[发明专利]一种抗污染抑菌反渗透膜、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种抗污染抑菌反渗透膜、制备方法及其应用，该反渗透膜包括无纺布、聚砜超滤膜、形成于聚砜超滤膜上的第一聚酰胺层，及含有聚醚胺，氨基糖苷类抗生素改性的具有抗污染抑菌功能的第二聚酰胺层。本发明制备的反渗透膜在保持渗透选择性能的基础上，具有优异的抗污染特性，同时氨基糖苷类抗生素赋予膜较强的抑菌性能，可有效抑制微生物的附着和生长，在工业给水、废水回用等水处理领域具有较好的应用前景，同时抗污染抑菌层也表现出优异的结合力，在实际应用中能高效持久地发挥抗污染抑菌功能。

技术领域

本发明涉及反渗透技术领域，特别涉及一种抗污染抑菌反渗透膜、制备方法及其应用。

背景技术

反渗透膜可用于多种流体分离，目前应用最广泛的反渗透膜是交联芳香聚酰胺反渗透膜，通常采用间苯二胺和均苯三甲酰氯在多孔聚砜支撑膜表面进行界面缩聚反应形成芳香聚酰胺反渗透膜。目前芳香聚酰胺反渗透膜已广泛应用于石油化工、制药、食品、城市污水处理等诸多领域。反渗透膜在实际运行中，由于反渗透膜本身的选择透过性，原水中的污染物(胶体、无机盐垢、有机物、微生物等)会沉积在膜表面，形成污染阻力层，从而导致反渗透膜的污染，随着其应用领域的扩大，膜污染的问题日益凸显。由于膜污染会导致反渗透膜渗透通量和盐脱除率的下降，因此需要经常对膜进行物理或化学清洗，而频繁的清洗不仅导致运行成本的增加，还会引起膜分离性能的下降，降低膜的有效使用寿命。因此，了解膜污染的形成机理，减少污染物与膜表面间的相互作用，开发制备抗污染抑菌反渗透膜对推动反渗透膜向更广领域的应用具有重要意义。

通常，膜污染是指污染物堵塞膜孔引起的膜渗透通量的下降。按照污染类别，可分为有机物污染，无机物污染，微生物污染。其中，有机物污染和微生物污染是实际运行过程中经常面临的问题，因此抗污染抑菌反渗透膜的开发一直是反渗透膜研发的重要方向。针对有机物污染，目前主要是在反渗透膜表面涂布或接枝亲水性聚合物来实现。例如，CN1213985A提供一种在功能层表面涂覆聚乙烯醇(PVA)的方法，通过改变膜表面的荷电性使膜面呈现电中性状态，可有效抑制膜对水中荷电污染物的吸附，同时保持较好的分离性能。但由于PVA分子没有被交联，与聚酰胺层结合力较弱，长时间运行过程中很容易水解脱落，最终失去抗污染能力。针对微生物污染，通常是在聚酰胺层表面或内部引入抗菌物质来实现。如CN 101874989A提供一种在完整均一的聚酰胺表面上形成一层无机纳米颗粒修饰的聚酰胺层，不仅提高了膜的耐微生物污染的能力，而且增加了聚酰胺层的厚度，增强了膜的耐机械损伤性能，延长了膜的使用寿命。但无机纳米颗粒大规模使用时制备难度大、后期易于脱落的问题限制了其工业化的应用。

虽然现有技术中已形成一些关于提高反渗透膜抗污染或抑菌能力的技术方案，但是这些技术方案多集中于提高抗污染或抑菌能力中的一个方面，例如CN 1923348A提供一种对涂布聚乙烯醇进行交联制备的抗污染能力提升的反渗透膜，CN 103386259提供一种在聚酰胺层表面沉积具有抑菌功能的无机材料抑菌能力提升的反渗透膜。事实上，反渗透膜在实际使用过程中，有机物污染和微生物污染是同时存在的，并且表面沉积的污染物为微生物的附着和繁殖提供有利的生存环境。因此开发同时具备抗污染能力和抑菌能力的反渗透膜，才能有效解决反渗透膜在实际运行过程中的污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗污染抑菌反渗透膜，同时兼顾抗污染能力和抑菌能力，改善现有反渗透膜抗污染、抑菌能力不足的问题。

本发明的另一目的是提供这种抗污染抑菌反渗透膜制备方法。

本发明的再一目的是提供这种抗污染抑菌反渗透膜在水处理组件、装置、水处理方法中的应用。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种抗污染抑菌反渗透膜，包括无纺布、聚砜超滤膜、形成于聚砜超滤膜上的第一聚酰胺层，其特征在于，还包括在所述第一聚酰胺层上形成的含有聚醚胺，氨基糖苷类抗生素改性的具有抗污染抑菌功能的第二聚酰胺层。