[发明专利]一种基于可去除可再生表面涂层的膜污染防治方法

说明书

本发明涉及一种基于可去除可再生表面涂层的膜污染防治方法，其可以提高膜性能、赋予膜高效的重复利用特性、延长膜使用寿命。本发明通过表面涂覆绿色的、无毒无害、生物相容性良好、亲水性强的生物大分子，在膜表面形成一层涂层，减轻污染物与膜的直接接触，避免膜内部孔道堵塞，进而减小膜污染，增强防污染能力，同时膜表面的涂层可以被特定的清洗剂去除，即使膜受到较为严重的污染，也可利用清洗剂将膜表面涂层与涂层上层污染物一同去除，使膜恢复至原始性能，表面涂层在清洗剂的清洗过程中对膜起到了有效的保护作用，防止膜内部结构被破坏，维持原始性能，清洗后的膜可以再次被涂覆，膜表面又会形成新的涂层，膜性能再次得到提高。

一、技术领域：

本发明涉及纳滤膜和反渗透膜表面改性技术领域，具体涉及一种基于可去除可再生表面涂层的膜污染防治方法。

二、背景技术：

膜污染是膜技术中最大的问题，缩短了膜的使用寿命，增加了运行成本，阻碍了膜技术的广泛应用。

膜污染通常可分为四类：有机污染、无机污染、颗粒/胶体污染和生物污染。各个污染在膜表面同时发生，并与不同的物理和化学结垢相互作用。膜分离过程中，跨膜液压会迫使各种悬浮或溶解的物质沉积、吸附或积聚在膜表面或内部结构中，导致严重的表面吸附、形成滤饼/凝胶层或膜孔堵塞。膜污染不可避免的导致膜结构的不利变化，造成分离性能下降。

为了保持稳定的通量，必须采取污染控制策略，例如对原料液进行预处理、调整操作条件和频繁的化学清洁，虽然一定程度上可以控制污染，但不足以处理膜污染。这不仅增加了操作成本，而且频繁的清洗会破坏模内部结构，大大缩短膜的使用寿命。

现有的通过修饰膜表面来增强性能是一种常用的从源头控制膜污染的方式，面临的主要问题：1、当膜被污染物完全覆盖后可能会失去其有效性；2、修饰的材料一旦释放消耗完全，防污染性能将降低，并带来环境风险。

因此，研究一种集合膜表面修饰及涂层清洗的新型防污策略十分有必要。

三、发明内容

本发明的提供一种基于可去除可再生表面涂层的膜污染防治方法，其能够提高膜的性能，同时赋予膜高效的重复利用特性，延长膜使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于可去除可再生表面涂层的膜污染防治方法，其特征在于：所述的防治方法为：纳滤或反渗透膜为表面均匀覆有一层无毒无害的生物大分子，通过共价键与膜紧密结合形成涂层，并可根据需要进一步减小或者增加厚度。

进一步，具体的方法步骤为：

1)压膜：将膜在流速为100mL/min，压力为5bar条件下用去离子水运行1h；

2)制备不同浓度的涂覆溶液；

3)将去离子水浸泡过的纳滤膜或者反渗透膜置于容器底部，将涂覆溶液均匀覆盖于膜表面，进行反应，将膜取出，用去离子水冲洗三次，制得改性后的膜；

4)制备清洗剂，对膜表面涂层进行清洗；再用去离子水将膜表面及膜组件内部化学剂冲洗干净；

5)循环步骤3)和步骤4)，即可达到膜污染控制的长效性与膜的重复利用。

进一步，步骤2)中的涂覆溶液为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、环糊精、聚乙二醇、淀粉、糖酐、低聚糖、木质素或蛋白溶液。

进一步，步骤3)中的将涂覆溶液均匀覆盖于膜表面进行反应，反应的时间0～120min。

进一步，步骤4)中的去离子水、酸性化学清洗剂、碱性化学清洗剂、表面活性剂、金属螯合剂、酶。

进一步，步骤4)中的清洗流速为100mL/min。

进一步，步骤1)中的膜为纳滤或反渗透膜。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：