[发明专利]一种盐染分离纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种盐染分离纳滤膜及其制备方法和应用。本发明以超滤膜作为基膜，以2,2’‑双磺酸基联苯胺作为水相单体，均苯三甲酰氯作为有机相单体溶于有机溶剂中，通过水相‑有机相界面聚合的方法制备得到聚酰胺选择层。本发明通过单体浓度、聚合时间、pH等的调节，得到了具有合适荷电性和适当膜孔径的纳滤膜，依靠道南效应和孔径筛分作用，对染料和无机盐进行分离处理，可以有效截留有机大分子染料的同时，较大程度的使无机盐离子通过；与传统商用膜相比，耗水量大大减小，操作时间也明显缩短。此外，本发明制得的纳滤膜具有较高的机械强度、较好的稳定性以及易清洗等优点，能够有效地实现盐染废水处理。

技术领域

本发明属于纳滤膜制备技术领域，涉及一种盐染分离纳滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

工业废水已成为最主要的水污染来源，尤其是印染废水。数据表明，生产1t染料需要耗费200-350m³纯水，从而产生大量的印染废水，对环境造成了巨大的危害。印染废水具有高盐度(NaCl：6.0wt％，Na₂SO₄：5.6wt％)、高COD、高色度等特点，染料和盐的回收利用不仅可以显著降低染料的制备与盐的浪费，也可以大大降低废水对环境的污染与危害，但是很多印染废水处理工艺(如吸附、沉降、生物降解、氧化等)主要是除去染料或者破坏染料结构，很难达到染料与无机盐的重复使用与回收，因此需要寻找其他处理工艺来实现贵重或有害资源的回收或再利用。

目前膜法分离被用于染盐废水的分离和回用，其中致密超滤膜、疏松纳滤膜以及正渗透膜经常被用在膜法分离印染废水中。纳滤膜是介于超滤与反渗透间的，截留分子量200-1000Da的一种以聚酰胺选择层为主的膜。为了获得更多的附属品或者更纯净的回收物，通常会选择膜法与其他工艺联用，如纳滤-双极膜电渗析(NF-BMED)联用技术，回收染料的同时，清洁生产酸和碱等。但膜法也存在着很多不足，比如非对称膜容易造成浓差极化现象，分离过程中通量不大，渗滤过程中纯水损耗量过大等。大规模推广膜法分离印染废水，需要重点解决浓差极化、通量过小、耗水过大、不易清洗等问题。现有方法常利用商用膜对染盐废水进行分离处理。林久养等利用商用膜Sepro NF 6、Sepro NF 2A对不同染料(DR80、DR 23、CR)和盐(NaCl)的混合溶液进行了分离处理，发现这些商用膜对染料有很好的截留(99.9％)，但盐的透过能力一般，容易造成浓差极化现象，导致处理过程中耗水，耗能比较严重(Lin,J.Y et.al.J.Memb.Sci.2015)。王展等利用疏松纳滤膜对染盐废水分离，对甲基蓝和刚果红的截留达到97.3％、97.1％，有较好的染料截留能力，但分离过程中通量较小，用时较长，膜清洗并且只对低浓度染料进行研究(Wang,Z et.al.J.Memb.Sci.2016)。

发明内容

针对常规印染废水分离过程中纳滤技术通量小，用时长，耗水多，清洗难等问题，本发明提供了一种盐染分离纳滤膜的制备方法，该方法以2,2’-双磺酸基联苯胺(BDSA)作为水相单体，均苯三甲酰氯(TMC)作为有机相单体溶于有机溶剂中，得到聚酰胺选择层。

本发明的技术方案如下：

一种盐染分离纳滤膜的制备方法，以超滤膜作为基膜，通过水相-油相界面聚合的方法制备，具体步骤如下：

步骤1，配制浓度为0.1-0.5wt％的2,2’-双磺酸基联苯胺(BDSA)溶液作为水相溶液，加入碱性试剂调节pH为10-11，将水相溶液倾倒至基膜表面并完全浸润2～5min，去除基膜表面多余的水相溶液；

步骤2，将均苯三甲酰氯(TMC)溶于有机溶剂中，配制浓度为0.05-0.20wt％的均苯三甲酰氯有机相溶液，将均苯三甲酰氯有机相溶液倾倒至步骤1处理后的膜表面并完全浸润，浸润时间不超过60s，去除膜表面多余的有机相溶液，待有机溶剂挥发完全后，将盐染分离纳滤膜置于水中保存。

所述的基膜为聚醚砜(PES)或聚砜(PSF)超滤膜。