一种反渗透膜原位修复试剂与反渗透膜原位修复方法

本发明涉及反渗透，尤其是指一种反渗透膜原位修复试剂与反渗透膜原位修复方法。

背景技术：

1、近年来，反渗透技术在水处理领域得到广泛应用，但反渗透膜易氧化损伤，导致膜分离性能劣化等问题，已经成为制约其进一步发展与应用的主要瓶颈。尽管已开发出具有一定耐氧化能力的反渗透膜，但长时间使用仍会发生氧化降解和性能衰减。据估算，一般反渗透膜元件使用3至5年后需要更换新膜，但是直接更换反渗透膜会带来环境污染和资源浪费问题。而对性能劣化或废弃的反渗透膜进行修复处理可以恢复分离性能，延长使用寿命，降低更换成本并减少环境污染。

2、在膜修复研究中，多通过表面改性法（包括涂覆与化学接枝）对性能劣化的反渗透膜进行修复。此方法常常仅适用于特定脱盐率的反渗透膜修复，鲜有能够适用于劣化程度、脱盐率不同的反渗透膜修复试剂和方法。因此，亟需开发适用于劣化程度不同的反渗透膜修复试剂和方法，将脱盐率不同的劣化或废弃反渗透膜修复至脱盐率与原膜相近的水平，同时保证修复反渗透膜具有较好的水渗透率。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提供了一种反渗透膜原位修复试剂与反渗透膜原位修复方法。将脱盐率不同的劣化或废弃反渗透膜修复至脱盐率与原膜相近的水平。

2、本发明的第一个目的在于提供一种反渗透膜原位修复试剂，包括修复剂a和修复剂b，以质量份数计，所述修复剂a的组成：具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液50～80份、去离子水（去离子）20～50份，ph值为7.0～8.5；

3、所述修复剂b的组成：三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液0.5～5份、去离子水95～99.5份，ph值为8.5～10.0。

4、在本发明的一些实施例中，所述具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液通过以下方法制备得到：

5、s1、将盐酸多巴胺、儿茶酚、鞣酸和去离子水配成混合溶液，超声处理，通非活性气体除氧并持续搅拌；

6、s2、将步骤s1所得除氧并搅拌后的混合溶液静置，且每隔4～8 h向混合溶液中加入盐酸多巴胺、儿茶酚及鞣酸，混合后超声处理，通非活性气体去除氧，恒温得到所述具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液。

7、在本发明的一些实施例中，步骤s1中，所述盐酸多巴胺的用量为0.05～0.5份、儿茶酚的用量为0.05～0.5份、鞣酸的用量为0.05～0.5份和去离子水的用量为100份。

8、在本发明的一些实施例中，步骤s2中，混合溶液的静置温度为20～25℃；

9、所述盐酸多巴胺的用量为0.05～0.5份、儿茶酚的用量为0.05～0.5份、鞣酸的用量为0.05～0.5份和去离子水的用量为100份；

10、所述恒温的温度为20～25℃，恒温时间为24~36 h。

11、所述非活性气体选自氮气和/或氩气。

12、优选地，所述具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液的具体制备步骤：

13、先将0.05～0.5份盐酸多巴胺、0.05～0.5份儿茶酚、0.05～0.5份鞣酸和100份去离子水配成初始混合溶液，超声处理，通氮气除氧，维持混合溶液温度为20～25℃，进行磁力搅拌，继续通氮气除氧。再将所得溶液在20～25℃温度下静置，且每隔4～8 h后向溶液中加入0.05～0.5份盐酸多巴胺、0.05～0.5份儿茶酚、0.05～0.5份鞣酸，混合后超声处理，通氮气除氧，维持混合溶液温度为20～25℃。24～36 h后得到具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液，并立即使用。

14、在本发明的一些实施例中，修复剂a和修复剂b中ph值的调节剂为氢氧化钠溶液。

15、在本发明的一些实施例中，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的浓度为0.1-2mol/l。

16、本发明的第二个目的在于提供一种反渗透膜原位修复方法，利用所述反渗透膜原位修复试剂进行反渗透膜的原位修复，修复的方法：

17、1）、将酸碱清洗后的反渗透膜用修复剂a过滤，过滤后用去离子水清洗；

18、2）、将步骤1）所得反渗透膜用修复剂b过滤，过滤后用去离子水清洗；

19、3）、重复步骤1）和步骤2）的操作3～5次，然后将反渗透膜浸泡在修复试剂b；

20、4）、用去离子水对步骤3）修复后的反渗透膜进行清洗。

21、在本发明的一些实施例中，修复的具体步骤包括以下步骤：

22、1）、将酸碱清洗后的反渗透膜用修复剂a在压力3～15 bar下过滤3～10 min，过滤温度为20～25℃，过滤后用去离子水清洗5～10 min；

23、2）、将步骤1）所得反渗透膜用修复剂b在压力3～15 bar下过滤3～10 min，过滤温度为20～25℃，过滤后用去离子水清洗5～10 min；

24、3）、重复步骤1）和步骤2）的操作3～5次，然后将反渗透膜浸泡在修复试剂b中12～24 h，浸泡温度为20～30℃；

25、4）、用去离子水对步骤3）修复后的反渗透膜进行清洗，所述清洗时长不小于30min。

26、在本发明的一些实施例中，所述酸碱清洗过程采用酸性清洗液和/或碱性清洗液进行，所述酸性清洗液为盐酸、柠檬酸溶液或草酸溶液中的一种或多种，所述碱性清洗液为氢氧化钠溶液。

27、在本发明的一些实施例中，步骤1）中，所述反渗透膜的脱盐率60~90%。通过本发明上述的反渗透膜修复剂实现对脱盐率不同劣化反渗透膜的修复，使反渗透膜脱盐率恢复到与原膜脱盐率相近的水平。

28、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

29、本发明提供了一种简单、易得、价格低廉的反渗透膜修复剂a和修复剂b来恢复膜的脱盐率，该方法可在原位将脱盐率60~90%的劣化反渗透膜恢复到95%以上，且膜产水通量维持较高水平。

30、本发明的修复方法无需根据反渗透膜的脱盐率来调整实施，修复方法对脱盐率不同的反渗透膜均有优异的修复效果。

31、本发明的修复方法中修复剂a和修复剂b依次使用，修复剂a修复反渗透膜后，在修复剂b的作用下继续反应，协同物理和化学作用，通过小分子填补膜孔，并在填补后通过自聚合反应增强膜修复效果。自聚合反应后的盐酸多巴胺、儿茶酚、鞣酸等先通过物理作用填补在不同大小的膜孔中，再在三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的作用下，加速聚合反应，进一步填补膜孔，使修复效果更稳定。

技术特征：

1.一种反渗透膜原位修复试剂，其特征在于，包括修复剂a和修复剂b，以质量份数计，所述修复剂a的组成：具有自聚合的高分子聚合物的混合溶液50～80份、去离子水20～50份，ph值为7.0～8.5；

2.根据权利要求1所述的反渗透膜原位修复试剂，其特征在于，步骤s2中，混合溶液的静置温度为20～25℃；

3.根据权利要求1所述的反渗透膜原位修复试剂，其特征在于，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的浓度为0.1-2 mol/l。

4.一种反渗透膜原位修复方法，其特征在于，利用权利要求1~3中任一项所述反渗透膜原位修复试剂进行反渗透膜的原位修复。

5.根据权利要求4所述的反渗透膜原位修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的反渗透膜原位修复方法，其特征在于，所述酸碱清洗过程采用酸性清洗液和/或碱性清洗液进行，所述酸性清洗液为盐酸、柠檬酸溶液或草酸溶液中的一种或多种，所述碱性清洗液为氢氧化钠溶液。

7.根据权利要求5所述的反渗透膜原位修复方法，其特征在于，步骤1）中，所述反渗透膜的脱盐率60~90%。

技术总结
本发明公开了一种反渗透膜原位修复试剂与反渗透膜原位修复方法。所述反渗透膜修复剂由修复剂A和修复剂B组成，所述修复剂A为盐酸多巴胺、儿茶酚、鞣酸具有自聚合物高分子聚合物混合溶液；修复剂B为三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液。该修复剂可对脱盐率60~90%的反渗透膜进行原位修复。该方法可将脱盐率60~90%的反渗透膜恢复到脱盐率95%以上，而且修复膜产水通量与原膜产水通量接近。该修复剂成本较低、环境友好、修复效果稳定。

技术研发人员：李雪松,王志伟,毛威,王雪野
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28