化工学报 ›› 2020, Vol. 71 ›› Issue (S2): 306-313.DOI: 10.11949/0438-1157.20200326
谭明1,2(),王文广1,2(),张晓东3,赵洪武3,张杨1,2(),杨兴涛3()
收稿日期:
2020-03-30
修回日期:
2020-04-07
出版日期:
2020-11-06
发布日期:
2020-11-06
通讯作者:
张杨,杨兴涛
作者简介:
谭明(1980—),男,博士,副教授,基金资助:
Ming TAN1,2(),Wenguang WANG1,2(),Xiaodong ZHANG3,Hongwu ZHAO3,Yang ZHANG1,2(),Xingtao YANG3()
Received:
2020-03-30
Revised:
2020-04-07
Online:
2020-11-06
Published:
2020-11-06
Contact:
Yang ZHANG,Xingtao YANG
摘要:
为解决海水淡化过程中反渗透膜的污染问题,研究了基于正渗透策略的反渗透产水、模拟反渗透浓水、模拟海水不同的组合清洗和清洗时间对膜通量和截留率的影响。针对不可逆污染,研究了不同化学清洗药剂、浸泡时间、浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明,正渗透策略清洗方式中,淡水/模拟反渗透浓水的组合清洗方式效果最佳,其归一化通量从9.48 L/(m2·h·MPa)提升至13.6 L/(m2·h·MPa),截留率从80.59%提升至92.80%。此外,经质量分数为2%的柠檬酸溶液浸泡2 h后,再使用质量分数为1%的乙二胺四乙酸四钠盐和0.3%的三聚磷酸钠溶液浸泡1.5 h,其归一化通量从9.48 L/(m2·h·MPa)提升至14.3 L/(m2·h·MPa),截留率从80.59%提升至96.27%。从SEM和AFM图可以看出,正渗透清洗策略并未对膜表面选择层造成损坏,且可以清洗膜表面的有机污染物和无机污染物,因此,应用这种方法对污染的反渗透膜进行清洗,可延长化学清洗周期,减少化学清洗剂用量,具有一定的工业应用前景。
中图分类号:
谭明, 王文广, 张晓东, 赵洪武, 张杨, 杨兴涛. 正渗透策略和化学清洗海水淡化反渗透膜[J]. 化工学报, 2020, 71(S2): 306-313.
Ming TAN, Wenguang WANG, Xiaodong ZHANG, Hongwu ZHAO, Yang ZHANG, Xingtao YANG. Forward-osmosis strategy and chemical cleaning of seawater desalination reverse osmosis membranes[J]. CIESC Journal, 2020, 71(S2): 306-313.
浸泡时间/h | 归一化通量 | ||
---|---|---|---|
2%柠檬酸 | 3%柠檬酸 | 4%柠檬酸 | |
0 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 |
1 | 7.81±0.09 | 9.41±0.02 | 7.23±0.05 |
1.5 | 7.72±0.01 | 9.79±0.05 | 6.75±0.01 |
2 | 7.57±0.01 | 10.43±0.05 | 6.16±0.08 |
表1 柠檬酸浓度与浸泡时间对归一化通量的影响
Table 1 Effects of citric acid concentration and soaking time on normalized flux
浸泡时间/h | 归一化通量 | ||
---|---|---|---|
2%柠檬酸 | 3%柠檬酸 | 4%柠檬酸 | |
0 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 |
1 | 7.81±0.09 | 9.41±0.02 | 7.23±0.05 |
1.5 | 7.72±0.01 | 9.79±0.05 | 6.75±0.01 |
2 | 7.57±0.01 | 10.43±0.05 | 6.16±0.08 |
浸泡时间/h | NaCl截留率/% | ||
---|---|---|---|
2%柠檬酸 | 3%柠檬酸 | 4%柠檬酸 | |
0 | 80.21 | 80.21 | 80.21 |
1 | 79.42 | 76.64 | 77.61 |
1.5 | 85.83 | 75.67 | 84.89 |
2 | 86.52 | 74.37 | 83.56 |
表2 柠檬酸浓度与浸泡时间对NaCl截留率的影响
Table 2 Effects of citric acid concentration and soaking time on NaCl rejection
浸泡时间/h | NaCl截留率/% | ||
---|---|---|---|
2%柠檬酸 | 3%柠檬酸 | 4%柠檬酸 | |
0 | 80.21 | 80.21 | 80.21 |
1 | 79.42 | 76.64 | 77.61 |
1.5 | 85.83 | 75.67 | 84.89 |
2 | 86.52 | 74.37 | 83.56 |
浸泡时间/h | 归一化通量 | ||
---|---|---|---|
1%EDTA四钠盐、 0.1%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.2%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.3%三聚磷酸钠 | |
0 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 |
1 | 12.65±0.09 | 12.64±0.03 | 11.97±0.09 |
1.5 | 16.53±0.02 | 15.22±0.03 | 14.30±0.03 |
2 | 15.50±0.02 | 14.94±0.03 | 15.20±0.06 |
表3 三聚磷酸钠浓度与浸泡时间对归一化通量的影响
Table 3 Effects of tripolyphosphate concentration and soaking time on normalized flux
浸泡时间/h | 归一化通量 | ||
---|---|---|---|
1%EDTA四钠盐、 0.1%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.2%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.3%三聚磷酸钠 | |
0 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 | 9.48±0.17 |
1 | 12.65±0.09 | 12.64±0.03 | 11.97±0.09 |
1.5 | 16.53±0.02 | 15.22±0.03 | 14.30±0.03 |
2 | 15.50±0.02 | 14.94±0.03 | 15.20±0.06 |
浸泡时间/h | NaCl截留率 | ||
---|---|---|---|
1%EDTA四钠盐、 0.1%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.2%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.3%三聚磷酸钠 | |
0 | 80.59% | 80.59% | 80.59% |
1 | 87.32% | 90.40% | 93.15% |
1.5 | 94.07% | 94.99% | 96.27% |
2 | 91.81% | 92.83% | 95.29% |
表4 三聚磷酸钠浓度与浸泡时间对NaCl截留率的影响
Table 4 Effects of tripolyphosphate concentration and soaking time on NaCl rejection
浸泡时间/h | NaCl截留率 | ||
---|---|---|---|
1%EDTA四钠盐、 0.1%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.2%三聚磷酸钠 | 1%EDTA四钠盐、 0.3%三聚磷酸钠 | |
0 | 80.59% | 80.59% | 80.59% |
1 | 87.32% | 90.40% | 93.15% |
1.5 | 94.07% | 94.99% | 96.27% |
2 | 91.81% | 92.83% | 95.29% |
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