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水是人类生存不可或缺的部分,大量未经处理的污水直接排放使自然水体受到了严重污染,更加剧了用水紧张的状况,影响国民经济的可持续发展.因此水资源污染的问题急需解决,水处理技术及水资源的循环再利用也成为众多学者研究的焦点.

1.膜法水处理技术的特点

膜是指分隔两相界面,并以特定的形式限制和传递各种化学物质的阻挡层.因而膜可为气相、液相和固相,或是它们的组合.膜分离是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种推动力时,原料侧组分选择性地透过膜,从而达到分离或提纯的目的.

随着膜技术的发展,膜分离已经越来越广泛的应用于生产、生活的各个方面,但其在使用过程中易被污染问题逐渐引起人们的关注.常用于微滤和超滤的膜材料大多是疏水性的,如聚乙烯,聚丙烯,聚偏氟乙烯,聚砜等.它们有良好的热稳定性及耐化学腐蚀性.

2.疏水膜的应用

2.1利用疏水膜去除污染物

2.1.1利用疏水膜去除内毒素

2000年,中国科学院大连化学物理研究所研究出一种用于内毒素去除的疏水荷正电亲和膜.所制备的胺类疏水荷正电膜对内毒素的去除率一般在90%以上.

2.1.2利用疏水膜去除病毒

2001年,荷兰的E.M.vanVoorthuizen和澳大利亚的N.J.Ashbolt和A.I.Sch&afe研究出疏水膜比亲水膜更能截留肠道病毒,在有盐的作用下,疏水膜对噬菌体的截留率为5log.

2.1.3利用疏水膜去除TCA(2,4,6-trichloroanisole,三氯苯甲醚)

2006年,韩国的NoeonPark等人研究出疏水性微滤膜能有效去除TCA(去除率大于90%).即使为了相同的流速而增加跨膜的压力,疏水膜有比亲水膜对TCA更高的去除率.

2.2疏水膜在膜蒸馏中的应用

膜蒸馏是传统蒸馏工艺与膜分离技术相结合的一种新型膜分离技术.其商业潜力也已经得到广泛认可,因此日益受到研究者的重视,成为膜科学和分离科学的研究热点之一.膜蒸馏用膜材料应满足疏水性和适宜的微孔性.2007年,浙江大学徐又一等研究了聚醚砜微孔膜的疏水改性及其在膜蒸馏中的应用,改性后的膜疏水性显著提高.将改性后的膜用于真空膜蒸馏淡化模拟海水的试验中,结果表明在雷诺数较小的情况下,改性膜的脱盐率达99.99%,通量达4530mL/(m2/h).同年,中国科学院生态环境研究中心的王军等人对疏水膜蒸馏浓缩技术用于RO(反渗透)浓水回用处理进行了研究.研究表明,采用MD(膜蒸馏浓缩)技术回用处理RO浓水在技术上是可行的,通过构建RO/MD集成系统,可使总产水率达95%以上.

2.3利用疏水膜进行乳化

2008年,中国科学院的QINGZhu-zhou等人,利用疏水膜进行乳化.把琼脂糖水溶液用来作为水相,液体石蜡和石油醚的混合液作为油相、水相和油相在60e和粗乳状液混合,然后粗乳液在高压下被挤压通过疏水膜,形成颗粒大小均衡的乳状液,慢