CN102974221A - 一种控制反渗透膜表面电位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：使用浓度为10～10000ppm的NaClO对反渗透膜进行氧化处理，处理时间不少于0.1h；主要包括以下步骤：（1）配制浓度为10～10000ppm的NaClO溶液；（2）将反渗透膜片置于NaClO溶液中浸泡，浸泡时间不少于0.1h；（3）浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；（4）反渗透膜表面电位用电势仪进行测定。本发明可有效控制反渗透膜表面电位，改善了膜面的亲水性，提高了膜片的抗结垢能力，具有效率高、操作容易的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制反渗透膜表面电位的方法。
背景技术
当带电的聚合物渗透过滤器，进入RO装置时，会吸附到RO膜表面上，因为大多数复合膜带负电。一旦带电聚合物吸附到膜表面上，清洗将十分困难。另外，阳离子聚合物也可能与带电的阻垢剂反应生成不溶解的聚合物，污染RO膜。反渗透膜的通量和脱盐与单体浓度、后处理温度以及所使用的溶剂系统之间存在密切联系。抗污染能力则可通过改变膜面的电性能、亲疏水性、光滑度等来调节。
膜表面电位是膜动电现象的一个重要参数，可定量表征膜荷电性能的大小。反渗透膜的膜表面Zeta电位与膜的材质、溶液体系密切相关。一般情况下，高分子膜表面电荷的产生原因有两种：一种是带有荷电基团的高分子膜与水溶液接触时，膜表面带电基团的溶解可以使膜表面获得电荷；另一种是高分子膜吸附溶液中的离子使得固相表面获得正/负净电荷。就高分子膜而言，较高的膜表面Zeta电位，即较高的表面电荷密度，可以增加膜的透水率，增强膜对同性电荷的静电排斥能力，有效防止胶体物质对膜的污染；此外，还可以通过监控Zeta电位的变化来反映膜的污染情况及洗涤效果，从而判定膜需要的清洗时间。因此，首先，膜表面Zeta电位可作为选膜的依据，根据表面电位来选膜，废水中的典型与膜荷电相同，则不易污染膜，反之，则容易污染膜，通量下降很快；其次，膜表面Zeta电位又可以作为污染膜表面的污染程度及清洗效果的定性判断标准；此外，膜表面流动电位还可定性反映膜表面的亲疏水性能。从某个角度来说，若能控制反渗透膜表面电位，则可提高膜通量等性能。
CN1213985A公开了一种反渗透复合膜以及用它进行反渗透处理水的方法，是在由芳香族聚酰胺形成的反渗透膜表面上涂覆如聚乙烯醇（PVA）等，活性分离层的表面Z-电位的等电点pH在6时，通过控制表面电位在±10mv以内，可提供电中性的反渗透膜，可抑制水中具有电荷的膜污染物的静电吸附。该技术方案的操作过程较为复杂，对反渗透膜表面电位的控制效果不够理想。
发明内容
本发明提供了一种控制反渗透膜表面电位的方法，解决了现有技术中的反渗透膜表面电位不易控制的问题。
本发明的技术方案如下所述。
一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：使用浓度为10～10000ppm的NaClO对反渗透膜进行氧化处理，处理时间不少于0.1h。
一种控制反渗透膜表面电位的方法，主要包括以下步骤：
（1）配制浓度为10～10000ppm的NaClO溶液；
（2）将反渗透膜片置于NaClO溶液中浸泡，浸泡时间不少于0.1h；
（3）浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；
（4）用电势仪进行测定反渗透膜表面电位。
所述步骤（1）中NaClO溶液浓度为50～1000ppm。
所述步骤（2）中NaClO溶液每隔24h更换一次，即按照步骤（1）中的要求重新配制。
所述步骤（2）中NaClO溶液的温度为25℃～60℃。
本发明的有益效果：可有效控制反渗透膜表面电位，改善了膜面的亲水性，提高了膜片的抗结垢能力，具有效率高、操作容易的特点。
在本发明中，NaClO是白色极不稳定固体，其水解溶液呈碱性，并缓慢分解为NaCl、NaClO3和O2，受热受光快速分解，具有强氧化性。由于NaClO会随时间逐渐分解，未使用完的漂白水在24小时之后应丢弃，因此，本发明中浸泡膜片的NaClO溶液每隔24小时须更换一次。通过NaClO溶液对反渗透膜膜片的氧化处理，可改变膜片表面电位分布状态，使反渗透膜的水通量和抗污能力提高。本发明使用浓度为10～10000ppm的NaClO溶液，其含有的氯离子，足以除去吸附在膜上的聚合物。在25℃～60℃范围内的NaClO溶液氧化效果较好。由于高浓度次氯酸钠对膜片的氧化作用将严重破坏反渗透膜聚酰胺交联网络结构，带来不利影响，因此使用浓度为50～1000ppm的NaClO溶液有利于保护膜片的聚酰胺交联网络结构。
附图说明
图1为采用本发明实施例3处理后的膜表面电位变化图。
具体实施方式
为了加深对本发明理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
配制浓度为10ppm的NaClO溶液；将反渗透膜片置于25℃的NaClO溶液中浸泡，浸泡时间48h；NaClO溶液每隔24h更换一次，浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；用电势仪进行测定反渗透膜表面电位，并记录下来。
实施例2
配制浓度为50ppm的NaClO溶液；将反渗透膜片置于35℃的NaClO溶液中浸泡，浸泡时间24h；NaClO溶液每隔24h更换一次，浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；用电势仪进行测定反渗透膜表面电位，并记录下来。
实施例3
配制浓度为100ppm的NaClO溶液；将反渗透膜片置于45℃的NaClO溶液中浸泡，浸泡时间10h；浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；用电势仪进行测定反渗透膜表面电位，并记录下来。
实施例4
配制浓度为1000ppm的NaClO溶液；将反渗透膜片置于55℃的NaClO溶液中浸泡，浸泡时间1h；浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；用电势仪进行测定反渗透膜表面电位，并记录下来。
实施例5
配制浓度为10000ppm的NaClO溶液；将反渗透膜片置于65℃的NaClO溶液中浸泡，浸泡时间0.1h；浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；用电势仪进行测定反渗透膜表面电位，并记录下来。
取实施例3所述方法处理的反渗透膜，在1mmol/L KCl溶液中用zeta电势仪进行对反渗透膜片氧化后在不同时间，尤其是处理后2h、4h和5h的表面电位的测定，测试温度为23℃±1℃，系统压力为300mbar，制作表面电位变化图，见图1，测定结果见表1。
表1反渗透膜片氧化后的表面电位
| 时间（h） | 0 | 2 | 4 | 5 |
| 表面电位(mv) | -15.509 | -17.033 | -25.875 | -33.605 |
结合表1和图1可知，采用本发明方法处理后的反渗透膜，其表面电位在经过处理后2h之内，反渗透膜膜面的zeta电势几乎维持不变，与处理前一致，且均为负值；待2～3h之后，才开始明显下降。在短时间内，次氯酸氧化处理可以有效提升膜面的负电性和反渗透膜通量。这说明本发明方法具有一定的控制反渗透膜表面电位的作用，可以提高反渗透膜表面稳定性，进而提高反渗透膜的水通量和抗污染能力。
Claims (5)
1.一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：使用浓度为10～10000ppm的NaClO对反渗透膜进行氧化处理，处理时间不少于0.1h。
2.根据权利要求1所述的一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
（1）配制浓度为10～10000ppm的NaClO溶液；
（2）将反渗透膜片置于NaClO溶液中浸泡，浸泡时间不少于0.1h；
（3）浸泡完成后用去离子水将反渗透膜清洗干净；
（4）用电势仪进行测定反渗透膜表面电位。
3.根据权利要求1所述的一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（1）中NaClO溶液浓度为50～1000ppm。
4.根据权利要求1所述的一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（2）中NaClO溶液每隔24h更换一次，即按照步骤（1）中的要求重新配制。
5.根据权利要求1所述的一种控制反渗透膜表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（2）中NaClO溶液的温度为25℃～60℃。
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