CN115105959A - 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 - Google Patents
废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115105959A CN115105959A CN202110304018.0A CN202110304018A CN115105959A CN 115105959 A CN115105959 A CN 115105959A CN 202110304018 A CN202110304018 A CN 202110304018A CN 115105959 A CN115105959 A CN 115105959A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- modifier
- membrane element
- reverse osmosis
- dimethylaminopropyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 35
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- CCMKPCBRNXKTKV-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxy-5-sulfanylidenepyrrolidin-2-one Chemical compound ON1C(=O)CCC1=S CCMKPCBRNXKTKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- -1 amino compound Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 25
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 8
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 7
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PWGJDPKCLMLPJW-UHFFFAOYSA-N 1,8-diaminooctane Chemical compound NCCCCCCCCN PWGJDPKCLMLPJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 4
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 4
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N propylenediamine Chemical compound CC(N)CN AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HLWRUJAIJJEZDL-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O HLWRUJAIJJEZDL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 13
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/168—Use of other chemical agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及水处理技术领域，公开了一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，该方法包括：(1)采用含有氧化剂的溶液对废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡，得到第一浸泡物；(2)采用含有修饰剂I的溶液a对所述第一浸泡物进行第二循环浸泡，得到第二浸泡物；将所述第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡，得到纳滤膜元件；所述溶液c为含有修饰剂I的溶液a和含有修饰剂II的溶液b的混合液；其中，所述修饰剂I包括1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺；或者1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基硫代琥珀酰亚胺；所述修饰剂II为氨基类化合物。本发明提供的方法能够得到分离性能更好的纳滤膜元件。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法。
背景技术
反渗透是水处理工艺中常用的技术之一，反渗透膜在长期运行过程中，膜表面会不可避免的被胶体、微生物、杂质颗粒及难溶盐类等物质污染，从而造成膜性能的下降，具体表现为较低的产水流量或较高的溶质透过率或供给水和浓水之间的压差增大等。因此对于受污染的反渗透膜进行及时的清洗是很必要的，但是物理清洗或化学清洗只是缓解膜元件的污染，当清洗多次后膜性能会出现无法恢复的现象，就需要定期更换膜元件。目前膜元件的寿命一般为3-5年，而在工业废水处理领域，由于水质复杂、有机物含量高，其寿命更短，往往只有1-3年。
目前对于废旧反渗透膜常见的处理方式是对废旧膜进行再生利用，例如对废旧反渗透膜做一定处理后作纳滤膜使用，但再生的纳滤膜对一价阳离子和二价阳离子的分离性能较差，使用寿命短。
因此，有必要提供一种新的废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有利用废旧反渗透膜元件制备的纳滤膜存在对一价阳离子和二价阳离子的分离性能较差的问题，提供一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，该方法能够显著提高再生纳滤膜对一价阳离子和二价阳离子的分离性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，该方法包括：
(1)采用含有氧化剂的溶液对废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡，得到第一浸泡物；
(2)采用含有修饰剂I的溶液a对所述第一浸泡物进行第二循环浸泡，得到第二浸泡物；将所述第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡，得到纳滤膜元件；所述溶液c为含有修饰剂I的溶液a和含有修饰剂II的溶液b的混合液；
其中，所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺；所述修饰剂II为氨基类化合物。
通过上述技术方案，本发明通过先采用含有氧化剂的溶液对废旧反渗透膜元件进行氧化，然后采用包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺的溶液对废旧反渗透膜元件进行处理，然后再采用包括上述物质和氨基类化合物的混合溶液对废旧反渗透膜元件进行再处理得到的纳滤膜元件具有更好的分离一价阳离子和二价阳离子的性能。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
目前利用废旧反渗透膜制备纳滤膜的方法中，主要是用氧化剂对废旧反渗透膜直接进行氧化处理，得到具有一定纳滤性能的膜元件，但这种未经修饰的膜元件极易被再次污染，影响膜元件的再生寿命；或者是将废旧反渗透膜经氧化处理后再浸泡在含胺溶液中，但这种方法使含胺溶液仅在膜表面形成物理作用，当膜元件在长期运行使用过程中，该修饰层极易被化学清洗掉，从而影响膜元件的再生使用。为了解决上述问题，本发明的发明人在研究中发现，通过先用氧化剂对废旧反渗透膜进行氧化处理，然后用包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺的溶液对废旧反渗透膜元件进行浸泡用于活化膜表面裸露的羧基基团，然后再用包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺，以及氨基类化合物的混合溶液对上述废旧反渗透膜元件进行浸泡，能够有效改善膜结构，从而获得分离性能(分离一价阳离子和二价阳离子)更好的纳滤膜元件。
如前所述，本发明提供一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，该方法包括：
(1)采用含有氧化剂的溶液对废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡，得到第一浸泡物；
(2)采用含有修饰剂I的溶液a对所述第一浸泡物进行第二循环浸泡，得到第二浸泡物；将所述第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡，得到纳滤膜元件；所述溶液c为含有修饰剂I的溶液a和含有修饰剂II的溶液b的混合液；
其中，所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺；所述修饰剂II为氨基类化合物。
本发明对所述废旧反渗透膜元件的来源没有特别的限定，可采用任何水处理工艺中产生的废旧反渗透膜元件，优选采用聚酰胺类反渗透膜元件。
在本发明的一些实施例中，优选地，步骤(2)中，当所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺时，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为1：0.3-1，优选为1：0.5-0.7。在该种优选情况下，能够进一步提高对膜表面裸露基团的活化效果，从而提高纳滤膜的分离性能。
在本发明的一些实施例中，优选地，步骤(2)中，当所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺时，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基硫代琥珀酰亚胺的质量比为1：0.5-1.5，优选为1：0.9-1.3。在该种优选情况下，能够进一步提高对膜表面裸露基团的活化效果，从而提高纳滤膜的分离性能。
在本发明的一些实施例中，优选地，步骤(2)中，所述氨基类化合物选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、3,3'-二氨基二丙胺、壳聚糖和季铵盐壳聚糖中的至少一种。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤(2)中，所述氨基类化合物选自1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、聚乙烯亚胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、壳聚糖和季铵盐壳聚糖中的至少一种，这样更有利于氨基与膜表面活化的羧基基团发生反应形成化学键，更好的改善膜结构，从而获得分离性能更好的纳滤膜。
根据本发明一种更优选的实施方式，步骤(2)中，所述氨基类化合物选自1,4-丁二胺、1,6-己二胺、聚乙烯亚胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和季铵盐壳聚糖中的至少一种，这样能够进一步获得分离性能更好的纳滤膜。
在本发明的一些实施例中，优选地，通过控制修饰剂I与修饰剂II的质量比在适宜的范围内，能够获得分离性能更好的纳滤膜元件，优选地，步骤(2)中，所述溶液c中，修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.3-4，优选为1：0.6-2。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤(2)中，所述溶液c通过向前述溶液a中进一步加入溶液b得到。在该种优选情况下，能够进一步提高纳滤膜的分离性能。
本发明对所述溶液a中修饰剂I的浓度选择范围较宽，优选地，步骤(2)中，所述溶液a中修饰剂I的浓度为0.2-6wt％，优选为0.5-5wt％。
本发明对所述溶液b中修饰剂II的浓度选择范围较宽，优选地，步骤(2)中，所述溶液b中修饰剂II的浓度为0.05-5wt％，更优选为1-5wt％。
本发明对步骤(1)中所述含有氧化剂的溶液的浓度选择范围较宽，优选地，所述含有氧化剂的溶液的浓度为0.02-1wt％。
本发明对所述氧化剂没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，优选地，所述氧化剂选自高锰酸钾、过氧化氢和次氯酸钠中的至少一种。
本发明对所述第一循环浸泡、第二循环浸泡和第三循环浸泡的时间没有特别的限定，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择，优选地，所述第一循环浸泡的时间为30min-6h，所述第二循环浸泡的时间为10min-1h，所述第三循环浸泡的时间为30min-24h。
在本发明的一些实施例中，优选地，该方法还包括：在所述第一循环浸泡之前，采用清洗液对废旧反渗透膜元件进行清洗，然后水洗。本发明通过采用清洗液对废旧反渗透膜元件进行清洗，能够洗掉附着在反渗透膜表面的污染物。
本发明对所述清洗液的浓度选择范围较宽，优选地，所述清洗液的浓度为0.01-3wt％。
本发明对所述清洗液没有特别的限定，优选地，所述清洗液为pH＝2-4的盐酸溶液、柠檬酸溶液或磷酸溶液；或者所述清洗液为pH＝10-12的氢氧化钠溶液、氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液、氢氧化钠与乙二胺四乙酸钠盐混合液中的一种。
本发明对所述清洗时间没有特别的限定，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择，优选地，所述清洗的时间为20min-4h。
根据本发明，该方法还包括；将经第三循环浸泡后得到的第三浸泡物进行水洗，然后得到纳滤膜元件。
为了清楚地描述本发明所述废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，以下提供一种优选的具体实施方式进行说明：
(1)采用浓度为0.01-3wt％的清洗液对废旧反渗透膜元件清洗20min-4h，然后水洗；
(2)采用含有氧化剂的溶液(氧化剂选自高锰酸钾、过氧化氢和次氯酸钠中的至少一种、浓度为0.02-1wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡30min-6h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I的浓度为0.5-5wt％)对所述第一浸泡物进行第二循环浸泡10min-1h，得到第二浸泡物；其中，所述修饰剂I包括质量比为1：0.5-0.7的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者质量比为1：0.9-1.3的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基硫代琥珀酰亚胺；
向所述含有修饰剂I的溶液a中加入含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II的浓度为1-5wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.6-2，其中，所述修饰剂II为氨基类化合物，然后将所述第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡30min-24h，水洗，得到纳滤膜元件。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均可从商业渠道获得。
实施例1
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝11的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗2h，然后水洗；
(2)采用含有高锰酸钾的溶液(浓度为0.2wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡1h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I包括质量比为1：0.52的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，浓度为1.52wt％)对第一浸泡物进行第二循环浸泡30min，得到第二浸泡物；
向溶液a中加入含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.99，然后将第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡12h，水洗，得到纳滤膜元件。
实施例2
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝10.5的氢氧化钠与乙二胺四乙酸四钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗3h，然后水洗；
(2)采用含有次氯酸钠的溶液(浓度为0.5wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡5h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I包括质量比为1：1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺，浓度为2wt％)对第一浸泡物进行第二循环浸泡1h，得到第二浸泡物；
向溶液a中加入含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.75，然后将第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡8h，水洗，得到纳滤膜元件。
实施例3
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比改变为1：0.8，得到纳滤膜元件。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，用1,8-辛二胺代替聚乙烯亚胺，得到纳滤膜元件。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，用二乙烯三胺代替聚乙烯亚胺，得到纳滤膜元件。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，向溶液a中加入含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为0.76wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.5，得到纳滤膜元件。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，用二乙醇胺代替聚乙烯亚胺，得到纳滤膜元件。
实施例8
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，用三甲基胺代替聚乙烯亚胺，得到纳滤膜元件。
实施例9
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，用氨代替聚乙烯亚胺，得到纳滤膜元件。
实施例10
按照实施例2的方法，不同的是，步骤(3)中，将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基硫代琥珀酰亚胺的质量比改变为1：0.8，得到纳滤膜元件。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，不包括采用含有修饰剂I的溶液a对第一浸泡物进行浸泡的步骤，具体为：
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝11的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗2h，然后水洗；
(2)采用含有高锰酸钾的溶液(浓度为0.2wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡1h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)对第一浸泡物循环浸泡12h，水洗，得到纳滤膜元件。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，直接采用溶液c对废旧反渗透膜元件进行浸泡，具体为：
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝11的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗2h，然后水洗；
(2)采用含有高锰酸钾的溶液(浓度为0.2wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡1h，得到第一浸泡物；
(3)向含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I包括质量比为1：0.52的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，浓度为1.52wt％)中加入含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.99，然后将第一浸泡物用溶液c循环浸泡12h，水洗，得到纳滤膜元件。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，步骤(3)中，先采用含有修饰剂I的溶液a进行浸泡，然后再采用含有修饰剂II的溶液b进行浸泡，具体为：
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝11的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗2h，然后水洗；
(2)采用含有高锰酸钾的溶液(浓度为0.2wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡1h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I包括质量比为1：0.52的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，浓度为1.52wt％)对第一浸泡物进行第二循环浸泡30min，得到第二浸泡物；
然后采用含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)对第二浸泡物循环浸泡12h，水洗，得到纳滤膜元件。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，将步骤(3)中的浸泡顺序互换，具体为：
(1)采用浓度为0.01wt％的pH＝11的氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液对废旧反渗透膜元件清洗2h，然后水洗；
(2)采用含有高锰酸钾的溶液(浓度为0.2wt％)对步骤(1)得到的废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡1h，得到第一浸泡物；
(3)采用含有修饰剂II的溶液b(修饰剂II为聚乙烯亚胺，浓度为1.5wt％)对第一浸泡物进行第二循环浸泡30min，得到第二浸泡物；
向溶液b中加入含有修饰剂I的溶液a(修饰剂I包括质量比为1：0.52的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，浓度为1.52wt％)使得到的溶液c中修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.99，然后将第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡12h，水洗，得到纳滤膜元件。
测试例
采用膜元件测试系统对上述实施例和对比例制备得到的纳滤膜元件进行膜分离性能的评价，主要通过通量和截留率来衡量，评价结果列于表1中。
操作条件包括：进料液分别为2000ppm的NaCl溶液和2000ppm的MgCl2溶液，操作压力为1.0MPa，操作温度为25℃。
其中，通量是指单位时间单位有效膜面积透过的渗透液体积，通量由以下公式计算得到：
式中，J：通量，单位为L·m-2·h-1；F：产水流量，单位为L·h-1；A：膜元件有效面积，单位为m2。
截留率是指被截留物质的浓度占进料液浓度的百分率，截留率由以下公式计算得到：
式中，R：截留率，％；CP：渗透液浓度，单位为g·L-1；Cf：进料液浓度，单位为g·L-1。
表1
| 实例编号 | R(NaCl)/％ | F/L·m<sup>-2</sup>·h<sup>-1</sup> | R(MgCl<sub>2</sub>)/％ | F/L·m<sup>-2</sup>·h<sup>-1</sup> |
| 实施例1 | 80.2 | 46 | 96.5 | 48.2 |
| 实施例2 | 81.5 | 47.1 | 95.2 | 49.4 |
| 实施例3 | 84.1 | 46.2 | 94.7 | 47.0 |
| 实施例4 | 86.0 | 52.2 | 93.8 | 53.1 |
| 实施例5 | 86.3 | 49.4 | 93.5 | 48.6 |
| 实施例6 | 83.6 | 45.5 | 94.0 | 46.0 |
| 实施例7 | 83.2 | 53.4 | 87.1 | 54.2 |
| 实施例8 | 85.4 | 51.7 | 89.6 | 52.0 |
| 实施例9 | 84.1 | 52.2 | 88.4 | 51.7 |
| 实施例10 | 83.2 | 42.0 | 93.4 | 43.1 |
| 对比例1 | 88.8 | 50.2 | 93.0 | 51.3 |
| 对比例2 | 89.1 | 51.0 | 92.6 | 51.7 |
| 对比例3 | 89.0 | 50.3 | 93.1 | 50.9 |
| 对比例4 | 88.7 | 51.2 | 93.2 | 51.5 |
| 废旧反渗透膜元件 | 90.3 | 43.9 | 82.2 | 46.2 |
从表1的结果可以看出，本发明提供的纳滤化再生方法即通过先采用包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺的溶液对废旧反渗透膜元件进行处理，然后再采用包括上述物质和氨基类化合物的混合溶液对废旧反渗透膜元件进行再处理得到的纳滤膜元件能够更好的分离一价阳离子和二价阳离子，膜分离性能更好。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法，其特征在于，该方法包括：
(1)采用含有氧化剂的溶液对废旧反渗透膜元件进行第一循环浸泡，得到第一浸泡物；
(2)采用含有修饰剂I的溶液a对所述第一浸泡物进行第二循环浸泡，得到第二浸泡物；将所述第二浸泡物用溶液c进行第三循环浸泡，得到纳滤膜元件；所述溶液c为含有修饰剂I的溶液a和含有修饰剂II的溶液b的混合液；
其中，所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；或者1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺；所述修饰剂II为氨基类化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，当所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺时，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为1：0.3-1，优选为1：0.5-0.7。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，当所述修饰剂I包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺时，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐与N-羟基硫代琥珀酰亚胺的质量比为1：0.5-1.5，优选为1：0.9-1.3。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述氨基类化合物选自乙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、3,3'-二氨基二丙胺、壳聚糖和季铵盐壳聚糖中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(2)中，所述氨基类化合物选自1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、聚乙烯亚胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、壳聚糖和季铵盐壳聚糖中的至少一种；
优选地，所述氨基类化合物选自1,4-丁二胺、1,6-己二胺、聚乙烯亚胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和季铵盐壳聚糖中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述溶液c中，修饰剂I与修饰剂II的质量比为1：0.3-4，优选为1：0.6-2。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述溶液a中修饰剂I的浓度为0.2-6wt％，优选为0.5-5wt％；
优选地，所述溶液b中修饰剂II的浓度为0.05-5wt％，更优选为1-5wt％。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述含有氧化剂的溶液的浓度为0.02-1wt％；
优选地，所述氧化剂选自高锰酸钾、过氧化氢和次氯酸钠中的至少一种。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：在所述第一循环浸泡之前，采用清洗液对废旧反渗透膜元件进行清洗，然后水洗。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述清洗液的浓度为0.01-3wt％；
优选地，所述清洗液为pH＝2-4的盐酸溶液、柠檬酸溶液或磷酸溶液；或者所述清洗液为pH＝10-12的氢氧化钠溶液、氢氧化钠与十二烷基苯磺酸钠混合液、氢氧化钠与乙二胺四乙酸钠盐混合液中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110304018.0A CN115105959B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110304018.0A CN115105959B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115105959A true CN115105959A (zh) | 2022-09-27 |
| CN115105959B CN115105959B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=83323455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110304018.0A Active CN115105959B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115105959B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116139698A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-05-23 | 北京纳思利万环保科技有限公司 | 一种反渗透膜的制备方法 |
| WO2024148902A1 (zh) * | 2023-01-10 | 2024-07-18 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种废旧反渗透膜的修复及难溶污染物去除方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059056A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-05-18 | 浙江理工大学 | 一种废弃反渗透膜元件的纳滤化再生方法 |
| JP2015029926A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | Dic株式会社 | 中空糸膜への樹脂化合物の固定化方法 |
| CN104815567A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-05 | 天津大学 | 一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法 |
| CN105457509A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-06 | 浙江大学 | 耐氯性能可再生的聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法 |
| CN111434375A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 清华大学 | 表面带正电的聚酰胺反渗透膜及其制备方法和应用 |
| CN111495203A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-07 | 天津工业大学 | 一种将废弃反渗透膜转化为纳滤或超滤用膜的方法 |
-
2021
- 2021-03-22 CN CN202110304018.0A patent/CN115105959B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102059056A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-05-18 | 浙江理工大学 | 一种废弃反渗透膜元件的纳滤化再生方法 |
| JP2015029926A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | Dic株式会社 | 中空糸膜への樹脂化合物の固定化方法 |
| CN104815567A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-05 | 天津大学 | 一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法 |
| CN105457509A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-04-06 | 浙江大学 | 耐氯性能可再生的聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法 |
| CN111434375A (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 清华大学 | 表面带正电的聚酰胺反渗透膜及其制备方法和应用 |
| CN111495203A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-07 | 天津工业大学 | 一种将废弃反渗透膜转化为纳滤或超滤用膜的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡裕滔: ""基于 EDC\\s-NHS 调控聚酰胺反渗透膜表面物理化学性质及性能修复的探究"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）工程科技I辑》, pages 31 - 35 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116139698A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-05-23 | 北京纳思利万环保科技有限公司 | 一种反渗透膜的制备方法 |
| CN116139698B (zh) * | 2022-12-02 | 2024-03-12 | 北京纳思利万环保科技有限公司 | 一种反渗透膜的制备方法 |
| WO2024148902A1 (zh) * | 2023-01-10 | 2024-07-18 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种废旧反渗透膜的修复及难溶污染物去除方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115105959B (zh) | 2023-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Effect of hypochlorite cleaning on the physiochemical characteristics of polyvinylidene fluoride membranes | |
| CN108325389B (zh) | 一种吖内酯基聚酰胺膜及其制备方法 | |
| CN111514769B (zh) | 一种耐氯抗污染软水用纳滤膜及其制备方法 | |
| CN115105959A (zh) | 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 | |
| EP2046489A1 (en) | Improved monopersulfate treatment of membranes | |
| Du et al. | Pervaporation-assisted desalination of seawater reverse osmosis brine | |
| CN115105963B (zh) | 用于废旧反渗透膜元件的修复剂及修复方法 | |
| CN112473390A (zh) | 超滤膜清洗剂及其清洗方法 | |
| CN102814126A (zh) | 一种高通量抗氧化纳滤膜的制备方法 | |
| CN114917776A (zh) | 一种高通量抗菌反渗透膜及其制备方法与应用 | |
| CN115155322A (zh) | 一种聚酰胺反渗透膜在线修复剂及其制备、修复方法 | |
| TW201703847A (zh) | 水中微粒子之去除裝置及超純水製造‧供給系統 | |
| Bellona | Nanofiltration–theory and application | |
| CN102389718A (zh) | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 | |
| CN115105961B (zh) | 废旧反渗透膜元件的纳滤化再生方法 | |
| KR101197022B1 (ko) | 역세척이 가능한 역삼투 수처리 설비 | |
| Oh et al. | Effect of ozone on microfiltration as a pretreatment of seawater reverse osmosis | |
| Li et al. | A pilot-scale study of backwashing ultrafiltration membrane with demineralized water | |
| Zhang et al. | Fluidized bed magnetic ion exchange (MIEX®) as pre-treatment process for a submerged membrane reactor in wastewater treatment and reuse | |
| JP6673470B2 (ja) | 膜用水処理薬品及び膜処理方法 | |
| Koo et al. | Chemical cleaning of nanofiltration membranes fouled by organic matters | |
| CN113797774B (zh) | 一种抗菌反渗透复合膜及其制备方法 | |
| CN110624419B (zh) | 一种反渗透膜环保再生利用方法 | |
| CN106045156A (zh) | 一种纳滤膜中央净水处理系统及处理方法 | |
| CN115105960B (zh) | 废旧反渗透膜元件的修复方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |