造了巨大的经济效益和社会效益。 然而，膜技术迅速发展的瓶颈在 于：反渗透膜元件价格昂贵，水处理运 行中不可避免的膜污染会导致膜元件性 能的下降，一般反渗透系统运行两至三 年就须更换一次膜元件，使得反渗透膜 在工程应用上缺乏经济性。据统计，每 年废弃的 4 英寸和 8 英寸的大型反渗透 膜元件约四十多万支，废弃的反渗透膜 不仅造成资源的浪费，对自然环境也形 成一个巨大的压力。 1 废弃反渗透膜元件的再生技术 目前，大部分学者主要采用 NaClO 溶液对废弃反渗透膜元件进行氧 化再生。江海1等则对废弃膜元件经过 拆解、刷洗、重卷、组装等过程得到了 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 再生膜元件。靖大为2提出了用 NaClO 溶液氧化废弃反渗透膜的表面，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。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M 行再生3。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4，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 36000ppm/h48000ppm/h 时，氯化降 解后的废弃反渗透膜元件具有纳滤性能。 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5。有学者 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 采用正向渗透技术对膜元件清洗再生， 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。 2 废弃膜的再利用现状 江海1等得到的再生膜能将悬浮 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。将反渗透膜元件按照典型 排列结构（2：1）运行，当单支再生膜 元件测试的脱盐率大于 80%时，再生膜 系统的脱盐率则约为 50%，而当单支再 生膜元件测试的脱盐率小于 50%时，按 照典型排列结构组成的膜系统的脱盐率 则低于 20%，其性能虽只能截留悬浮颗 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 粒和胶体等物质，但出水水质仍远远优 于超滤膜产水水质。再生膜元件在除盐 方面再应用的经济可行性与进水含盐量、 再生膜元件脱盐率、能源价格及其成本 等因素有关。当再生膜元件脱盐率大于 75%并应用在除盐场合时，再生膜系统 可节约近 20%的成本。在膜元件清洗成 本低于 200 元/支、进水含盐量小于 2500mg/L、电价低于 0.8 元/（kw h- 1） 、再生膜元件脱盐率高于 75%的前提 下，运行 15 年的再生膜系统能节约超 过 10%的成本。在反渗透系统的预处理 中，将价格较低的再生反渗透膜元件替 代成本较高的新的超滤膜元件，一方面， 再生反渗透膜的出水水质较超滤出水水 质更好，另一方面，运行 15 年，可节 约成本高达 50%。 靖大为2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 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 在 080% ，远低于反渗透膜；其产水 通量可以控制在 4565L/（m2.h） ，远 高于一般反渗透膜，与超低压反渗透膜 相差无几。由于改性膜元件的价格远远 低于新反渗透膜元件，仅有正常反渗透 膜元件价格的一半，因此在一些对出水 水质要求相对较低的水处理环境中具有 很高的使用价值。李宝光等3得到的再 生膜在 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，也 就是说，膜一旦受到污染，则再生膜的 初始性能就很难恢复。同时，考察了各 运行因素对再生反渗透膜元件性能的影 响，明确了温度的变化对膜通量影响较 大，操作压力的变化对再生膜的脱盐率 影响较小；再生膜对有机物和无机盐的 截留能力具有与纳滤膜相似的特点。连 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 冠楠4发现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 48000ppm/h 时，膜对 NaCl、Na2SO4 溶液的脱除率分别为 57.4%和 13.8%。覃浩律5考察了运行 参数对再生膜性能的影响，较再生处理 之前的废弃反渗透膜：当进水中盐浓度 为 2002000mg/L 时，进水压力增加了 0.02MPa，脱盐率降低了 11.22%；回收 率在 835%的范围之内，进水压力增 加了 0.15MPa，脱盐率降低了 7.54%； 膜通量在 535 L/（m2 h）时，进水 压力增加了 0.16MPa，脱盐率升高了 10.79%；温度在 1535时，进水压 力下降了 0.02MPa，脱盐率仅降低了 3.95%。对再生膜脱盐率影响程度为： 盐浓度膜通量回收率温度；对再生膜 进水压力影响程度为：膜通量回收率 盐浓度温度。 3 结语 通过对废弃反渗透膜元件的再生 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 处理，得到的再生反渗透膜元件基本能 够脱出水体中的悬浮物、胶体及小比例 脱盐，基本具有超滤或者纳滤的性能， 能应用在反渗透膜系统的预处理以及物 料分离或浓缩等出水水质相对较低