Met de voortdurende groei van de wereldwijde vraag naar waterbehandeling spelen membranen omgekeerde osmose (RO) een onvervangbare rol bij de ontzilting van zeewater en industriële afvalwaterbehandeling. Naarmate de levensduur toeneemt, leiden membraanvervuiling en chemische reiniging echter tot daling van de prestaties, wat resulteert in een grote hoeveelheid afval -RO -membranen, waardoor aanzienlijke uitdagingen zijn voor het milieu en het herstel van hulpbronnen. Geschat wordt dat tegen 2025 het globale aantal weggegooide 8- inch RO membraanelementen groter zal zijn dan 2 miljoen. Om hun hergebruik mogelijk te maken, kunnen afval RO -membranen worden behandeld met behulp van oxidatieve regeneratietechnologieën, die kunnen worden ingedeeld in vier hoofdbenaderingen.
1. Directe oxidatie
De afval RO -membranen worden direct ondergedompeld in een oxiderende oplossing, waarbij de selectieve laag van polyamide (PA) wordt afgebroken en omgezet in nanofiltratie (NF) of ultrafiltratie (UF) membranen.
Gemeenschappelijke oxidatiemiddelen: natriumhypochloriet (NaClo), kaliumpermanganaat (kmno₄), waterstofperoxide (H₂o₂).
Belangrijkste bevindingen:
NaClO achieves efficient degradation through amide bond cleavage under alkaline conditions (pH>10), en de oxidatie -intensiteit (ppm · h) is positief gecorreleerd met de behandelingstijd.
KMNO₄ vertoont betere oxidatieprestaties onder zure omstandigheden, maar het reactiemechanisme moet verder worden onderzocht.
H₂o₂ vertrouwt op de Fenton -reactie om vrije radicalen (OH ·) te genereren die de PA -laag aanvallen en vereist ijzerionkatalyse.
2. Begreding + oxidatie
Om aan te pakken van membraanoppervlakverontreinigende stoffen (bijv. Organische stoffen, colloïden, anorganische schaling), wordt zure-base-reiniging of pre-laking van oplosmiddelen gebruikt om membraanprestaties te herstellen voorafgaand aan de oxidatiebehandeling.
Zuurbasisreiniging: verwijdert verontreinigingen zoals Al³⁺ en Si, waardoor overdeling tijdens oxidatie wordt voorkomen.
Pre-laking: weken in ethanol of isopropanol helpt bij het herstellen van membraanporiën die ingestort door drogen, waardoor de daaropvolgende oxidatie-efficiëntie wordt verbeterd.
3. Synergetische oxidatie
Het combineren van fysische of chemische methoden om de oxidatie -efficiëntie te verbeteren:
Echografie-geassisteerde: 40 kHz echografie gecombineerd met KMNO₄ kan de behandelingstijd verminderen van 165 uur tot 15 minuten, met een tienvoudige toename van de flux.
Metaalionkatalyse: ca²⁺, fe²⁺, enz., Kan de oxidatiereactie van NaClo versnellen en de vereiste oxidatie -intensiteit verlagen.
Foto-Fenton-proces: UV-licht gecombineerd met Naclo degradeert de PA-laag snel af via vrije radicale aanval.
4. Oxidatie + na behandeling
Na oxidatie kunnen de prestaties verder worden verbeterd door modificatie of reconstructie van de selectieve laag:
Oppervlaktecoating: Hydrofiele materialen zoals looizuur (TA) en sericine worden gebruikt om de PA -laag te repareren, waardoor antifouling -eigenschappen worden verbeterd.
Grenzenpolymerisatie: het reconstrueren van NF- of UF -selectieve lagen op het afgebroken substraat om prestatie -upgrades te bereiken.
Praktische toepassingen
Drinkwaterbehandeling: ultrafiltratiemembranen geregenereerd door NACLO -oxidatie zijn toegepast op watervoorziening in afgelegen gebieden, met effluent voldaan aan drinkwaterstandaarden.
Standfill Leachaatbehandeling: geregenereerde membranen hebben een stabiele flux en lage drukoperatie aangetoond tijdens een pilotstudie van de maand 27- maand.
Industrieel afvalwater hergebruik: oxidatief geregenereerde NF -membranen bereiken een afwijzingssnelheid van 96% kleurstof en verbeteren de efficiëntie van de zoutscheiding aanzienlijk.
Hoewel in praktische toepassingen aanzienlijke vooruitgang is geboekt, blijven technische knelpunten bestaan, zoals complexe processen en significante invloed van initiële soorten vervuiling op geregenereerde membraanprestaties.
De oxidatieve recycling van afval RO -membranen maakt niet alleen waterbronnen recycling mogelijk, maar biedt ook nieuwe ideeën voor de groene overgang van de waterbehandelingsindustrie. Met de continue verbetering van de oxidatietechnologie en de opname van slimme oplossingen, helpt het om duurzame ontwikkeling nog verder te stimuleren.
