[发明专利]一种高通量复合反渗透膜

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术，具体是一种水处理用高通量复合反渗透膜。

技术背景

反渗透技术是一种高效、节能的绿色分离技术，具有设备简单、操作条件温和、处理量大、分离效率高等突出特点，已在海水和苦咸水淡化、废水处理与资源化、生物制品分离、环境工程、食品、医药等领域得到广泛应用，并已取得了很好的经济和社会效益；近年来，随着全球水资源短缺日益严重、水污染日益加重，反渗透技术在海水淡化和水回用领域得到了更广泛的应用和重视。

反渗透技术的核心是反渗透膜，不对称反渗透膜和复合反渗透膜是目前已商业化应用两类高性能反渗透膜，而复合反渗透膜则是目前反渗透膜领域的主流产品。复合反渗透膜是将一层超薄功能层沉积到孔径适当的微孔支撑膜表面，沉积方式主要有表面涂覆，界面缩聚和就地聚合等。复合膜可以使每层通过优化达到最佳性能。超薄功能层可以优化到理想的选择透过性，支撑膜可以达到最佳的强度和耐压密性。另外，复合膜可以使难以形成不对称膜的材料形成超薄膜，如由于溶剂限制及交联型聚合物都可以通过就地聚合或界面缩聚而成复合膜。

脱盐率和水通量是评价反渗透膜的两个重要参数，反渗透膜的脱盐率和水渗透通量的大小直接决定着反渗透过程的效率。脱盐率(R)定义为：在一定的操作条件下，进料液盐浓度(C_f)与渗透液中盐浓度(C_p)之差，再除以进料液盐浓度。具体计算公式如下：

R(%)=cf-cpcf×100%]]>

水通量(F)定义为：在一定的操作条件下，单位时间(t)内透过单位膜面积(A)的水的体积(V)，其单位为l/m².h，具体计算公式如下：

F=VA×t]]>

Cadotte等在1981年的US Patent 4,277,344中，通过间苯二胺与均苯三甲酰氯之间的界面聚合，在聚砜支撑膜上复合了一层芳香聚酰胺脱盐层，制备复合反渗透膜，脱盐率大于99％，但是该类反渗透膜的渗透通量不高，其超薄脱盐层的化学结构式可表述为：

Uemura等在1988年的US Patent 4,761,234中，采用界面缩聚工艺，通过均苯三胺与间苯二甲酰氯之间的界面聚合，在多孔聚砜支撑膜上反应复合一层芳香聚酰胺薄膜，制备高脱盐反渗透复合膜，膜脱盐率大于99.0％，但其所用的均苯三胺难以获得。该类复合反渗透复合膜的超薄脱盐层的化学结构式可表述为：

此外，US Patent 4,529,646、US Patent4,872,984、US Patent4,948,507、US Patent5,576,057、US Patent 5,989,426、US Patent 6,162,358、US Patent 6,464,873等专利也是采用界面聚合工艺，通过在多孔支撑膜上的多元胺与多元酰氯之间的界面聚合反应来制备渗透通量为30～40 l/m².h.MPa的复合反渗透膜产品

因而，采用界面聚合工艺制备，通过间苯二胺与芳香多元酰氯之间的界面聚合，可以获得高脱盐率的复合反渗透膜，但其渗透通量偏低。随着饮用水净化、中水回用、工业水处理等领域对反渗透膜渗透通量要求的不断提高，制备高通量复合反渗透膜十分必要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种原料易得，价格低廉，脱盐率高，通量大的新型复合反渗透膜。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：