海化重点实验在膜污染渗透反洗技术研究取得重要进展

发布时间:2015-04-10浏览次数:921

     在国家高技术研究发展计划(863计划)等项目的资助下,高学理副教授团队通过与海南立昇净水科技事业有限公司合作,利用新型渗透反洗技术,在苦咸水淡化过程中的膜污染控制上取得重要进展。

苦咸水中含有各种无机盐及天然有机物等成分,因而长时间的运行必然形成膜污染,影响膜的性能,这是压力驱动膜过程中不可避免的问题之一。常用的化学清洗法,一方面长期使用会造成膜表面功能层不同程度的损伤;另一方面需要消耗大量的化学药剂,且清洗废水的直接排放会造成一定程度的环境污染。物理清洗法,如反冲洗,是控制膜污染的有效方法,常用于微滤及超滤膜的清洗。鉴于此原理,很多专家提出:可在不施加外压的条件下,通过在进水侧加入高盐度溶液,利用膜两侧溶液浓度差形成的渗透压,提供水反向渗透通过膜的驱动力,从而达到清洗效果,即渗透反洗技术。

硕士生姜雯丽等首次将该技术应用于苦咸水淡化过程中的膜污染控制,分析了膜两侧不同液体流速、盐溶液中离子价态及种类、盐溶液浓度等因素对渗透反洗速率的影响。对实验结果分析,得出结论:利用高盐溶液(NaCl溶液:150 kg/m3)形成的渗透压驱动力,其渗透通过膜表面时的冲击力足以将污染物抬升并使其随水流冲走;由于无机污染先于有机污染在膜表面出现,且渗透反洗方法更易将前者去除,因而将渗透反洗开始时间控制在纳滤系统运行24 h后(即有机污染开始在膜表面沉积的时刻),清洗10 min后,可以使纳滤膜性能得到很大程度的恢复(99.78%的膜通量恢复率)。

渗透反洗作为一种新型膜和环境友好的膜污染清洗技术,具有很好的发展前景。对于苦咸水淡化中的纳滤膜,该方法可以较好地控制其膜污染,延长膜的使用寿命,同时也为此技术的进一步发展及实际应用奠定良好的实验理论基础。该成果近期发表在国际知名期刊《Desalination》上,其2014年影响因子为3.96.

Wenli Jiang, Yi Wei, XueliGao*, Congjie Gao, Yuehong Wang. An innovative backwash cleaning technique for NF membrane in groundwater desalination: Fouling reversibility and cleaning without chemical detergent. Desalination, 359 (2015) 26-36. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916414006729)

基金资助信息:

1. 高通量纳滤膜材料的规模化制备技术(2012-2014国家高技术研究发展计划(863计划),2012AA03A602,负责人:高学理副教授)

2. 盐差能发电技术研究与试验(海洋可再生能源专项,GHME2013JS07,负责人:袁鹏)