专利名称：提高反渗透膜选择分离性的处理方法
技术领域：
本发明涉及提高反渗透膜选择分离性的处理方法。
背景技术：
近年来，随着适合于生产生活直接使用的淡水资源的不断减少，加之污染逐年加重，使得人类缺水的现象更加严重，人们将目标不得不转向地下高盐度苦咸水、甚至浩瀚的海水，将其中含有的大量盐分脱除，使其转化成人类可直接使用的淡水。仅仅就海水淡化而言，全球每天的海水淡化量已达到3200万吨，而且每年以10～30％的速度在增长。海水淡化技术已经成为解决缺水问题的有效措施之一。
目前，反渗透方法已经成为海水淡化的主要方法之一。反渗透是在一定压力驱使下，高盐度苦咸水或者海水透过反渗透膜得到淡水的方法。该方法使用领域广泛，无论是海水还是高盐度苦咸水都能使用，近年来由于反渗透技术投资少、能量消耗低、建造周期短等诸多优点而被广泛用于高盐度苦咸水或者海水的处理。
现有的聚酰胺反渗透膜在常规的操作条件下处理NaCl浓度为300-40000mg/L的盐水时，其脱NaCl率大于90％。但是在常规的操作条件下处理NaCl浓度为50-250g/L，SO42-浓度为5-60g/L的混合盐水，其脱NaCl率大于8％，且在正常的操作条件下，被处理盐水的浓度越高，渗透压就越大，现有的反渗透膜流通量极小或盐水无法透过现有的反渗透膜。同时，透过反渗透膜的盐水中所含的NaCl和SO42-的量与透过反渗透膜的盐水的流量有很大的关系。
虽然，今年来出现了各种各样对反渗透膜改进的方法，但是依然不够充分，在常规的操作条件下处理含NaCl浓度为50-250g/L，SO42-浓度为5-60g/L的盐水时，不能达到脱NaCl率小于8％，脱SO42-率大于95％的要求。
因此，本领域仍需要开发提高反渗透膜选择分离性的处理方法。
发明内容
本发明目的在于提供提高反渗透膜选择分离性的处理方法。
因此，本发明提供提高反渗透膜选择分离性的处理方法，它包括如下步骤(1)用浸渍液浸渍反渗透膜，所述浸渍液为500-5000mg/L的次氯酸钠水溶液或者浓度为500-5000mg/L的过氧化氢水溶液；所述浸渍的温度为15-35℃；所述的浸渍时间为3-12h；(2)用去离子水清洗经过步骤(1)浸渍的反渗透膜。
具体实施例方式
如下本发明提供提高反渗透膜选择分离性的处理方法包括提供次氯酸钠或者过氧化氢水溶液的步骤，所述次氯酸钠水溶液的浓度为500-5000mg/L，优选为1000-3000mg/L；所述过氧化氢水溶液的浓度为500-5000mg/L，优选为1000-2000mg/L。
用于配制所述次氯酸钠水溶液或者过氧化氢水溶液的方法为本领域常规的方法。
本发明还包括将用所述水溶液浸渍反渗透膜的步骤，从而改变所述反渗透膜的交链度。借助于反渗透膜的选择截留作用，使得反渗透膜在渗透压的驱使下，将被处理盐水中所要分开的物质分离提供了可能。
而反渗透膜交联度大小的改变除了与浸渍液的浓度有关之外，还与在浸渍的时间、浸渍的温度、浸渍时从外界所施加的压力有关。
本发明所述浸渍的时间为3-12h，优选为4-8h；所述浸渍的温度为15-35℃，优选为25-33℃；从外界所施加的压力为200-350psi，优选为200-300psi。
本发明所采用的反渗透膜为聚酰胺反渗透膜，例如，在本发明一实施例中，所述反渗透膜采用Dow公司型号为BW30聚酰胺反渗透膜。
本发明所述的反渗透膜是在平膜状态或者组装成组件状态进行浸渍处理。在本发明一实施例中，所述反渗透膜是组装成组件状态进行浸渍处理。
所述组件为卷式膜组件。例如，在本发明一实施例中，所述反渗透膜是采用Dow公司生产的型号为BW30，4040卷式膜组件。
本发明方法还包括采用去离子水清洗经浸渍后的反渗透膜。清洗时所采用的方式以不破坏经浸渍后的反渗透膜为原则，例如采用缓和方式清洗。
所述去离子水的标准没有特别的限制，可以是本领域常规的去离子水标准。
所述去离子水的温度一般为15-32℃。
本发明所述的方法工艺简单，操作方便，使用范围广，制造和使用成本低。经本发明方法浸渍后的反渗透膜长期使用其脱NaCl率可保持几乎恒定，特别是在300-370psi操作压力下，在28-32℃下，处理含NaCl浓度为50-250g/L，SO42-浓度为5-60g/L，pH为7-11的盐水时，脱NaCl率小于8％，脱SO42-率大于95％；在150-300psi操作压力下，在25-32℃下，处理NaCl浓度为250-2000mg/L，pH为6-10的NaCl溶液，其脱NaCl率为90-94％。
经本发明所述的方法浸渍后的反渗透膜使用之后，可先采用常规的清洗方法清洗，再采用本发明所提供的方法浸渍处理，能有效改善使用后反渗透膜的脱NaCl率和脱SO42-率。
下面结合实施例进一步说明本发明。
具体实施例实施例中所述的压力为绝对压力，除非另有说明。实施例中的SO42-来源于Na2SO4。
实施例1用Dow公司型号为BW30反渗透平膜处理浓度为500mg/L，pH为6.7的NaCl溶液，在280psi操作压力下，在25℃下，其脱NaCl率为99％；但是采用另一所述反渗透膜，在310psi操作压力下，在29℃下，处理NaCl浓度为60g/L，SO42-浓度为40g/L，pH为7.2的混合盐水，其脱SO42-率为83％。
将上述未使用过的BW30反渗透膜放在平板测试机上，用1800mg/L，温度为30℃的次氯酸钠溶液浸渍9h，从外界所施加的压力为250psi，用20℃的去离子水缓和漂洗，在325psi操作压力下，在29℃下，用NaCl浓度为200g/L，SO42-浓度为20g/L，pH为8.0的混合盐水评价其性能，其脱NaCl率3.2％，脱SO42-率为95.7％；在225psi操作压力下，在29℃下，用NaCl浓度为500mg/L，pH为6.7的盐水评价其性能，其脱NaCl率93.8％。
实施例2-7改变实施例1中的浸渍液次氯酸钠溶液的浓度、浸渍的时间、浸渍液的温度，浸渍时从外界所施加的压力，其他与实施例1相同，得到改良后的反渗透膜。在不同的测试条件下，采用pH不同、组成不同和浓度不同的盐水评价其性能，其脱NaCl率和脱SO42-率见表1。
表1
注明“---”表示无或者没有测试。
实施例8用Dow公司生产的型号为XLE反渗透平膜处理NaCl浓度为1000mg/L，pH为6.8的NaCl溶液，在280psi操作压力下，在25℃下，其脱NaCl率为98％，但是采用另一所述反渗透膜，在330psi操作压力下，在28℃下，处理NaCl浓度为150g/L，SO42-浓度为40g/L，pH为7.3的混合盐水，其脱SO42-率为60％。
将上述未使用过的XLE反渗透膜放在平板测试机上，用2300mg/L，温度为25℃的次氯酸钠溶液浸渍10h，从外界所施加的压力为250psi，用30℃的去离子水缓和漂洗多次，在350psi操作压力下，在28℃下，用NaCl浓度为200g/L，SO42-浓度为20g/L，pH为8.6的混合盐水评价其性能，其脱NaCl率2.1％，脱SO42-率为96.4％；在250psi操作压力下，在29℃下，用NaCl浓度为500mg/L，pH为6.8的盐水评价其性能，其脱NaCl率93.4％。
实施例9-16改变实施例9中的浸渍液次氯酸钠溶液的浓度、浸渍的时间、浸渍液的温度，浸渍时从外界所施加的压力，其他与实施例9相同，得到改良后的反渗透膜。在不同的测试条件下，采用pH不同、组成不同和浓度不同的盐水评价其性能，其脱NaCl率和脱SO42-率见表2。
从表2中可见，实施例11中，所述反渗透膜在浓度为2300mg/L，温度为50℃的次氯酸钠溶液浸渍7h，从外界所施加的压力为280psi，由于所述浸渍液的温度过高，部分破坏了所述反渗透膜的交链度，所以采用表中所述的溶液评价其性能时，其脱SO42-率小于95％。将所述浸渍温度改为25℃，其他条件与实施例11相同，浸渍所述的反渗透膜，采用表中所述的溶液评价其性能时，符合本发明的要求，具体见表中实施例12。
而实施例15中，所述反渗透膜在浓度为2500mg/L，温度为31℃的次氯酸钠溶液浸渍16h，由于浸泡时间过长，部分破坏了所述反渗透膜的交链度，所以采用表中所述的浓混合盐水溶液评价其性能时，其脱SO42-率仅为31.7％。改变浸渍时间为6h，其他条件与实施例15相同，浸渍所述的反渗透膜，采用表中所述的溶液评价其性能时，符合本发明的要求，具体见表中实施例16。
表2
注明“---”表示无或者没有测。
实施例17用Dow公司生产的型号为XLE反渗透卷式膜组件处理NaCl浓度为1000mg/L，pH值为6.5的NaCl溶液，在280psi操作压力下，在25℃下，其脱NaCl率为98％，但是采用另一所述反渗透膜，在相同的操作条件下处理NaCl浓度为150g/L，SO42-浓度为40g/L，pH为9.2的混合盐水，其脱SO42-率仅为50％。
将上述未使用过的XLE反渗透膜放在平板测试机上，用3500mg/L，温度为28℃的过氧化氢溶液浸渍6.5h，所施加的压力为225psi，之后用20℃的去离子水缓和漂洗，在350psi操作压力下，在29℃下，用NaCl浓度为200g/L，SO42-浓度为20g/L，pH为7.1的混合盐水评价其性能，其脱NaCl率3.2％，脱SO42-率为96.6％；在150psi操作压力下，在29℃下，用NaCl浓度为500mg/L，pH为6.3的盐水评价其性能，其脱NaCl率93.5％。
实施例18-26改变实施例17中的浸渍液过氧化氢溶液的浓度、浸渍液的温度，浸渍时从外界所施加的压力，其他与实施例17相同，得到改良后的反渗透膜，在不同的测试条件下，采用pH不同、组成不同和浓度不同的盐水评价其性能，其脱NaCl率和脱SO42-率见表3。
从表3中可见，实施例20中，所述反渗透膜在浓度为3000mg/L，温度为25℃的次氯酸钠溶液浸渍14h，从外界所施加的压力为300psi，由于浸渍的时间过长，部分破坏了所述反渗透膜的交链度，所以采用表中所述的溶液评价其性能时，其脱SO42-率为88.9％。仅仅将浸渍的时间改为6.5h，其他条件与实施例20相同，浸渍所述的反渗透膜，采用表中所述的溶液评价其性能时，符合本发明的要求，具体见表中实施例21。
表3
注明“---”表示无或者没有测。
实施例27用Dow公司生产的型号为BW30，4040卷式反渗透膜组件处理NaCl浓度为1000mg/L，pH值为7.2的NaCl溶液，在280psi操作压力下，在25℃下，其脱NaCl率为99％，但是采用另一所述反渗透膜组件，在350psi操作压力下，在27℃下，处理NaCl浓度为200g/L，SO42-浓度为50g/L，pH为7.5的混合盐水，其脱SO42-率仅为45％。
将上述未使用过的BW30，4040卷式反渗透膜组件放在平板测试机上，用2500mg/L，温度为25℃的次氯酸钠溶液浸渍7.5h，所施加的压力为225psi，之后用23℃的去离子水缓和漂洗，在350psi操作压力下，在28℃下，用NaCl浓度为200g/L，SO42-浓度为20g/L，pH为8.2的混合盐水评价其性能，其脱NaCl率2.1％，脱SO42-率为95.7％；在150psi操作压力下，在26℃下，用NaCl浓度为500mg/L，pH为6.7的盐水评价其性能，其脱NaCl率92.5％。
实施例28-32实施例28-32中改变实施例27中所述反渗透膜组件浸渍的时间，其他与实施例27相同，得到改良后的反渗透膜组件。在与实施例27相同的操作条件下评价其性能，其脱NaCl率和脱SO42-率见表4。
从表4中可见，实施例28中，所述反渗透膜组件在所述氧化剂溶液中浸渍时间分别为1h，由于在所述氧化剂溶液中浸渍的时间不够，达不到所述组件中的反渗透膜所需要的交链度，所以用表中所述的混合盐水评价其性能时，脱NaCl率和脱SO42-率都达不到本发明的要求。
所述组件在所述氧化剂溶液中浸渍的时间控制在3-12h内，采用所述的高浓度盐水和低浓度盐水评价其性能，都能达到本发明的要求。
本领域所述技术人员在本发明技术方案基础上，通过逻辑分析、推理或者有限的试验所做的任何修改或者变更，是显而易见的，都包含在本发明的保护范围之内。
表4
注明“---”表示无或者没有测。
权利要求
1.提高反渗透膜选择分离性的处理方法，该方法包含(1)用浸渍液浸渍反渗透膜，所述浸渍液为500-5000mg/L的次氯酸钠水溶液或者浓度为500-5000mg/L的过氧化氢水溶液；所述浸渍的温度为15-35℃；所述浸渍的时间为3-12h；(2)用去离子水清洗经过步骤(1)浸渍的反渗透膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸渍液为1000-3000mg/L的次氯酸钠水溶液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸渍液为1000-2000mg/L的过氧化氢水溶液。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸渍是在200-350psi下进行。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述浸渍是在200-300psi下进行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述浸渍的温度为25-33℃。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于所述的浸渍时间为4-8h。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述反渗透膜为聚酰胺反渗透膜。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述聚酰胺反渗透膜是在平膜状态或者组装成组件状态后进行浸渍。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述聚酰胺反渗透膜是在组装成组件状态后进行浸渍。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述组件为卷式膜组件。
全文摘要
本发明提供一种提高反渗透膜选择分离性的处理方法，该方法包含(1)用浸渍液浸渍反渗透膜，所述浸渍液为500－5000mg/L的次氯酸钠水溶液或者浓度为500－5000mg/L的过氧化氢水溶液；所述浸渍的温度为15－35℃；所述浸渍的时间为3－12h；(2)用去离子水清洗经过步骤(1)浸渍的反渗透膜。经改良后的聚酰胺反渗透膜在300－370psi操作压力下，在28－32℃下，处理含NaCl浓度为50－250g/L，SO
文档编号B01D71/00GK1817424SQ20061002331
公开日2006年8月16日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者李国新 申请人:凯膜过滤技术(上海)有限公司