[发明专利]一种共混杂化脱硼亲和膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共混杂化脱硼亲和膜及其制备方法，属于水处理领域中复合膜的制备技术。

技术背景

世界淡水资源日益紧缺，海水淡化工业备受人们关注。反渗透方法广泛应用于海水淡化，并在废水处理与资源化、生物制品分离、环境工程、食品、医药等领域得到广泛应用，并已取得了很好的经济和社会效益。但是海水中硼酸的含量为5mg/L左右，远高于世界卫生组织发布的《饮用水水质准则中》规定的硼酸浓度(0.5mg/L)。所以，对于海水淡化过程中如何有效地除硼引起了学者的广泛关注，并在近几年取得了很大的进展。

硼在水体中主要以H₃BO₃和B(OH)₄^-的形式存在，但主要是以H₃BO₃形式存在。H₃BO₃是一种无机弱酸，在冷水中的溶解度很小，加热后，硼酸晶体被破坏，使其溶解度增加，并且随着水蒸气蒸发。另外，pH值对H₃BO₃的存在结构影响严重。

硼具有很高的电离能，原子半径很小。硼(2.0)、氢(2.1)、碳(2.5）三者的电负性较接近，且三种离子间可形成广泛的共价化合物，在海水淡化中，这些共价化合物能以水分子相似的方式通过膜孔。因此，在海水淡化过程中，反渗透（RO）对硼的脱除只能达到85%左右，在实际生产中脱硼率甚至更低。

Busch等人利用Toray公司生产的高效除硼反渗透膜，在研究中进行单级SWRO（Sea water reverse osmosis）海水除硼，结果其产水硼酸浓度超过了WTO规定的标准。说明即使使用高效除硼反渗透膜，仅仅是单级应用根本不能保证其产水符合规定的要求。

唐明林等人用沉淀法收集硼，其回收率大于70%。李刚等通过将石灰乳加到四川威远气田卤水经过制盐后的母液进行硼的提取，其硼酸回收率几乎达到90%，而硼酸的纯度也比较高。但沉淀法适用于硼含量较高的卤水不适用处理硼含量低的水。而且沉淀法中需加入无机酸或无机碱做沉淀剂，其必定会增加废水处理的难度。

N.Kabay等人用TS-I-I0电渗析设备（Tokuyama生产），装配了Neosepta AMX(阴离子交换膜)和CMX(阳离子交换膜)进行了脱硼实验，对实验条件如硼酸浓度、pH、流速等进行了研究。研究显示溶液pH值、半透膜性质、电场、硼酸浓度等都会对脱硼效率产生影响。[0008]闫春燕等用活性炭来去除某海水（4.42mg B/L)中的硼，其产水中硼的质量浓度小于0.3mg/L，符合世界卫生组织(WTO)规定的饮用水标准。但其处理、再生、后处理的费用相对较高，若直接废弃又会对环境造成很大的污染。

离子交换树脂法主要应用于硼酸浓度从1mg/L到100mg/L的溶液体系中，其选择性高、吸附容量大、再生性良好和操作简单，但是，离子交换树脂多为颗粒状，属于填充物，所以其压降大对设备要求高。

电凝法具有适用的pH值范围广，广谱去污性等优点，广泛用于水处理过程。J.-Q.Jiang等人探究了利用电凝法去除废水中硼，其除硼率达68%，远远高于传统水处理除硼效率，且成本较低。因此，电凝法除硼可以取代传统的水处理除硼方法。

反渗透膜的硼脱除率仅在85%左右，而在实际应用中则更低。

聚合物过滤法具有很好的除硼效果，对膜的污染小，提高了分离膜的使用寿命。但是，聚合物在吸附硼酸后，其自身的毒性，以及后处理等问题限制了其应用范围。

亲和膜还处于基础研究阶段。然而，目前选用硼选择性螯合树脂处理亲和膜的方法来提高膜的脱硼率的报道还尚未见到。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有良好的脱硼率的共混杂化脱硼亲和膜。

本发明的第二个目的是提供一种操作简单的共混杂化脱硼亲和膜的制备方法。

本发明的第三个目的是提供第二种具有良好的脱硼率的共混杂化脱硼亲和膜。

本发明的第四个目的是提供第二种操作简单的共混杂化脱硼亲和膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种共混杂化脱硼亲和膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将ZXC700除硼专用树脂研磨成粉，过100-300目筛；