[发明专利]一种混合荷电纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种混合荷电纳滤膜及其制备方法和应用，所述混合荷电纳滤膜包括多孔支撑膜和负载于所述多孔支撑膜上的活性分离层；所述活性分离层包括经后处理改性的水相反应物和油相反应物的界面聚合产物；所述后处理改性包括含有至少两个胺基官能团的聚合物的碱溶液浸泡和交联反应；所述活性分离层在同一水平线上具有正电荷域和负电荷域交替分布。本发明所述混合荷电纳滤膜具有横向表面电荷分布和均一孔径分布，提高了小分子有机物和无机盐的分离效率，具有优异的抗污染性能，同时制备方法简单易控，重现性较好。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种混合荷电纳滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

高盐工业废水主要来源于海水淡化浓缩液、工业生产直接排放和废水循环利用累积，具有含盐量高、氨氮含量高，可处理性差等特征。以煤化工、焦化和印染废水为例，其中难降解有机物主要有苯酚、吡啶、联苯、多环芳烃、脂肪酸、染料等，无机盐主要为氯化钠和硫酸钠。高盐废水如果直接或者稀释外排，一方面造成水资源和盐产品浪费，另一方面会对生态环境产生严重的危害。而如果直接将其蒸发浓缩，不仅能耗高，且产生大量混盐固废。因此高效分离高盐废水中的有机物和无机盐是实现其零排放和资源化的关键。

现有的处理方法主要有生物法、氧化法、焚烧法、膜分离法等。生物法需要对废水进行大量稀释，造成水资源的浪费；氧化法针对这类高盐废水效率过低且工艺成本高；焚烧法则所需能耗过大；近年来，随着膜技术的快速发展，纳滤膜技术日益得到了人们的重视，纳滤膜可用于分离小分子有机物和无机盐，因此也逐渐成为废水回用的又一主要技术发展方向。

现有技术通常将纳滤膜分离技术与现有其他技术相结合来实现高盐废水零排放。

CN105621769A公开了一种高盐废水的零排放工艺，所述工艺为“纳滤+碟管式反渗透+蒸发结晶”的结合。其采用纳滤膜分离部分有机物，随后碟管式反渗透对去除部分有机物后的浓液进行浓缩，最后通过蒸发结晶得到结晶盐。但是由于现有商品化纳滤膜通常表面荷负电，受道南效应影响，其对氯化钠截留率约为20-70％，对硫酸钠截留率通常大于90％。所述工艺即使实现了废水中有机物与氯化钠的有效分离，但有机物与硫酸钠混合或积累至截留液，导致蒸发所得盐类纯度不高，无法回收利用，仍会产生危废。因此，针对现有技术存在的问题，需要进一步提高纳滤膜对于高盐废水中有机物与无机盐的分离效率，更好的实现各组分的纯化回用。同时，更高分离效率的纳滤膜有利于简化多种工艺相结合的处理步骤，使处理过程更易操作，降低成本。且由于高盐废水水质复杂，有机物易造成膜污染及堵塞引起膜性能下降，因此，应进一步提升纳滤膜的抗污染性能。

CN113769586A公开了一种疏松纳滤膜制备方法，所述方法为通过精准调控涂覆液配方，利用在线涂覆装置，采用相转化法制备得到双层中空纤维疏松纳滤膜。此纳滤膜对无机盐有较高透过率而对大分子荷电染料有着较高截留率，实现了大分子染料与无机盐的高效分离。但是其疏松的孔结构无法实现对小分子有机物的高截留。

CN113694740A公开了一种荷正电纳滤膜的制备方法，所述方法为采用季铵离子化多胺单体为水相反应物，均苯三甲酰氯为油相反应物，通过界面聚合的方法与均苯三甲酰氯反应制备得到荷正电纳滤膜。尽管荷正电纳滤膜可以大幅降低硫酸钠截留率，但是由于其表面荷正电基团易与荷负电小分子有机物发生静电吸附，不仅会造成其截留率下降还会堵塞膜孔产生严重的膜污染。

因此，开发一种具备优异抗污染性能并且分离能力可调的混合荷电纳滤膜，用于提高高盐废水中有机物和无机盐的分离效果，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混合荷电纳滤膜及其制备方法和应用，所述混合荷电纳滤膜不仅提高了小分子有机物与盐的分离效率，同时抗污染性能大幅提高，能够有效解决现有技术中纳滤膜处理高盐废水时分离选择性不高、易被污染的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：