本發(fā)明涉及一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、全球淡水資源短缺問題已經(jīng)成為一個令世界十分關(guān)注的問題，人口增長、工業(yè)化、城市化和氣候變化加劇了世界淡水危機。在過去的幾十年中，由于需求穩(wěn)步增長，淡水資源的稀缺正在威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，人類迫切需要通過高效節(jié)能的水凈化方法來增加淡水資源的供應(yīng)，以解決這一日益嚴(yán)重的全球困境。從熱力學(xué)角度來看，目前應(yīng)用的脫鹽技術(shù)基本可分為熱分離技術(shù)和膜分離技術(shù)。熱分離技術(shù)通常受到高能耗、高投資成本和高運營成本的限制。相比之下，膜分離技術(shù)不需要額外的能量來驅(qū)動水的相變，并且具有能耗低、操作過程簡單和無溫室氣體排放的優(yōu)點。因此，膜分離技術(shù)具有更廣闊的應(yīng)用前景，受到更廣泛的關(guān)注。

2、聚酰胺膜作為最高精度的水分離膜，能夠?qū)⑺c水中的離子有效分離。但是在生產(chǎn)過程中由于工藝控制不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷，或者長期運行過程中化學(xué)試劑的腐蝕(酸堿水解、次氯酸鈉殘留等)造成的分離層降解，膜老化(高溫分解、由操作條件引起的膜面應(yīng)力變化發(fā)生的性能劣化現(xiàn)象等)，以及進水中顆粒物對膜面擦傷等，均會導(dǎo)致聚酰胺膜的脫鹽能力下降，造成水處理時出水水質(zhì)大大降低，導(dǎo)致聚酰胺膜組件需要頻繁更換，因而影響聚酰胺膜應(yīng)用的經(jīng)濟性，成為聚酰胺脫鹽膜組件長期運行中急需解決的技術(shù)難題。

3、在現(xiàn)有解決方案中，將聚酰胺膜組件從處理設(shè)施中取出進行更換或者修復(fù)，不僅影響系統(tǒng)的運行，而且會增加更換成本；如果能夠采用廉價的原位修復(fù)方法對分離層的缺陷或損傷點進行重構(gòu)修補，恢復(fù)其過濾性能及對溶質(zhì)的截留性能，延長聚酰胺膜的使用壽命，對于提升聚酰胺膜出水水質(zhì)和節(jié)約運行成本具有重要的意義；然而，目前對因缺陷、降解或老化等原因造成的脫鹽下降的性能劣化聚酰胺膜的修復(fù)，特別膜組件的原位修復(fù)沒有較好的方式。

4、現(xiàn)有方法為：采用在聚酰胺膜表面沉積有機聚合物的方法來修補膜面缺陷。此類方法在使用時具有一定的缺陷，實施過程中沉積物與膜表面位物理吸附，沉積物在膜面的附著力不強，修復(fù)后的聚酰胺膜穩(wěn)定性不高。因此提出一種新的工藝，解決現(xiàn)有方式上的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能解決聚酰胺膜組件在長期使用過程中，膜表面出現(xiàn)缺陷導(dǎo)致分離性能下降，尤其是脫鹽能力下降問題，保障聚酰胺脫鹽膜組件出水水質(zhì)和節(jié)約運行成本，具有實用性和使用廣泛性的聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法。

2、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，包括下述步驟：

4、s1、將一定量的亞鐵鹽與少量檸檬酸溶于純水中，配制成一定濃度的水溶液，作為改性溶液a；

5、s2、將一定量的質(zhì)量百分濃度為30％的過氧化氫水溶液溶于純水中，配制成一定濃度的過氧化氫水溶液，用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值，作為改性溶液b；

6、s3、將一定量的芳香胺物質(zhì)溶于純水中，配置成一定濃度的水溶液，作為改性溶液c；

7、s4、在室溫下，用改性溶液a對清洗干凈的聚酰胺膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理，一定時間后排干改性溶液；

8、s5、在室溫下，用改性溶液b對上述經(jīng)改性溶液a處理后的膜組件進行循環(huán)加壓浸泡處理，一定時間后排干改性溶液，之后用一定濃度的檸檬酸水溶液清洗加壓循環(huán)浸泡清洗，再用純水洗凈膜組件；

9、s6、在室溫下，用改性溶液c對上述經(jīng)改性溶液b處理后的膜組件進行循環(huán)加壓浸泡處理，一定時間后排干改性溶液，之后用一定濃度的檸檬酸水溶液清洗加壓循環(huán)浸泡清洗，再用純水洗凈膜組件。

10、優(yōu)選的，所述亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵等中的一種或多種；

11、優(yōu)選的，所述過渡金屬鹽的質(zhì)量百分濃度為0.5％-2％；

12、優(yōu)選的，所述過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為為0.5％-2％；

13、優(yōu)選的，所述過氧化氫溶液ph值范圍為3-7；

14、優(yōu)選的，所述芳香胺物質(zhì)為對氨基苯甲酸、間苯二胺、磺胺等中的一種或幾種；

15、優(yōu)選的，所述芳香胺的質(zhì)量百分濃度為0.02％-0.1％；

16、優(yōu)選的，用改性溶液a對膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為5-10分鐘；

17、優(yōu)選的，用改性溶液b對經(jīng)改性溶液a處理后的膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為10-30分鐘。

18、優(yōu)選的，用改性溶液c對經(jīng)改性溶液b處理后的膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為10-30分鐘。

19、本發(fā)明的有益效果為：

20、1、本發(fā)明提供的聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，能有效地修復(fù)聚酰胺膜因制造、化學(xué)試劑腐蝕、操作方式引起的膜應(yīng)力/應(yīng)變以及極端條件造成的損傷而形成的膜面缺陷；利用鐵離子與羧基等官能團的絡(luò)合作用，實現(xiàn)鐵離子在缺陷處富集并發(fā)揮分子靶點作用，通過鐵離子與引入的功能性芳香胺物質(zhì)的絡(luò)合作用，實現(xiàn)芳香胺物質(zhì)在聚酰胺膜缺陷處的選擇性富集，進而利用鐵離子與雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基，引發(fā)芳香胺物質(zhì)發(fā)生氧化聚合形成聚合物并填補缺陷，聚合物生成的同時又能與膜表面端氨基發(fā)生鍵合反應(yīng)。該方法不僅可有效修補膜面缺陷恢復(fù)聚酰胺膜的脫鹽能力，而且通過與膜面鍵合賦予修復(fù)膜更好的穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)聚酰胺脫鹽膜組件的有效修復(fù)。

21、2、實現(xiàn)聚酰胺膜組件靶向修復(fù)時，直接將修復(fù)劑加入聚酰胺裝置進水中，不需要更換聚酰胺裝置進水，不需要拆卸聚酰胺膜組件，不需要改變聚酰胺裝置的操作條件，操作簡單，經(jīng)濟有效

22、3、提供的聚酰胺脫鹽膜組件靶向修復(fù)的修復(fù)劑廉價易得，適應(yīng)多種聚酰胺膜體系。

23、4、能修復(fù)性能劣化的聚酰胺脫鹽膜組件，有效延長聚酰胺脫鹽膜組件使用壽命，減少膜組件廢棄，降低廢棄膜組件對環(huán)境的影響，顯著降低水處理的經(jīng)濟成本。

24、5、以過度金屬離子作為“錨點”，將芳香胺物質(zhì)在聚酰胺膜表面缺陷處的靶向聚集，并在羥基自由基作用下發(fā)生氧化聚合形成聚合物，對膜面缺陷進行原位修補，并通過與膜表面端氨基反應(yīng)實現(xiàn)在膜面的共價鍵合，在有效恢復(fù)聚酰胺膜脫鹽能力的同時，賦予修復(fù)膜更好的穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)聚酰胺膜組件的原位修復(fù)。

技術(shù)特征：

1.一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵等中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述亞鐵鹽的質(zhì)量百分濃度為0.5％-2％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為為0.5％-2％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述過氧化氫溶液ph值范圍為3-7。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述芳香胺物質(zhì)為對氨基苯甲酸、間苯二胺、磺胺等中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：所述芳香胺的質(zhì)量百分濃度為0.02％-0.1％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：步驟s4中用改性溶液a對膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為5-10分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：步驟s5中用改性溶液b對經(jīng)改性溶液a處理后的膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為10-30分鐘。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，其特征在于：步驟s6中用改性溶液c對經(jīng)改性溶液b處理后的膜組件進行加壓循環(huán)浸泡處理的時間為10-30分鐘。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的一種聚酰胺脫鹽膜組件的靶向修復(fù)方法，能有效地修復(fù)聚酰胺脫鹽膜組件因制造、化學(xué)試劑腐蝕、操作方式引起的膜應(yīng)力/應(yīng)變以及極端操作條件造成的損傷而形成的缺陷。利用鐵離子與羧基等官能團的絡(luò)合作用，實現(xiàn)鐵離子在膜表面缺陷處富集，通過鐵離子與引入的功能性芳香胺物質(zhì)的絡(luò)合作用，實現(xiàn)芳香胺物質(zhì)在聚酰胺膜缺陷處的選擇性靶向富集，進而利用鐵離子與雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基，引發(fā)芳香胺物質(zhì)發(fā)生氧化聚合形成聚合物填補缺陷，同步與膜表面端氨基發(fā)生鍵合反應(yīng)。該方法可以有效地恢復(fù)聚酰胺脫鹽膜組件的脫鹽能力，修復(fù)后的膜組件性能穩(wěn)定性好，且具有簡單、高效等特點。

技術(shù)研發(fā)人員：俞三傳,洪子奇,劉梅紅
受保護的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6