[发明专利]一种回收利用废旧聚酰胺类反渗透膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源化利用和水处理膜分离技术领域，尤其涉及一种回收利用废旧聚酰胺类反渗透膜的方法。

背景技术

最近数十年内，随着人口增长，水资源匮乏，中水回用、海水苦咸水淡化过程中反渗透工艺的运用得到显著发展。随之而来的是废弃反渗透膜逐年增加：1990年仅为200吨左右，而到2015，这一数据可达120,000吨。芳香族聚酰胺类苦咸水和海水淡化膜由三层不同材料通过界面聚合法制备：聚酰胺表面活性皮层／聚砜支撑层／聚酯类无纺布。在海水淡化中，一旦脱盐率较原始值有所下降(如对脱盐率从99.5％下降到约96％)时便需进行更换。由于反渗透过程的产水量低，其所需数量也较多：对产水仅为1000吨／天的海水淡化厂，约需8英寸膜组件100根。但从实际运用来看，反渗透膜材料可使用5-10年(一般5年即淘汰)，这意味着大量废弃反渗透膜仍具有利用价值。如何再次实现使用价值，是实现膜技术可持续性发展的重要课题。

从A.Ghosh和E.Hoek的研究可知(A.Ghosh，E.Hoek.J.Membr.Sci.，2009，336：140-148.)，聚砜支撑层／聚酯类无纺布结构具有典型的超滤膜特征。将反渗透膜表面分离层氧化分解以转化为超滤膜再利用，这一思路主要受启发于聚酰胺表面活性皮层易被灭菌过程中添加的游离氯(一般要求<0.1ppm)氧化。对聚酰胺分子结构，其酰胺基团较为活泼，易与氧化剂如H₂O₂、NaOH、NaClO(HClO)、KMnO₄等发生反应。目前，对氧化反应的机理并未有全面而精确的阐述，仅Alice Antony等(A.Antony,R.Fudianto，S.Cox，et al.J.Membr.Sci.，2010，347：159-164)在研究灭菌产生的次氯酸(HClO)与聚酰胺的作用机理中阐述了以下过程：如图1所示，HClO首先攻击酰胺基团上的H原子，发生酰氯化反应，然后继续攻击芳环上的H原子，发生氯化取代反应。Alice Antony认为，这两次氯化反应弱化了聚酰胺分子间的氢键作用，从而导致反渗透膜表面皮层失效。当前，国内还未出现相关研究报道，该方法的提出具有创新性，对未来废弃反渗透膜的再利用具有很好的借鉴意义。

因此，需要提供一种回收利用废旧聚酰胺类反渗透膜的方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决该问题，本发明公开了一种回收利用废旧聚酰胺类反渗透膜的方法，其要点在于氧化剂选择、氧化剂溶液浓度、氧化处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)首先拆解BW30卷式膜组件，截取所需面积的膜浸泡于去离子水中24h，取出后置于室温条件下备用；

(2)取一定量的氧化剂与去离子水配制成不同浓度的氧化剂溶液备用；

(3)将备用膜放入定制膜组件中，采用蠕动泵将氧化剂溶液以20ml／min的流量通过膜表面，循环处理0.5-8h后将膜取出，超声清洗5min，去离子水中浸泡3h备用；

(4)氧化处理过程的强化：将膜组件放入超声波场中，其它同步骤(3)，处理时间降至20min；

步骤(3)与步骤(4)为两种不同的氧化处理方法，非顺承步骤，该表面氧化法仅针对聚酰胺类反渗透膜。

较佳地：本发明的优势在于：(1)氧化法可除去废弃反渗透膜的表面聚酰胺活性皮层和污染层；(2)超声波能强化该氧化过程，大大缩短反应时间；(3)获得的氧化聚酰胺反渗透膜具有典型的超滤膜特征；(4)选用氧化剂及氧化再生流程经济可行，可适用于大规模废弃反渗透膜的再生需求。

较佳地：一种回收利用废旧聚酰胺类反渗透膜的方法，该方法制备过程包括：首先需配制一定浓度的氧化剂溶液(选用NaClO和KMnO₄)，在设计好的膜组件内，使氧化剂溶液以错流方式通过膜表面，采用设定流量，使氧化剂溶液与膜表面接触0.5-8h，为强化氧化反应，减少接触时间，本发明将膜组件置于超声波环境中进行了处理，本过程仅适用于对聚酰胺类反渗透膜进行处理，氧化后反渗透膜具备典型的超滤膜特征，该方法简单稳定，经济有效，有助于进一步降低膜分离技术在水处理上的成本，实现膜分离技术的可持续性发展。

本发明的有益效果为：

本发明简单稳定，经济有效，有助于进一步降低膜分离技术在水处理上的成本，实现膜分离技术的可持续性发展。

结合以下详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

图1为本发明次氯酸与聚酰胺的作用机理示意图；