一種控制反滲透膜表面電位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及反滲透水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及的是一種控制反滲透膜表面 電位的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 反滲透技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而 將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽 類、膠體、微生物、有機(jī)物等。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。 可見(jiàn)，反滲透膜是反滲透技術(shù)的核心部件，反滲透水處理的效果與反滲透膜的質(zhì)量直接相 關(guān)。
[0003] 廢水中的大部分有機(jī)物、膠體表面均帶有電荷，這些污染物會(huì)吸附在本身帶負(fù)電 的反滲透膜表面，導(dǎo)致膜片被污染，且不易清洗。另外，陽(yáng)離子聚合物也可能與帶電的阻垢 劑反應(yīng)生成不溶解的聚合物，污染反滲透膜。因此，從這個(gè)方面入手，是一條提高反滲透膜 的通量抗污染能力的途徑，能夠有效增強(qiáng)反滲透膜的使用性能，但是該方向如何實(shí)現(xiàn)，成為 了本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重點(diǎn)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在對(duì)現(xiàn)有反滲透膜的性能提出更高要求的基礎(chǔ)上，我公司技術(shù)人員深入研究，發(fā) 現(xiàn)反滲透膜表面因存在電荷而具有動(dòng)電現(xiàn)象。所謂動(dòng)電現(xiàn)象是指在相互接觸的固一液或 液一液兩相中分別帶有符號(hào)相反的過(guò)剩電荷，則會(huì)由于界面上存在雙電層，在外加電場(chǎng)的 作用下會(huì)發(fā)生兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；反之，若是因外力迫使兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則沿液體運(yùn)動(dòng)方向 會(huì)出現(xiàn)液相中的電勢(shì)(位)差，并引起離子的電迀移。在繼續(xù)對(duì)膜動(dòng)電現(xiàn)象的研究中發(fā)現(xiàn)，膜 表面電位可定量表征膜荷電性能的大小。就高分子膜而言，較高的膜表面Zeta電位，即較 高的表面電荷密度，可增加膜的透水率，增強(qiáng)膜對(duì)同性電荷的靜電排斥能力，有效防止膠體 物質(zhì)對(duì)膜的污染。因此，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變反滲透膜表面的電位可實(shí)現(xiàn)提高反滲透膜抗污 染性能的目的，即膜表面荷電與廢水中的電荷相同，則不易污染膜，反之，則容易污染膜，膜 通量下降很快。
[0005] 基于此，本發(fā)明提供一種基于化學(xué)改性原理的控制反滲透膜表面電位方法，從而 抑制帶電荷污染物在反滲透膜表面的靜電吸附。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種控制反滲透膜表面電位的方法，使用復(fù)合改性試劑對(duì)反滲透膜表面進(jìn)行處理一定 時(shí)間，然后將之放置于自然環(huán)境中進(jìn)行固化反應(yīng)，使反滲透膜表面形成固化的復(fù)合改性涂 層。
[0007] 其中，所述復(fù)合改性試劑由7~20%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、2~15%質(zhì)量百分比的馬 來(lái)酸酐、0. 1~1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和0~3. 8%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成 的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。
[0008] 作為一種優(yōu)選，所述復(fù)合改性試劑由15%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、9%質(zhì)量百分比 的馬來(lái)酸酐、〇. 5%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和1. 9%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成 的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。
[0009] 作為一種優(yōu)選，所述復(fù)合改性試劑由18%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、12%質(zhì)量百分比 的馬來(lái)酸酐、1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。
[0010] 進(jìn)一步地，所述聚乙烯醇的分子量為25~30萬(wàn)，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量為 50~120 萬(wàn)。
[0011] 并且，制備所述復(fù)合改性試劑時(shí)，將所述復(fù)合改性試劑溶質(zhì)的各組分按比例溶解 在溫度為80±3°C的相應(yīng)比例的超純水溶劑中，使用勻速攪拌器按75~150rad/min的速度 對(duì)上述混合溶液攪拌15~25min，使各組分充分混合，形成膠黏狀態(tài)。
[0012] 具體地，所述復(fù)合改性試劑涂覆在反滲透膜表面并將其完全覆蓋，涂覆時(shí)溫度控 制在25±3°C范圍內(nèi)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述復(fù)合改性試劑對(duì)反滲透膜表面的處理時(shí)間為0. 5~20min。
[0014] 并且，所述固化反應(yīng)時(shí)間不低于lh。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 本發(fā)明通過(guò)化學(xué)方法對(duì)反滲透膜表面進(jìn)行改性處理，將反滲透膜表面的Zeta電位控 制在0~-12mv以內(nèi)，能夠有效抑制電荷污染物在反滲透膜表面的靜電吸附，提高反滲透膜 的抗污染性能，同時(shí)還能夠提高反滲透膜表面的親水性，增加膜透水率，并且本發(fā)明構(gòu)思新 穎獨(dú)特，成本低廉，方便實(shí)用，安全高效，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí) 施例。
[0017] 實(shí)施例1 該控制反滲透膜表面電位的方法，使用復(fù)合改性試劑將反滲透膜表面完全涂覆并進(jìn)行 改性處理0.5~20min，其過(guò)程中溫度控制在25±3°C范圍內(nèi)；然后將之放置于自然環(huán)境中進(jìn) 行固化反應(yīng)不低于lh，使反滲透膜表面形成固化的復(fù)合改性涂層。
[0018] 所使用的復(fù)合改性試劑，由7~20%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、2~15%質(zhì)量百分比的馬 來(lái)酸酐、0. 1~1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和0~3. 8%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成 的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。其中，所述聚乙烯醇的分子量為25~30萬(wàn)，所述聚乙 烯吡咯烷酮的分子量為50~120萬(wàn)。
[0019] 該復(fù)合改性試劑制備時(shí)，將上述溶質(zhì)的各組分按比例溶解在溫度為80±3°C的相 應(yīng)比例的超純水溶劑中，使用勻速攪拌器按75~150rad/min的速度對(duì)上述混合溶液攪拌 15~25min，使各組分充分混合，形成膠黏狀態(tài)。即可使用。
[0020] 如此制成的帶有復(fù)合改性涂層的反滲透膜表面光滑度較高，污染物不易附著，耐 腐蝕，親水性好，透水率高，而且膜表面的Zeta電位高，帶電荷污染物不易在其上靜電吸 附。
[0021] 實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 所述復(fù)合改性試劑由15%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、9%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、0. 5%質(zhì) 量百分比的過(guò)氧化異丙苯和1. 9%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超 純水溶劑中制得。
[0022] 實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于： 所述復(fù)合改性試劑由18%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、12%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、1%質(zhì)量 百分比的過(guò)氧化異丙苯構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。
[0023] 在使用本發(fā)明方法處理反滲透膜前后分別采用電勢(shì)儀和親水接觸角測(cè)定儀來(lái)測(cè) 定反滲透膜片的Zeta電位和親水接觸角，所獲數(shù)據(jù)如下表1所示：
表1 可見(jiàn)，本發(fā)明的方法能夠有效改善反滲透膜表面電荷和親水性能，從而提高其抗污染 性能和透水率，進(jìn)而增強(qiáng)反滲透膜的性能，能夠在應(yīng)用中減少膜清洗次數(shù)，延長(zhǎng)膜使用壽 命，從而節(jié)約水處理成本。
[0024] 上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，但凡采用 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制反滲透膜表面電位的方法，其特征在于，使用復(fù)合改性試劑對(duì)反滲透膜表 面進(jìn)行處理一定時(shí)間，然后將之放置于自然環(huán)境中進(jìn)行固化反應(yīng)，使反滲透膜表面形成固 化的復(fù)合改性涂層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述復(fù)合改性試劑由7~20%質(zhì)量百分比的 聚乙烯醇、2~15%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、0. 1~1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和0~3. 8%質(zhì) 量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述復(fù)合改性試劑由15%質(zhì)量百分比的聚乙 烯醇、9%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、0. 5%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和1. 9%質(zhì)量百分比的聚 乙烯吡咯烷酮構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述復(fù)合改性試劑由18%質(zhì)量百分比的聚乙 烯醇、12%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于 超純水溶劑中制得。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量為25~30萬(wàn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量為50~120萬(wàn)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2~6任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，將所述復(fù)合改性試劑溶質(zhì)的 各組分按比例溶解在溫度為80±3°C的相應(yīng)比例的超純水溶劑中，使用勻速攪拌器按 75~150rad/min的速度對(duì)上述混合溶液攪拌15~25min，使各組分充分混合，形成膠黏狀態(tài)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述復(fù)合改性試劑涂覆在反滲透 膜表面并將其完全覆蓋，涂覆時(shí)溫度控制在25±3°C范圍內(nèi)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述復(fù)合改性試劑對(duì)反滲透膜表面的處理 時(shí)間為 〇. 5~20min。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，所述固化反應(yīng)時(shí)間不低于lh。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種控制反滲透膜表面電位的方法，使用復(fù)合改性試劑對(duì)反滲透膜表面進(jìn)行處理一定時(shí)間，然后將之放置于自然環(huán)境中進(jìn)行固化反應(yīng)，使反滲透膜表面形成固化的復(fù)合改性涂層。其中，所述復(fù)合改性試劑由7~20%質(zhì)量百分比的聚乙烯醇、2~15%質(zhì)量百分比的馬來(lái)酸酐、0.1~1%質(zhì)量百分比的過(guò)氧化異丙苯和0~3.8%質(zhì)量百分比的聚乙烯吡咯烷酮構(gòu)成的溶質(zhì)均勻溶解于超純水溶劑中制得。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)方法對(duì)反滲透膜表面進(jìn)行改性處理，將反滲透膜表面的Zeta電位控制在0~-12mv以內(nèi)，能夠有效抑制電荷污染物在反滲透膜表面的靜電吸附，提高反滲透膜的抗污染性能，同時(shí)還能夠提高反滲透膜表面的親水性，增加膜透水率。
【IPC分類】B01D67/00, B01D61/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105396463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510985968
【發(fā)明人】宋岱峰, 韓亮
【申請(qǐng)人】成都美富特膜科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日