代丹陽，陳逸琛，祝文哲，石磊，程榮，鄭祥，2，李潔

（1 中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京100872；2 中國人民大學(xué)膜技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心，北京100872）

反滲透（RO）技術(shù)憑借卓越的分離效率在供水和水處理需求方面發(fā)揮著越來越重要的作用，如海水淡化、中水回用。隨著膜污染的加劇，導(dǎo)致膜性能下降。當(dāng)RO膜的性能顯著下降時(shí)膜組件需要被替換，即通常以通量和脫鹽率低于新膜的15%且無法通過清洗恢復(fù)到原來的水平作為更換界限點(diǎn)，在該界限點(diǎn)以下時(shí)膜組件需要被替換[1]。在微咸水處理設(shè)施中，RO 膜的平均年度替換率為10%，這主要取決于預(yù)處理程度的高低，因而當(dāng)預(yù)處理程度較低時(shí)RO 膜的平均年度替換率可能達(dá)到20%以上。在工業(yè)廢水和三級污水處理設(shè)施中，年度替換率則分別達(dá)到25%和33%[2]。實(shí)際工藝中RO膜服役壽命為5～7年，被替換下來的廢舊膜通常進(jìn)入垃圾填埋場[3]。據(jù)估計(jì)，全球每年約有840000個(gè)廢舊RO膜被丟棄（超過14000t/a）[4]。因此各國學(xué)者致力于探尋廢舊RO膜回收再利用的途徑，以期控制廢舊RO膜數(shù)量，減小環(huán)境污染并降低成本。同時(shí)學(xué)者們提出了使用生命周期評價(jià)（LCA）和其他生態(tài)效率工具評估RO膜對環(huán)境的影響[5-6]，旨在建立經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可行的廢物管理辦法，打破RO 技術(shù)發(fā)展的瓶頸。本文總結(jié)了國際上廢舊RO 膜可持續(xù)化處理方式，同時(shí)探究了生命周期管理在RO 膜過程中的應(yīng)用，以期為廢舊反滲透膜的可持續(xù)利用提供參考。

1 廢舊反滲透膜回收再利用方式

1.1 直接再利用——清洗后作為RO膜再利用

直接再利用指的是廢舊RO 膜進(jìn)行物理或化學(xué)清洗以有效去除大部分結(jié)垢后，不施加額外的改性處理，直接作為RO膜進(jìn)行再利用。參考廠商提供的新膜性能參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、在處理工藝中的位置以及一些附加的監(jiān)測結(jié)果等信息，可建立適宜的化學(xué)清潔方案。表1總結(jié)了用于不同污染類型的清洗劑選擇。

法國的一項(xiàng)評估研究表明，不經(jīng)處理的廢舊RO元件通常與納濾（NF）膜的性能極為相似：其純水通量從1.0L/(m2·h·bar)增加至2.1L/(m2·h·bar)，脫鹽率從90%以上下降至35%～50%[13]。澳大利亞的另一項(xiàng)研究，對比用過的RO膜元件與NF新膜，也得到了類似結(jié)果[14]。因此，原先用于高水平脫鹽的RO膜老化退役后，可不經(jīng)過任何額外的改性處理，重新再應(yīng)用于較低精度要求的苦咸水處理、海水預(yù)處理和咸水的選擇性去礦化等領(lǐng)域[15-18]。

廢舊RO 膜不經(jīng)任何額外處理直接再利用只是一種理想狀態(tài)。事實(shí)上，在選擇是否采取直接再利用方式前，需要檢驗(yàn)廢舊RO膜的完整性并對分離性能進(jìn)行預(yù)判。Tng 等[19]從分離性能、表觀形貌、化學(xué)組成和結(jié)垢特性、機(jī)械性能等方面來評估膜的老化程度和完整性，并提出了直接和間接測試兩種膜完整性的方法，其中，直接完整性測試方法是直接對膜或膜模塊進(jìn)行測試，是確定膜完整性最明顯的方法，主要通過壓力衰減測試、擴(kuò)散氣流測試、真空衰減測試、聲學(xué)測試檢測膜是否存在泄漏點(diǎn)或者破損。間接完整性測試方法通常是測量產(chǎn)品水的一個(gè)特定參數(shù)，用來表示膜的完整性，主要的方法有粒子計(jì)數(shù)與檢測、濁度檢測、噬菌體和孢子激發(fā)測試、粉狀活性炭挑戰(zhàn)測試。

表1 反滲透膜直接再利用的主要清潔方案

Penate 等[20]提出了另一種廢舊RO 膜直接再利用方式——多膜混合系統(tǒng)。該系統(tǒng)指的是在同一壓力容器內(nèi)使用不同性能的RO膜元件，以優(yōu)化整體工藝效率。具體來說，系統(tǒng)的上游部分使用脫鹽率高、產(chǎn)水率低的膜，下游則使用產(chǎn)水率高、能耗低的膜。如圖1 所示，廢舊RO 膜可直接再利用于該設(shè)計(jì)中。這種設(shè)計(jì)利用廢舊RO 膜代替部分新膜，使得整體工作壓力要求較低從而降低能耗，同時(shí)也保護(hù)新膜免于受到更嚴(yán)重的污染。

圖1 多膜混合系統(tǒng)示意圖

1.2 再循環(huán)利用——化學(xué)改性后作為其他多孔材料使用

再循環(huán)利用是指對廢舊反滲透膜進(jìn)行化學(xué)改性，主要是部分或完全去除其活性層后用作納濾（NF）、超濾（UF）和微濾（MF）膜等其他多孔材料。轉(zhuǎn)化成何種多孔膜材料是由廢舊RO膜退役時(shí)的性能、再利用時(shí)的水質(zhì)需求以及轉(zhuǎn)化技術(shù)等多重因素共同決定的。目前生產(chǎn)的RO 膜主要為復(fù)合膜，其功能活性層多為聚酰胺（PA）。氧化劑降解PA 層時(shí)，會改變膜的形態(tài)和性能，PA 層性能受損，表現(xiàn)出與NF/UF/MF相似的性質(zhì)。

將廢舊RO膜表面的污染物清洗后，對活性層進(jìn)行淺層氧化處理，膜可保留部分脫鹽性能，使廢舊RO膜性能蛻變?yōu)镹F膜性能。Veza等[21]使用不同氧化劑對廢舊RO膜進(jìn)行氧化處理后發(fā)現(xiàn)KMnO4比其他氧化劑的轉(zhuǎn)化效果要好。但是再生膜的污染周期短、工作壓力高。黃延平等[22]使用800～600mg/L的NaClO對廢舊RO膜進(jìn)行氯化降解，氯化后的再生膜在純水通量、脫鹽率、不同價(jià)態(tài)離子選擇性上與NF膜水平相當(dāng)。連冠楠[23]同樣使用NaClO溶液對廢舊RO膜元件進(jìn)行氧化處理后，發(fā)現(xiàn)暴露強(qiáng)度為36000～48000mg/(L·h)時(shí)，再生膜表現(xiàn)出NF性能。在染料脫鹽和濃縮過程中具有良好的穩(wěn)定性和抗污染性能。

Rodriguez等[24]對廢舊的8in（1in=0.0254m）RO膜元件進(jìn)行了氧化降解試驗(yàn)，分別選取了強(qiáng)氧化性的次氯酸鈉（NaClO）、過氧化氫（H2O2）、十二烷基硫酸鹽和高錳酸鉀（KMnO4），發(fā)現(xiàn)KMnO4與其他試劑相比，所需氧化時(shí)間短，得到的再生膜的分離性能更好，且其濃度為1000mg/L 時(shí)膜轉(zhuǎn)化為UF膜效果最好，可去除96%的懸浮固體。上述試驗(yàn)還探究了主動(dòng)轉(zhuǎn)化（再循環(huán)溶液）和被動(dòng)轉(zhuǎn)化（浸泡膜）兩種方式對廢舊RO 膜去除PA 活性層轉(zhuǎn)化為超濾膜的影響，發(fā)現(xiàn)二者之間沒有顯著的差別。Ambrosi 等[25]使用KMnO4對廢舊RO 膜的PA 層進(jìn)行了選擇性降解以延長其生命周期，但由于氧化處理后錳氧化物層的形成導(dǎo)致膜的滲透性較低。對于這一現(xiàn)象有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在堿性條件下降解PA 層，可使再生膜具有較高的滲透性[26]。使用高游離氯濃度、高暴露強(qiáng)度[300000mg/(L·h)]的NaClO 溶液氧化廢舊RO 膜，此時(shí)PA 層被完全剝離，純水通量提高了8.6 倍，而脫鹽率低于1%，成功轉(zhuǎn)化為UF 膜。Pontie[27]將廢舊RO 膜在62500mg/L 的NaClO 溶液中氧化3h后作為UF膜進(jìn)行再利用。詳細(xì)研究其結(jié)構(gòu)后提出了重復(fù)使用的建議。再生膜除了可用于廢水的三級處理外，還可用于制作土工織物、鼠標(biāo)墊、兒童圖畫本，以及適用于澳大利亞家庭的蛇攻擊保護(hù)網(wǎng)和家庭廚房芳香墻。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，廢舊RO膜的回收率達(dá)95%。

為更好地控制廢舊RO 膜氧化轉(zhuǎn)化過程，Garcia 等[28]通過氧化后廢舊RO 膜對一二價(jià)離子的選擇透過性來確定轉(zhuǎn)化至NF 和UF 膜之間的邊界條件。發(fā)現(xiàn)分別需要游離氯的暴露強(qiáng)度為6200mg/(L·h)和30000mg/(L·h)方可將報(bào)廢RO 膜轉(zhuǎn)換成NF膜和UF膜。

僅去除活性層后的再生膜往往膜表面粗糙，容易吸附污染物，需要高頻率清洗。為延長再生膜的壽命，辛永光等[29]設(shè)計(jì)了一套對廢棄RO 膜進(jìn)行清洗和改性再生的工藝和裝置，且有望推向市場。同時(shí)學(xué)者們開始嘗試對PA 層完全降解后的膜進(jìn)行涂敷修復(fù)，使之具備更優(yōu)異的性能與壽命。覃浩律[30]將經(jīng)NaClO 氧化的廢舊RO 膜再經(jīng)氨水和膜表面活性劑（甲基丙烯酸羥乙酯和丙烯酸）進(jìn)行循環(huán)浸泡，修復(fù)后的膜表面與氧化后膜表面相比更為光滑，抗污染性能提升，清洗頻率及清洗難度都大大降低。Moradi 等[31]先探究了NaClO 暴露強(qiáng)度對剝離廢舊RO 膜的PA 層的影響，再以PA 層完全剝離后的膜為底物，通過沉積聚電解質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為NF膜，發(fā)現(xiàn)再生NF膜性能甚至優(yōu)于商業(yè)NF新膜，性能的穩(wěn)定性大大提升。

廢舊RO 膜通過處理轉(zhuǎn)化成其他多孔膜材料的潛在應(yīng)用在于，可用于海水淡化廠的預(yù)處理過程、廢水的深度處理、垃圾滲濾液的處理，也可以考慮用于農(nóng)村社區(qū)或發(fā)展中國家的水消毒。表2總結(jié)了目前可獲得的廢舊RO膜化學(xué)氧化轉(zhuǎn)化為其他多孔膜材料的再循環(huán)利用目的、轉(zhuǎn)化條件、實(shí)驗(yàn)規(guī)模及轉(zhuǎn)化結(jié)果等具體研究情況。

表2 廢舊反滲透膜轉(zhuǎn)換成其他多孔膜的操作情況

現(xiàn)有研究側(cè)重于將廢舊RO 膜經(jīng)過化學(xué)改性處理后再循環(huán)利用作為UF/MF膜使用。一方面，廢舊RO 膜直接再利用的主要工作是對其污染程度和膜退役時(shí)的性能進(jìn)行評估，并根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行清洗后使用，評估和清潔方法基本明確，已有一些大型專業(yè)膜廠商發(fā)布的較為權(quán)威的清潔手冊輔以參考。但廢舊RO膜的轉(zhuǎn)化目前沒有標(biāo)準(zhǔn)的操作方法，規(guī)模多為實(shí)驗(yàn)室小試，具有較大的研究空間。另一方面，化學(xué)改性后再利用方式可通過控制轉(zhuǎn)化條件得到孔徑不同的膜材料，擴(kuò)大了廢舊RO膜的再利用范圍，具有良好的應(yīng)用開發(fā)前景。此外，這種再利用方式的環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)成本也有待進(jìn)一步研究。

1.3 材料回收

除功能層為PA活性層外，RO膜一般還包括微孔聚砜（PSF）內(nèi)層和無紡聚酯織物支撐層。膜元件的進(jìn)料墊片和滲透墊片分別由聚丙烯（PP）和聚酯制成，滲透管和端蓋由丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）制成，外殼通常是玻璃鋼材質(zhì)。此外，其膠合部件含有環(huán)氧類成分。RO 膜的具體結(jié)構(gòu)如表3所示，膜元件的各部分材料都可以通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行材料和能量的提取與回收[35]。

表3 典型反滲透膜元件的組成

材料回收難以針對混合聚合物或污染物質(zhì)，因?yàn)椴换烊芑虿幌嗳莸木酆衔镌诩庸み^程中會導(dǎo)致機(jī)械性質(zhì)劣化。因此，為了使膜元件材料回收在經(jīng)濟(jì)上可行，應(yīng)保證其為清潔和均勻的單一聚合物[36]。假設(shè)膜元件各部分可成功分離，仍需根據(jù)材質(zhì)的差異分別選擇適宜的物理回收方式。例如，PP進(jìn)料墊片可被物理磨碎成合適的大小，與其他材料分離并清洗后作為生產(chǎn)原料以實(shí)現(xiàn)回收[37]。由于PP的強(qiáng)度高，耐熱性和耐化學(xué)性好，在回收之后也經(jīng)常被用于容器和包裝制造中。膜元件中使用的聚酯類材料，如端蓋和滲透管等，其物理性質(zhì)不夠穩(wěn)定，需采用其他技術(shù)再處理[38]。對于膜片而言，其本身就是由許多不同的聚合物和添加劑構(gòu)成的，使用后又可能被各種物質(zhì)污染，因此難以準(zhǔn)確和有效地分離，是以通常將膜片轉(zhuǎn)化為熱固性材料。外殼剝離后則可以進(jìn)一步用作片狀模塑料（SMC）、散裝模塑料（BMC），用于混凝土、管道、路緣石和地磚等的制造[39]。

廢舊RO 膜元件還可進(jìn)行化學(xué)回收，即通過降解將材料分解成更小分子，分解后可用作石化工藝的原料，如滲透墊片和膜片中的聚酯材料可利用水解來破壞縮聚反應(yīng)以進(jìn)行材料回收[40]。

2 應(yīng)用案例

目前，廢舊RO 膜回收再利用的應(yīng)用案例主要來自歐盟的LIFE+項(xiàng)目和澳大利亞，具體案例如下。

2.1 直接再利用應(yīng)用案例

2011 年西班牙啟動(dòng)了REMEMBRANE 項(xiàng)目[41]。該項(xiàng)目下的示范工廠開發(fā)了多種機(jī)械和化學(xué)處理技術(shù)來回收脫鹽系統(tǒng)退役的RO膜，使其在相同水平的脫鹽工藝或其他較低水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中得以再利用。該技術(shù)旨在低價(jià)回收膜，降低投資和運(yùn)營成本。目前，西班牙每年約使用226000 支回收膜，通過該項(xiàng)目可減少碳排放5990～8815t。廢舊RO 膜的再利用直接影響了新膜的需求量，并減少了其對環(huán)境的影響。同時(shí)，再利用的廢舊RO膜比新膜更便宜，從350EUR/支降低到100EUR/支。

歐洲于2014年啟動(dòng)了RELEACH 項(xiàng)目[42]。該項(xiàng)目主要針對歐洲每年產(chǎn)生的大量廢棄物問題，分析了西班牙、德國、法國、意大利等國家與環(huán)境問題相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，探究通過廢物管理減少環(huán)境總體影響的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，并確定了未來廢物管理的優(yōu)先次序。該項(xiàng)目中關(guān)于廢舊RO膜的應(yīng)用主要是使用來自海水淡化系統(tǒng)中退役的再生NF 膜和RO 膜，不僅降低了膜成本，還將本應(yīng)結(jié)束生命周期的RO膜進(jìn)行再利用，減少了碳排放和化石資源消耗。該項(xiàng)目中廢舊RO膜再利用于垃圾滲濾液對于廢物管理表現(xiàn)出很好的效果。

2.2 再循環(huán)使用應(yīng)用案例

2014—2018 年歐洲開展了TRANSFOMEM 項(xiàng)目[43]，主題為“將廢舊RO膜轉(zhuǎn)化為再循環(huán)的NF膜和UF膜”，其目的是增加膜法水處理系統(tǒng)的可持續(xù)性，提高膜的耐用性，降低相關(guān)的環(huán)境成本。利用環(huán)境友好的方法回收用于脫鹽的RO膜并將這些廢舊膜轉(zhuǎn)化為低壓過濾工藝中使用的NF 膜或UF 膜。該項(xiàng)目中的再生膜主要應(yīng)用于以下三個(gè)方面：①再生NF 膜用于苦咸水和海水淡化。將12 支再生NF膜置于Cuevas del Almanzora 海水淡化廠中，運(yùn)行15～30 天后膜顯示出穩(wěn)定的通量。②再生UF 膜用于RO 膜脫鹽前的預(yù)處理。在Muchamiel 海水淡化廠進(jìn)行了6 個(gè)不同型號的再生UF 膜的測試，結(jié)果顯示，在通量和節(jié)能方面再生膜比UF 新膜具有更好的膜性能。③再生UF 膜用于城市生活污水三級處理。在瓜達(dá)拉哈拉的污水處理廠進(jìn)行了3種不同型號的再生UF 膜測試，獲得的再生水達(dá)到西班牙水再利用法規(guī)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

INREMEM是由IMDEA水研究院和馬德里康普頓斯大學(xué)的研究人員開發(fā)的國家項(xiàng)目[44]，其主要目標(biāo)是間接回收TRANSFOMEM項(xiàng)目中報(bào)廢的RO膜。在此項(xiàng)目中，再生膜將用于不同技術(shù)，如生物膜、膜生物反應(yīng)器、正滲透、電滲析和膜蒸餾。該項(xiàng)目根據(jù)生命周期評估研究不同回收技術(shù)對環(huán)境的影響。

此外，澳大利亞試圖從當(dāng)前實(shí)施的電子廢物管理計(jì)劃和產(chǎn)品包裝公約中汲取經(jīng)驗(yàn)并將其運(yùn)用到RO 膜的管理計(jì)劃中。悉尼的SkyJuice 基金會與各地區(qū)政府合作，為缺水地區(qū)安裝“安全水亭”，其中的SkyJuice SkyHydrant 就是使用了處理后的再生RO膜進(jìn)行過濾，從而降低了設(shè)備的運(yùn)營成本[45]。

2.3 其他回收再利用應(yīng)用案例

TecnioSpring+Mem 2.0 項(xiàng) 目 由ACCIO 和 歐 盟 通過Marie Sklodowska Curie 行動(dòng)共同資助，旨在證明使用“二手膜”處理飲用水和廢水的可行性[46]。此外，該項(xiàng)目還將其結(jié)果整合到兩個(gè)現(xiàn)有的決策支持系統(tǒng)MemEoL 在線工具和NOVEDAR_EDSS 軟件。它們可以通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫幫助用戶識別和選擇廢棄RO 膜的最佳報(bào)廢管理方案，以促進(jìn)海水淡化行業(yè)更好地發(fā)展。

3 生命周期評價(jià)在廢舊反滲透膜回收再利用中的應(yīng)用

為了使膜能更可持續(xù)地被應(yīng)用，在膜設(shè)計(jì)、膜改造、膜應(yīng)用和膜回收等關(guān)鍵過程中，需要有客觀的環(huán)境評估工具，從全生命周期的角度來確定哪些材料是制造膜的最佳選擇、如何改進(jìn)現(xiàn)有應(yīng)用過程以及對廢舊反滲透膜的回收再利用方式進(jìn)行評估等。LCA用于確定與產(chǎn)品整個(gè)生命周期相關(guān)的對環(huán)境的潛在不利影響，其結(jié)論可用于支持從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到公共政策的各種決策，并對產(chǎn)品系統(tǒng)的所有相關(guān)投入（如原材料、能源）和產(chǎn)出（如排放、廢棄物）進(jìn)行評估，以核算其影響。在過去幾十年中LCA成為評估產(chǎn)品、服務(wù)或過程對環(huán)境影響的重要工具之一[47]。公開文獻(xiàn)中大多數(shù)LCA研究是應(yīng)用在膜使用過程中的，主要是市政供水和污水處理。

為改善系統(tǒng)性能并延長膜的使用壽命，Eduardo 等[48]在回顧了給水預(yù)處理、膜污染預(yù)防管理和膜化學(xué)清洗程序優(yōu)化等RO 技術(shù)的主要進(jìn)展后，討論了可能的膜生命周期延長方案和廢棄膜組件的回收利用方案。該作者認(rèn)為目前廢物和資源管理缺乏涵蓋原料提取、生產(chǎn)、使用、回收和廢物管理的整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)鏈的綜合評價(jià)管理方法，在確認(rèn)廢棄RO膜的氧化轉(zhuǎn)化作為延長膜生命周期的方法的技術(shù)可行性之后，必須對其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可行性進(jìn)行評估。

Mahmood等[49]比較了生命周期評價(jià)、十大黃金法則、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、Green Pro等幾種用于衡量RO膜工藝可持續(xù)性水平的工具，認(rèn)為關(guān)于可持續(xù)測量指標(biāo)的研究很多，但大多數(shù)只關(guān)注膜的使用階段。研究并未涵蓋整個(gè)生命周期，即從生產(chǎn)到報(bào)廢。此外，大多數(shù)研究只考慮了環(huán)境因素而不是可持續(xù)性的三大支柱（環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會）。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Lawler等[35]通過生命周期評價(jià)工具，對RO膜制造和報(bào)廢處置方式進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，并開發(fā)了一個(gè)生命周期模型來定量評估和比較集中報(bào)廢所產(chǎn)生的環(huán)境影響，發(fā)現(xiàn)膜制備環(huán)節(jié)的CO2當(dāng)量排放量貢獻(xiàn)不到1%，且制造16in和8in膜元件的環(huán)境影響差別不大，運(yùn)輸距離和使用壽命對膜的再利用可行性方面起著重要作用。垃圾填埋是固體廢物最終處置的唯一方法，然而由于各國對環(huán)境保護(hù)的日益重視，所以為防止垃圾填埋所產(chǎn)生的滲濾液、沼氣等對水體、土壤、大氣造成污染，需要提高排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要權(quán)衡RO膜重復(fù)利用的成本和提高滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)所帶來成本的上升。如果廢舊RO膜重復(fù)利用壽命能超過一年以上，則綜合效益將比垃圾填埋的方式更好，否則垃圾填埋綜合效益更大，但存在排放有害氣體的潛在可能。雖然這項(xiàng)研究基于澳大利亞的地理環(huán)境，但其研究結(jié)論可以推廣應(yīng)用到全球環(huán)境中，幫助RO 膜制造商和用戶決定最合適的廢舊RO膜處置方案。

許多研究人員對海水淡化使用的RO 膜進(jìn)行了生命周期評估，但沒有詳細(xì)說明在他們的研究中選擇特定的生命周期評價(jià)方法模型的原因。如果忽略這個(gè)重要因素，則可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的偏差。新加坡南洋理工大學(xué)的Zhou 等[50]研究了不同的生命周期評價(jià)方法對海水淡化RO膜的環(huán)境影響是否以及在多大程度上有所不同。該作者通過采用通用的LCA方法、CML2 和美國特定評估方法TRACI，對美國的海水淡化工廠進(jìn)行了環(huán)境影響評估。結(jié)果表明，不同的LCA 方法的確在結(jié)果表征中存在差異，主要是酸化、富營養(yǎng)化、光化學(xué)氧化、人體健康和生態(tài)毒性等方面。研究還對如何用LCA 方法選擇適合的海水淡化RO膜以及如何開發(fā)海水淡化領(lǐng)域?qū)Ｓ玫腖CA方法提出了建議。

馬來西亞科技大學(xué)的Mahmood等[51]綜合考慮環(huán)境影響與政府政策，提出了一個(gè)評估可持續(xù)性的綜合框架：將生命周期評價(jià)法和模糊邏輯方法相結(jié)合——生命周期評價(jià)用于確定可持續(xù)性參數(shù)，估計(jì)RO 膜對環(huán)境的潛在影響；模糊邏輯方法處理定性和定量數(shù)據(jù)，為膜產(chǎn)品的評估與管理提供建議。

4 結(jié)語

為了延長反滲透膜的生命周期，可以評估廢舊RO 膜性能后選取回收再利用方案。對于結(jié)垢和損傷比較輕的廢舊RO 膜可考慮直接再利用為RO 膜或再循環(huán)使用為NF/UF/MF 膜，結(jié)垢和損傷較重的可采取物質(zhì)/能量回收和填埋方式。

各種研究報(bào)道表明，廢舊RO 膜的回收再利用替代填埋管理是可行的。去除膜的活性層后的再生膜也表現(xiàn)出令人滿意的性能，尤其是在滲透性方面。今后需要進(jìn)一步研究高效膜轉(zhuǎn)化方案。報(bào)廢RO 膜的初始膜性能取決于它們退役時(shí)的結(jié)垢或損傷程度，因此也可以關(guān)注如何提高再生膜的防污性能以延長其服役壽命。對于回收再利用方式的選擇，報(bào)廢RO膜的質(zhì)量可作為簡便判定指標(biāo)。但該指標(biāo)不夠準(zhǔn)確，需要進(jìn)一步確定，例如MemEol 識別工具可幫助用戶選擇廢舊RO膜的最佳處置方式。

生命周期評價(jià)在膜工藝中的應(yīng)用研究仍然以評估使用過程為主，原始數(shù)據(jù)匱乏，生命周期評價(jià)清單數(shù)據(jù)庫不完善，這也為廢舊RO膜處理方式的生命周期評價(jià)工作增加了困難。還需要考慮膜的生產(chǎn)制造和最終回收處理進(jìn)行全生命周期的評估，不能只考慮環(huán)境影響，應(yīng)該將社會和經(jīng)濟(jì)效益考慮在內(nèi)。隨著評估新工藝的環(huán)境影響和可持續(xù)性的需求增加，LCA方法的應(yīng)用將在膜工藝設(shè)計(jì)和工藝操作中變得更加普遍。

未來對于廢舊RO 膜可持續(xù)性需求將繼續(xù)提高，膜回收實(shí)體公司業(yè)務(wù)流程、再生膜的潛在客戶如污水處理廠的需求、政府在膜回收處理中應(yīng)扮演的角色和給予的資金及政策支持等問題需要進(jìn)一步的研究。