用于海水预处理的耐压超滤膜制备.pdfVIP

北京国际海水淡化高层论坛论文集、 2012年10月 用于海水预处理的耐压超滤膜制备 田欣霞1’2’3，王志1，2加，王纪孝1，2…，王世昌13 (1．天津大学化工学院化学工程研究所，天津300072 2．化学工程联合国家重点实验室(天津大学)，天津300072； 3．天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津300072)) 摘要：探讨在无纺布上刮制含大量非溶剂铸膜液时，溶剂和非溶剂通过无纺布缝隙交换对 膜中大空穴形成的影响．通过改变凝固浴中溶剂含量调控无纺布支撑超滤膜的结构，进而调控 其性能．当凝固浴中N一甲基吡咯烷酮(NMP)含量为50％(体积分数)时，制得无大空穴海绵 结构的无纺布支撑超滤膜，在o．30MPa预压90min纯水通量没有下降，始终保持在360L／ (mz·h)左右，具有较好的耐压性． 关键词：无纺布；超滤膜；耐压 “中图分类号：TQ028．8 海水淡化已成为解决全球水资源危机的重要途 许多学者考察了相转化过程中大空穴的生成原 径，反渗透膜技术由于投资少、操作简单、能耗低等 优点，近年来发展迅速，在海水淡化领域的应用日益 非溶剂交换在膜表面产生对流，从而造成指状孔的 增长．由于海水中含有溶解性有机物、悬浮物、胶体 和微生物等，会对反渗透膜造成不同程度的污染，缩 瞬时分相时很快产生收缩应力，当无法及时地通过 短反渗透膜的使用寿命，导致运行成本的提高．因此 聚合物的蠕变松弛而使其消除时，聚合物膜就会在 原料海水进入反渗透膜装置之前都必须经过预处理 一些薄弱点断裂，非溶剂侵入而形成指状孑L．Ray 工艺，超滤作为一种海水淡化预处理技术，工艺简 等[5]使用线性稳定性理论模型解释大空穴的产生， 单，性能稳定可靠，能够高效地除去海水中的有机 并且预测了空穴间距与膜厚度的比值，实验结果与 物、悬浮物、胶体和微生物等，出水水质稳定，可以满 足海水淡化系统的进水要求，保证海水淡化装置长 长理论，大空穴被认为是液一液分层过程中产生的， 期稳定地运行． 贫聚合物相的微核导致大孔穴的形成，由于溶剂从 大多数的超滤膜采用浸没沉淀相分离法制备， 周围聚合物溶液扩散流入而使微核长大．在上述大 通过改变铸膜液的热力学性质和成膜过程的动力学 空穴生成理论的基础上，人们不断寻找减少大空穴 性质而对超滤膜的结构和性能进行调控[1]．超滤膜 的方法，常用的方法是改变铸膜液的热力学性质或 需要具备稳定的选择透过性能，以保证海水淡化预 成膜过程的动力学性质，如增加铸膜液的黏度‘3|、使 处理系统出水的稳定性．但是采用浸没沉淀相转化 用合适的溶剂[7]、在铸膜液中加人非溶剂[s{、在凝固 法制备的超滤膜中往往含有较多的大空穴或者指状 浴中加入溶剂L9j、延长预蒸发时间[10]等． 孔，这在一定程度上能够提高膜的初始通量，但是大 上述大空穴形成机理的研究为调控膜结构和性 空穴的存在破坏了膜结构的完整性，使得超滤膜作 能提供了宝贵的信息，但是上述研究都是在玻璃板 为压力驱动膜在使用过程中易产生坍塌和压实，影 上刮涂铸膜液，然后浸入凝固浴成膜．实际应用中， 响膜的长期使用[2]。 不仅要求膜具有良好的选择透过性能，也需要具备 基金项目：国家“863”计划(2012AA03A611) cn 论文集 田欣霞等：用于海水预处理的耐压超滤膜制备