摘 要：介紹了目前國內外關于反滲透膜元件的再生方法，如改性、修復、拆解清洗等，概述了各再生方法的處理效果，再生膜元件的基本性能以及優(yōu)缺點，最后對未來廢棄反滲透膜元件的再生方法做了總結和展望。

關鍵詞：廢棄反滲透膜；再生；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.038

反滲透膜技術設備簡單、容易操作、分離性能好，目前在很多領域如食品行業(yè)和中水回用、海水的淡化除鹽、工業(yè)廢水處理工程等方面都得到廣泛的應用，獲得了很好的經濟效益和社會效益。反滲透膜技術是指在壓力的驅動下，使得水分子等物質透過反滲透膜元件，成為產水，水中的其他雜質如有機污染物以及鹽類被反滲透膜截留，隨著進水排出系統(tǒng)，形成反滲透膜的濃水，或者吸附在膜面上。因而在膜表面會慢慢形成污染層。而反滲透膜面上最初形成的污染層通過水力沖洗或者化學清洗能夠清基本洗掉，但隨著運行時間的延長，膜面各類型污染物的累積以及大部分情況下膜元件并不能得到及時的清洗，膜元件的性能會逐漸下降，最終導致膜元件的產水不能達標使用，膜元件也只能廢棄處理。

一般而言，膜污染導致膜元件的使用壽命約為3年，運行良好的、清洗及時的反滲透系統(tǒng)的膜元件使用時間可能延長到5年。因此，每年被廢棄的反滲透膜元件數(shù)以百萬計，廢棄的、堆積如山的反滲透膜不僅造成了巨大的環(huán)境污染，而且還浪費了資源。因此，學者們開始探究廢棄反滲透膜元件再生的方法，以期降低工程水處理成本并減小對環(huán)境的污染破壞。目前，廢棄反滲透膜的再生方法主要有改性、修復、拆解清洗等方法。

1 廢棄反滲透膜的改性再生方法

改性再生處理是將膜表面的污染層清洗掉后，對脫鹽層進行淺層氧化處理，保留部分脫鹽性能，使原有的反滲透膜性能蛻變?yōu)榧{濾膜性能[1]。靖大為提出了用NaClO溶液氧化廢棄反滲透膜的表面[1]，發(fā)現(xiàn)經氧化改性處理后的廢棄反滲透膜，在脫鹽率、產水通量、不同相對分子質量有機物與不同電價離子的截留方面，具有與納濾膜相似的特征。改性再生膜元件的脫鹽率可以控制在0～80%，遠低于反滲透膜；其產水通量可以控制在45～65 L/（m2.h），遠高于反滲透膜。由于改性膜元件的價格遠遠低于新反滲透膜元件，因此在一些對出水水質要求相對較低的水處理環(huán)境中具有很高的使用價值。

李寶光等將廢棄聚酰胺反滲透膜元件進行化學清洗后，再用NaClO溶液對反滲透膜元件的表面進行氧化的方法進行再生[2]，這樣得到的再生膜具備了納濾膜的基本性質， 在0.3～0.7MPa的低操作壓力下，膜元件產水通量較高，根據(jù)氧化時間不同，脫鹽率在 0～90%之間。但是經NaClO溶液作用后的反滲透膜表面不僅表面光滑度降低，比較粗糙，而且膜表面有大小不一的孔洞，污染物質很容易吸附在上面，且使得清洗更加困難。

連冠楠采用NaClO溶液對廢棄的聚酰胺卷式反滲透膜元件進行氯化降解[3]，對比分析了NaClO溶液不同濃度對芳香族聚酰胺反滲透膜性能的影響。結果表明，當NaClO溶液的處理強度為36000 ppm/h～ 48000 ppm/h時，氯化降解后的廢棄反滲透膜元件具有納濾性能。而在溫度為25.0℃、壓力差為1.0MPa、NaClO溶液的處理強度為48000 ppm/h時，膜對NaCl、Na2SO4 溶液的脫除率分別為57.4%和13.8%。

覃浩律通過比較KMnO4溶液 、H2O2溶液、NaClO 溶液對反滲透膜的氧化效果，發(fā)現(xiàn)NaClO 溶液氧化后的膜元件不僅氧化時間短，而且再生膜具有更好的透水性能和脫鹽率，因此三者相比，NaClO溶液是最佳氧化藥劑[4]。Jose M. Veza將廢棄的反滲透膜的表面用KMnO4溶液進行氧化處理，得到脫鹽率能達到97%的再生膜，但是再生膜的污染周期短、工作壓力高。

2 廢棄反滲透膜的修復再生方法

修復再生處理是將廢棄反滲透膜表面的污染層進行正常清洗后，然后通過氧化劑徹底氧化反滲透膜的脫鹽層， 然后再在經過氧化處理的反滲透膜材料上重新涂敷一層聚酰胺膜，以使反滲透膜的基本性能得以恢復。

覃浩律通過進一步的實驗發(fā)現(xiàn)經過氧化的反滲透膜元件再經氨水和膜表面活性劑修復后[4]，修復后的膜表面與氧化后膜表面相比，表面光滑了許多，孔洞也沒有了，膜元件相對也不易受到污染，清洗頻率以及清洗難度都大大降低。一般而言，經過修復再生后的膜的脫鹽率低于正常新的反滲透膜，但仍可達約97%，產水流量與超低壓反滲透膜的基本相等。

3 廢棄反滲透膜的拆卸再生方法

拆卸再生是指在保證其完整性的前提下，經過拆解、刷洗、重卷、組裝等過程得到的再生膜元件。拆卸再生不同于之前的兩種方法，必需將膜拆開，然后去除污染物的方式是直接在膜面進行刷洗，然后再通過藥物對膜進行處理，得到再生膜。江海[5]發(fā)現(xiàn)經拆解清洗后，反滲透膜元件雖然完整性良好，但其分離層部分受損。用膠帶纏繞后，反滲透膜元件壓力損失降至約為15～20KPa，因為其破壞了膜元件規(guī)整的流道結構。但再生膜仍能將懸浮顆粒和膠體物質完全截留，且產水 SDI值穩(wěn)定于 1.0以下，比一般超濾膜出水水質要好。而將拆卸清洗后的反滲透膜再經NaClO溶液以及十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）對膜的表面進行處理后，脫鹽率一般大于60%，甚至有一部分高于85%，其中對二價離子脫除率大于80%；基本能夠完全截留分子量大于500的有機物。而產水量可接近甚至超過初始水平。

4 其他再生方法

有學者采用正向滲透技術對廢棄反滲透膜元件清洗再生，其原理主要是利用滲透壓的作用使?jié)B透液回流以去除膜表面的污染物質[6～7]。然而，此方法的作用相對有限，因為濃差極化效應的存在。俞三傳等人對廢棄反滲透膜元件進行清洗后，再用含胺溶液對膜元件進行改性得到再生膜[8]，得到的再生膜仍然具備一定的分離性能，但是再生膜在運行時一旦受到污染，則膜的運行性能將大大下降，且難以清洗恢復。

同時，辛永光等先用氧化劑對對廢棄的膜元件進行氧化，再用含胺溶液進行處理得到再生膜[9]，此法得到的再生膜的使用時間相對較長；同時還設計了一套對廢棄反滲透膜進行改性再生的裝置，但此研究不全面，只做了幾只膜的試驗，且沒有研究溫度、時間、藥液濃度等因素對再生膜的影響。

5 結語

綜上所述，目前國內外已有部分學者針對廢棄反滲透膜元件做了相關的再生試驗研究，使廢棄的膜元件變廢為寶，進行再利用。再生膜元件基本具備納濾或者超濾的性能，主要可以應用在如脫除大部分有機物懸浮物、初步脫鹽、脫除大部分細菌等多種出水水質指標較低的工藝，其缺點是再生膜一旦污染，則膜元件很難清洗。且目前的試

（下轉第57頁）

（上接第45頁）

驗研究尚且不夠全面深入，如改性再生方法中對氧化劑的選擇都是單一的，以后的試驗可以將兩種或幾種混合，選擇出較優(yōu)氧化劑組合；修復法中的修復溶液也是單一的，未來可以考慮多種修復溶液的比較以及混合溶液的修復效果。而關于再生膜元件的清洗，則是未來的重點難點研究內容。

參考文獻：

[1]靖大為，朱建平，李寶光等.氧化改性反滲透膜元件的性能及應用[J].工業(yè)水處理，2011，31（02）：82-84.

[2]李保光，靖大為.廢棄反滲透膜元件納濾化的初步分析[J].天津城市建設學院學報，2008，14（04）：271-274.

[3]連冠楠.廢棄聚酰胺反滲透膜納濾功能化及其脫鹽濃縮過程研究[D].浙江工業(yè)大學，2016.

[4]覃浩律.廢棄卷式聚酰胺反滲透膜元件的再生及運行性能研究[D].長沙理工大學，2015.

[5]江海.反滲透膜元件的清洗與再應用[J].天津城市建設學院，2008.

[6]E.Ould Mohamedou，D.B.Penate Suarez，F(xiàn).Vince et al.New lives for old reverse osmosis（RO）membranes[J].Desalination，2010，253（02）：62-70.

[7]Jose M.Veza，Juan J.Rodriguez-Gonzalez.Second use for old reverse osmosis membranes： wastewater treatment[J].Desalination，2003，157（01）：65-72.

[8]俞三傳，劉梅紅.一種廢棄反滲透膜元件的納濾化再生方法[P].中國專利：201010574082.2，2011-5-18.

[9]辛永光，張平，嚴丹燕等.一種廢棄反滲透膜元件的再生方法及其裝置[P].中國專利：201110408407.4，2014-1-15.

基金項目：衡陽市科技局項目（水體中代表性污染物對反滲透膜的污染研究，2015KS25）；

湖南省教育廳科學研究項目（廢棄反滲透膜元件的再利用與清洗研究，16C0389）

作者簡介：羅美蓮（1984-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，講師，研究方向：水處理技術。