[发明专利]一种高效抑菌的抗污染反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高效抑菌的抗污染反渗透膜及其制备方法。本发明的制备方法，先在基膜的聚砜支撑层上依次涂覆水相溶液、油相溶液并干燥，使聚砜支撑层上形成聚酰胺分离层；然后再进行漂洗；最后，利用后处理溶液涂覆在聚酰胺分离层表面，再进行热处理和紫外光照射处理，得到高效抑菌的抗污染反渗透膜。其中，后处理溶液由聚乙烯醇、表面活性剂、壳聚糖、硝酸银和水以一定比例搭配制得，以PVA为还原剂、壳聚糖为稳定剂，通过热处理和紫外照射，将银离子还原固化为Ag，PVA分子和Ag纳米粒子在聚酰胺层中穿插或包埋，从而使抗菌层与聚酰胺层交联在一起，得到表面具有交联PVA结构中含有Ag纳米粒子的复合膜，能够提高抗菌性和耐冲刷性。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种高效抑菌的抗污染反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透技术是使用渗透压原理而产生的高端水处理技术，实现水与不同溶质的分离，与其他技术相比具有更简洁的操作方式，可有效去除水中盐类、小分子酸、醛、酚等有机物和胶体。应用领域包括海水淡化、苦咸水脱盐、饮用水净化、工业超纯水生产以及造纸、电镀、石油化工、制药、印染等工业废水的回用处理。随着膜应用领域的扩大，反渗透膜污染问题日趋严重。长期以来，反渗透膜污染问题是制约着反渗透膜分离技术发展和进步的主要问题之一，特别是反渗透膜的微生物污染，其是微生物扩散和吸附到膜表面，随后释放胞外聚合物粘附沉积、生长繁殖并新陈代谢直至成熟衰亡的一系列动态过程。反渗透膜污染会造成边界层阻力和局部渗透压增大，溶解—扩散的推动力减小，膜的分离效果变差，产水量和效率降低，长期运行后膜的使用寿命缩短，造价提高，且难以恢复。

目前，随着反渗透膜在中水回用中的不断应用，微生物细菌已成为主要污染源，因此，需要在反渗透系统中定期添加杀菌剂，但常规杀菌剂易产生耐药性，也会影响反渗透膜性能，且会对环境产生一定的污染。

为提高膜的抗污染性能，现常用的耐污染方法是在功能层表面涂覆PVA(聚乙烯醇)涂层，但是此方法由于抗污染层与反渗透膜表面附着力较小，导致在反渗透膜工作的过程中，抗污染层会逐渐脱落，使反渗透膜的抗污染性能逐渐丧失，且其抗菌性一般。

此外，有研究报道在反渗透膜中通过油相添加或表面涂覆具有杀菌作用的无机纳米颗粒，以提高复合膜的抗菌能力。如CN102580579A和CN105435647A将纳米颗粒加入抗污层中，但纳米材料比表面积较大，表面自由能较高，会自发的产生团聚现象，并且与高聚物之间的相容性较差，难以在高聚物溶液中均匀分散，存在抗菌效果不稳定的问题。

专利申请CN106268362A公开了一种抗菌复合膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将含有多元羟基的高分子、含有巯基的硅烷偶联剂、酸、醛和溶剂混合，制备成涂覆液；(2)将所述涂覆液涂覆在纳滤膜或反渗透膜上进行热交联反应，得到表面具有交联层的复合膜；(3)将所述复合膜的交联层与硝酸银的水溶液接触；(4)将经步骤(3)后得到的复合膜再进行加热处理。其中，含有多元羟基的高分子可以是聚乙烯醇、壳聚糖。上述方法先涂覆含有还原剂的溶液在脱盐层上，再热处理，再涂覆含有银离子的溶液再加热还原，此方法还原银离子转换率低，且纳米Ag粒存在于PVA层表面，易流失。而且，上述方法中的抗菌层，需要经过两次热处理，而且热处理所需的温度更高、反应时间更长，降低生产效率增加生产成本的同时，多次反复的热处理，对膜片的脱盐层产生影响使得膜片脱盐率和水通量下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高效抑菌的抗污染反渗透膜及其制备方法。本发明提供的反渗透膜能够有效提高其抗菌性和耐冲刷性，保证优异的水通量和脱盐率。

本发明提供了一种高效抑菌的抗污染反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

a）在基膜的聚砜支撑层上涂覆水相溶液，然后再涂覆油相溶液和干燥，使所述聚砜支撑层上形成聚酰胺分离层，得到初生态聚酰胺反渗透膜；

其中，

所述水相溶液包括基液和pH调节剂；所述基液包括以下质量比的组分：

多官能胺 0.5%~5%；