[01720015]海水淡化过程中膜污染行为及高抗污染膜材料研究

膜法海水淡化技术是解决水资源短缺的重要战略手段。然而,膜污染是该技术可持续发展的主要瓶颈,因此如何有效防止或降低膜污染是该领域的关键核心技术。目前,迫切需要环境友好型膜污染防治技术,这就要求对污染过程及发生机制有透彻理解。依托教育部博士点基金,围绕膜法海水淡化膜污染现象,项目组在膜污染过程、机制、控制对策、持久高抗污染分离膜的构建等方面进行了深入研究。 通过考察小试规模海水淡化系统处理胶州湾海水的实际运行状况和“临界通量”,评价膜污染行为;通过调控中空纤维超滤膜丝种类、反冲洗类型/参数、通量-回收率等,控制膜污染程度并优化系统运行状况;修订了串联阻力模型,建立了6项阻力测试方法,并阐明各阻力在膜污染过程中的转化和发展机制;从天然防污活性物质入手,采用化学合成以及表面修饰手段将天然防污活性物质有效引入分离膜材料中,探索其结构、自聚复合/自组装行为以及匹配特性,评价并优化此类抗污染分离膜在水处理应用中的分离、抗污染及耐久性能。 技术创新性： （1）修订串联阻力模型,结合海水淡化系统处理胶州湾海水的实际运行状况,阐明各阻力在膜污染过程中的转化和发展机制; （2）基于天然防污活性物质的持久高抗污染新膜材料的构建与制备。 技术先进性： （1）通过实验手段监测了各阻力在膜污染过程中的转化和发展过程,为膜污染控制提供了有针对性的理论指导; （2）通过特定手段将天然防污活性物质引入分离膜中,不仅大幅提高了抗污染性能,同时优化了分离性能,为高性能新膜材料的制备开辟新路径并提供理论基础与技术支撑。 该抗污染高性能分离膜的膜材料无毒环保、制备工艺流程简单、制备成本较低且性能优良可靠。目前,已经获得较成熟的实验室制备工艺参数,将其放大即可进行工业化生产。该分离膜因兼具持久的高分离性能和高抗污染性能,不仅可应用于海水、苦咸水等地表水净化处理,还可应用于处理难度较大（污染物复杂、微生物种类多）的废水体系。