反渗透海水淡化复合膜


水污染和水资源短缺已成为制约社会进步和经济发展的世界性难题,海水淡化是一种解决水资源短缺的重要战略手段。至今,海水淡化方法已经出现了数十种,主要包括蒸馏法、膜法、电渗析法和冷冻法等,其中膜法,尤其是反渗透膜法,因其具有效率高、能耗低、投资省、安装维修相对简单等优点,成为目前发展最迅速、最具潜力的海水淡化方法,而高性能反渗透膜的开发是其关键核心技术。

  国外对反渗透膜的研究开始较早,其中复合膜的研究始于上世纪60 年代。1978 年,美国Cadone 等在反渗透复合膜制备技术和功能材料研究方面取得重大突破;1980 年,美国FilmTec 公司推出采用多元胺和多元酰氯在多孔支撑膜上的界面聚合法,制备出FT-30高性能芳香聚酰胺反渗透复合膜,更是成功推动反渗透复合膜技术取得了划时代的进步。经过几十年的发展,复合膜技术已发展较为成熟。目前,通用的反渗透复合膜材料主要有醋酸纤维素、线型聚酰胺和芳香聚酰胺等3 类。其中,聚酰胺反渗透复合膜具有通量大、脱盐率高、应用操作压力低、机械稳定性好等特点,并且具有一定的化学、热以及水解稳定性,

目前已成为应用相对广泛、发展相对迅速的反渗透海水淡化复合膜,尤以芳香聚酰胺膜最为突出。但聚酰胺反渗透复合膜仍存在一些不足之处,比如耐游离氯性不好,耐污染性和抗结垢性较差等缺陷。与此同时,各种新型高性能复合膜,包括高压聚酰胺复合膜、极低压聚酰胺复合膜、高脱盐复合膜、耐污染复合膜、耐氧化复合膜和高脱硼复合膜等,在2000 年以后也相继问世。如东丽公司推出的TM820M TM820R,其脱盐率已高达99.8%,脱硼率约95%,通量达到50L/m2·Hr,回收率大于60% (测试条件为压力800psi,温度25℃,NaCl 浓度32000mg/L) 。国内反渗透复合膜技术的研究始于20 世纪80 年代后期,目前,杭州北斗星膜制品有限公司和汇通源泉环境科技有限公司已可生产商品化海水淡化反渗透复合膜

及膜元件,其膜的脱盐率为99.2~99.5%,通量为25~50L/m2·Hr (测试条件为压力800psi,温度25℃,NaCl浓度32000mg/L),基本达到国外上世纪末的水平。与国外相比,国内反渗透膜海水淡化复合膜普遍存在如下问题:(1) 对于制膜基础原材料的研发相对滞后,且投入不足;(2) 海水淡化反渗透复合膜性能普遍偏低,品种少,规格不全,而且拥有自主知识产权的海水淡化反渗透复合膜领域仍然空白而新型制膜材料的开发和膜材料的改性是反渗透复合膜性能提高的主要源动力