淡水水资源日益短缺是全球性的重大环境问题。据预测,至年全球将面临高达40%的水资源赤字。在此背景之下,反渗透技术在海水淡化、苦咸水脱盐、工业废水处理、市政给水深度处理等诸多领域得到了越来越广泛的应用。
由于反渗透技术在接下来很长一段时间依然会是广泛使用的脱盐技术,回用是目前相对最为优选的废弃反渗透膜元件可持续管理途径。
第一种方法是直接回用。具有较高脱盐性能的废旧膜可用于处理较低盐度的含盐水,例如将依然具有较高脱盐性能的废旧膜可用于处理较低盐度的含盐水,例如将废不经过任何额外处理,直接实现废旧反渗透膜的回用是较为理想的情况。在回用之前,最为关键的一步是对废旧膜进行全面的诊断,包括元件完整性、水通量和截留率。根据诊断结果,通常需对废旧膜进行适当的清洗处理。
第二种法方法是转化再生。聚酰胺复合膜是目前广泛应用的反渗透膜材料,由无纺布层、聚砜超滤支撑层和聚酰胺分离皮层组成。其中,聚酰胺分离皮层极易被氧化而丧失分离性能。因此,可对废旧的反渗透膜进行转化再生处理。在清洗掉膜表面的污染层后,对聚酰胺皮层进行氧化处理,部分保留(纳滤化)或者完全丧失(超滤化)脱盐性能,使再生膜表现为纳滤或超滤的性能。
第三种方法是修复再生。反渗透膜经过长期使用和反复化学清洗,截留性能下降,导致产水水质无法满足出水要求而被替换。将废旧反渗透膜表面的污染层最大程度清洗去除后,通过物理改性或化学改性处理,使反渗透膜的分离性能得以恢复,同时改变膜表面的电位、粗糙度、亲水性等性能在一定程度提高耐氯性和抗污染性。目前已有大量研究围绕反渗透膜的表面改性展开,但在废旧膜元件修复再生处理的实际应用相对较少。
随着反渗透技术的广泛应用,废旧反渗透膜元件总量大,且产量呈逐年上升的趋势,不仅给环境带来了巨大压力,而且还造成了资源的浪费。废旧反渗透膜的回用是目前相对优选的废旧反渗透膜元件可持续管理途径。根据诊断结果,废旧反渗透膜可通过直接回用、转化再生和修复再生3种方式处理,以延长其使用寿命,降低工程成本,减少固废危废的产生。直接回用是较为理想的情况,但对废旧膜性能状况以及回用场景产水水质有一定要求。废旧反渗透膜可通过氧化处理的方法转化成为纳滤或超滤膜进行回用,但这些转化再生膜的耐污染性能有所下降。通过物理改性或化学改性的修复处理,可使反渗透膜的分离性能得以恢复,并在一定程度提高耐氯性和抗污染性。
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