本技术介绍了一种聚酰胺脱盐膜组件的靶向修复技术,该技术能够针对制造、化学腐蚀或操作不当导致的膜应力/应变损伤及缺陷进行有效修复。通过铁离子与羧基的络合,促使铁离子在膜缺陷区域聚集,并与功能性芳香胺物质络合,实现芳香胺在缺陷处的靶向富集。利用铁离子与双氧水反应产生的羟基自由基,促使芳香胺氧化聚合形成聚合物,填补膜缺陷,并与膜表面端氨基键合。该技术不仅能够恢复聚酰胺脱盐膜的脱盐性能,还能保证修复后膜组件的性能稳定性,操作简便且效率高。
背景技术
全球淡水资源短缺问题已经成为一个令世界十分关注的问题,人口增长、工业化、城市化和气候变化加剧了世界淡水危机。在过去的几十年中,由于需求稳步增长,淡水资源的稀缺正在威胁着人类社会的可持续发展。因此,人类迫切需要通过高效节能的水净化方法来增加淡水资源的供应,以解决这一日益严重的全球困境。从热力学角度来看,目前应用的脱盐技术基本可分为热分离技术和膜分离技术。热分离技术通常受到高能耗、高投资成本和高运营成本的限制。相比之下,膜分离技术不需要额外的能量来驱动水的相变,并且具有能耗低、操作过程简单和无温室气体排放的优点。因此,膜分离技术具有更广阔的应用前景,受到更广泛的关注。
聚酰胺膜作为最高精度的水分离膜,能够将水与水中的离子有效分离。但是在生产过程中由于工艺控制不当产生的缺陷,或者长期运行过程中化学试剂的腐蚀(酸碱水解、次氯酸钠残留等)造成的分离层降解,膜老化(高温分解、由操作条件引起的膜面应力变化发生的性能劣化现象等),以及进水中颗粒物对膜面擦伤等,均会导致聚酰胺膜的脱盐能力下降,造成水处理时出水水质大大降低,导致聚酰胺膜组件需要频繁更换,因而影响聚酰胺膜应用的经济性,成为聚酰胺脱盐膜组件长期运行中急需解决的技术难题。
在现有解决方案中,将聚酰胺膜组件从处理设施中取出进行更换或者修复,不仅影响系统的运行,而且会增加更换成本;如果能够采用廉价的原位修复方法对分离层的缺陷或损伤点进行重构修补,恢复其过滤性能及对溶质的截留性能,延长聚酰胺膜的使用寿命,对于提升聚酰胺膜出水水质和节约运行成本具有重要的意义;然而,目前对因缺陷、降解或老化等原因造成的脱盐下降的性能劣化聚酰胺膜的修复,特别膜组件的原位修复没有较好的方式。
现有方法为:采用在聚酰胺膜表面沉积有机聚合物的方法来修补膜面缺陷。此类方法在使用时具有一定的缺陷,实施过程中沉积物与膜表面位物理吸附,沉积物在膜面的附着力不强,修复后的聚酰胺膜稳定性不高。因此提出一种新的工艺,解决现有方式上的不足。
实现思路