申请日2005.10.17
公开(公告)日2007.09.26
IPC分类号B01D69/12; B01D61/14; B01D61/02
摘要
本发明公开了一种用于增加渗透膜的排斥性的试剂包含重均分子量100,000或更高的离子大分子;一种用于增加渗透膜的排斥性的方法，包括将渗透膜用该试剂处理;一种按照该方法处理的渗透膜;和一种用于水处理，包含使用渗透膜。通过使用以上试剂，在使用选择性渗透膜如纳米过滤膜和反渗透膜的膜分离中，增加的对可溶于水中的无机电解质和有机化合物的排斥性可容易和安全地在使用该膜的场所长时间保持而不明显降低渗透通量。
权利要求书
1.增加渗透膜的排斥性的试剂，包含重均分子量为100,000或更高 的离子大分子。
2.根据权利要求1的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中渗透膜是纳 米过滤膜或反渗透膜。
3.根据权利要求1的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中离子大分子 是阳离子大分子。
4.根据权利要求3的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阳离子大分 子具有杂环。
5.根据权利要求4的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中具有杂环的 阳离子大分子是聚乙烯基脒或其衍生物。
6.根据权利要求1的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中离子大分子 是阴离子大分子。
7.根据权利要求6的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阴离子大分 子是聚丙烯酸或其衍生物。
8.根据权利要求6的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阴离子大分 子是聚苯乙烯磺酸或其衍生物。
9.根据权利要求1的增加渗透膜的排斥性的试剂，包含用于确认排 斥性的示踪剂，该示踪剂包含可溶于水中的无机电解质或有机化合物。
10.增加渗透膜的排斥性的方法，包括将渗透膜用根据任一权利要 求1至9的增加渗透膜的排斥性的试剂处理。
11.根据权利要求10的增加渗透膜的排斥性的方法，其中渗透膜用 增加渗透膜的排斥性的试剂处理多次。
12.根据权利要求11的增加渗透膜的排斥性的方法，其中根据任一 权利要求3至5的增加渗透膜的排斥性的试剂和根据任一权利要求6至8 的增加渗透膜的排斥性的试剂交替使用。
13.根据任一权利要求10至12的增加渗透膜的排斥性的方法，其中 包含根据任一权利要求1至9的增加渗透膜的排斥性的试剂的水溶液经 过其中设置渗透膜的组件。
14.根据任一权利要求10至13的增加渗透膜的排斥性的方法，其中 未用渗透膜或排斥性与未用渗透膜相同的渗透膜用增加渗透膜排斥性 的试剂处理。
15.根据任一权利要求10至13的增加渗透膜的排斥性的方法，其中 将相对未用渗透膜的排斥性具有降低的排斥性的渗透膜用增加渗透膜 的排斥性的试剂处理。
16.按照根据任一权利要求10至15的增加渗透膜的排斥性的方法处 理过的渗透膜。
17.水处理的方法，包括使用根据权利要求16的渗透膜。
说明书
用于增加渗透膜的排斥性的试剂，用于增加排斥性的方法，渗透膜和用于水处理的方法
技术领域
本发明涉及用于增加渗透膜的排斥性的试剂，用于增加排斥性的 方法，渗透膜和用于水处理的方法。更尤其，本发明涉及一种用于增加 对在使用选择性渗透膜如纳米过滤膜和反渗透膜的膜分离中可溶于水 中的无机电解质和有机物质的排斥性的试剂，一种使用该试剂用于增 加排斥性的方法，一种具有通过按照方法处理而增加的排斥性的渗透 膜和一种使用该渗透膜用于水处理的方法。
背景技术
选择性渗透膜如纳米过滤膜和反渗透膜对可溶于水中的无机电解 质和有机物质的排斥由于存在于水中的氧化物质和还原物质的作用和 由于其它原因使大分子材料变质而下降，和难以得到所需质量的处理 水。这种降低可在使用过程中逐渐或由于偶然事件而突然地发生。如 果发生这种降低，要求该膜能够从变质状态下回收而不将该膜从其所 处的组件中分离，而且如果可能，可在继续处理供给水的操作的同时实 现回收。
为了满足以上要求，开发出用于使未用渗透膜长时间保持排斥性 的方法和用于使具有降低的排斥性的渗透膜恢复排斥性的修复方法。 例如，作为用于再产生其上沉积具有阴离子基团的有机物质的选择性 渗透膜的方法，提出了其中将渗透膜用具有季氨基基团的两性表面活 性剂或阳离子表面活性剂处理的方法(专利参考文件1)。作为用于长期 保持反渗透膜在未用状态下具有的性能和恢复该膜因为使用而降低的 盐排斥性的方法，提出了其中将反渗透膜与一种用于处理膜的试剂如 聚乙烯基甲基醚，聚乙烯醇和聚丙烯酸在高浓度状态下并随后与该试 剂连续在低浓度状态下接触的方法(专利参考文件2)。作为用于提高半 透膜的排斥射能力和能力保持的方法，提出了其中将具有乙酰基基团 的辅助聚合物加入半透膜的处理方法(专利参考文件3)。
作为不仅应用于用过的半透膜而且应用于未用过的半透膜和改善 溶剂的渗透和溶质的分离的处理半透膜的试剂，提出了包含有机基团 作为侧链的乙烯基-基聚合物的处理剂，所述基团具有乙酰氧基基团和 端羧基基团(专利参考文件3)。但这些方法和试剂的问题在于，排斥性 的增加可能仅低程度，渗透通量的下降大，和增加的排斥性不能被充分 保持。
作为用于处理乙酸纤维素膜的方法或试剂，例如，提出了其中一部 分缺陷被具有与膜的相容性和具有塑化作用的液体物质涂覆，随后弄 平所形成的表面的方法，这样有效地用于修复和恢复在将膜设置在组 件中之后发现的小缺陷(专利参考文件5)。但按照该工艺，可被处理的 膜的材料受到限制，且需要复杂的操作如加热。作为较低地减少透水性 和耐久的增强溶质分离的试剂，提出了一种包含乙烯基聚合物的试剂， 该聚合物在侧链中具有烷氧基基团，羧基基团和烷氧基羰基基团(专利 参考文件6)。
报道了一种具有吸附聚乙烯亚胺(具有分子量70,000)的纳米过滤 膜(非专利参考文件1)。尽管NaCl的排斥性是约15%，在pH 4下得到 MgCl2的排斥性90%或更高。但MgCl2的排斥性在15小时之后降低3%， 和降低的主要原因被认为是聚乙烯亚胺的小分子量。作为用于处理反 渗透膜的方法，该膜因为具有大的排斥性而可长期保持降低经过该膜 的水中的溶质的浓度的作用并可分离在非电解质有机物质中或在中性 范围内不离解的硼，提出了其中将用于膜分离的装置中的耐压容器装 配以具有聚酰胺皮肤层的反渗透元件和，然后，将包含溴的游离氯的水 溶液与该元件接触(专利参考文件7)。按照该工艺，溴被引入膜的表面， 并将表面化学改性。因为氯和溴以高浓度使用，必须小心地控制反应状 态和注意安全。因此，增加膜排斥性的操作难以在使用场所进行。
本发明的公开内容
本发明的目的是提供一种用于增加渗透膜的排斥性的试剂，该试 剂可长期容易和安全在使用膜的场所保持对可溶于水中的无机电解质 和有机化合物的增加的排斥性而不极度地降低使用选择性渗透膜如纳 米过滤膜和反渗透膜的膜分离时的渗透通量，一种包括使用该试剂的 增加排斥性的方法，一种通过按照该方法处理而具有增加的排斥性的 渗透膜，和一种包括使用该渗透膜的水处理的方法。
本发明人为实现以上目的进行深入研究，结果发现，排斥性可通过 将渗透膜用具有重均分子量100,000或更高的离子大分子的水溶液处 理而显著地增加，但渗透通量没有大的下降，和该处理不仅在应用于在 使用之后排斥性下降的渗透膜时恢复排斥性，而且在应用于未用渗透 膜时增加排斥性。本发明在该认识的基础上完成。
本发明提供：
(1)一种用于增加渗透膜的排斥性的试剂，包含重均分子量 100,000或更高的离子大分子;
(2)描述于(1)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中渗透膜是纳米 过滤膜或反渗透膜;
(3)描述于(1)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中离子大分子是 阳离子大分子;
(4)描述于(3)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阳离子大分子 具有杂环;
(5)描述于(4)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中具有杂环的阳 离子大分子是聚乙烯基脒或其衍生物;
(6)描述于(1)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中离子大分子是 阴离子大分子;
(7)描述于(6)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阴离子大分子 是聚丙烯酸或其衍生物;
(8)描述于(6)的增加渗透膜的排斥性的试剂，其中阴离子大分子 是聚苯乙烯磺酸或其衍生物;
(9)描述于(1)的增加渗透膜的排斥性的试剂，包含用于确认排斥 性的示踪剂，该示踪剂包含可溶于水中的无机电解质或有机化合物;
(10)一种用于增加渗透膜的排斥性的方法，包括将渗透膜用描述 于任何一种(1)至(9)的增加渗透膜的排斥性的试剂处理;
(11)描述于(10)的增加渗透膜的排斥性的方法，其中渗透膜用增 加渗透膜的排斥性的试剂处理多次;
(12)描述于(11)的增加渗透膜的排斥性的方法，其中描述于任何 一种(3)至(5)的增加渗透膜的排斥性的试剂和描述于任何一种(6)至 (8)的增加渗透膜的排斥性的试剂交替使用;
(13)描述于任何一种(10)至(12)的增加渗透膜的排斥性的方法， 其中包含描述于任何一种(1)至(9)的增加渗透膜的排斥性的试剂的水 溶液经过其中设置渗透膜的组件;
(14)描述于任何一种(10)至(13)的增加渗透膜的排斥性的方法， 其中未用渗透膜或排斥性与未用渗透膜相同的渗透膜用增加渗透膜排 斥性的试剂处理;
(15)描述于任何一种(10)至(13)的增加渗透膜的排斥性的方法， 其中将相对未用渗透膜的排斥性具有降低的排斥性的渗透膜用增加渗 透膜的排斥性的试剂处理;
(16)按照描述于任何一种(10)至(15)的增加渗透膜的排斥性的方 法处理过的渗透膜;和
(17)一种用于水处理的方法，包括使用描述于(16)的渗透膜。