聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用制造技术

本发明专利技术涉及聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.05～0.5g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水、海水、垃圾渗滤液、工业废水或生活污水作为原料液，FO‑TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为6～30cm/s，正渗透温度为20～50℃。本发明专利技术将聚环氧琥珀酸作为正渗透的汲取液用于处理苦碱水、海水、垃圾渗滤液、工业废水或生活污水取得的意想不到的效果。聚环氧琥珀酸结构单元上具有能电离的基团，可以在水中电离出大量的离子，因此可以产生相对较高的渗透压保证其高效的水通量。具有高分子量和延展结构的结构特点，因此可以减少反向溶质通量，并且方便回收利用。

Application of poly (succinic acid) as a collector in positive permeation

The present invention relates to polyepoxysuccinic acid as draw solution in the application of forward osmosis, at the concentration of 0.05 ~ 0.5g/mL polyepoxysuccinic acid as the draw solution, with bitter water, alkaline water, landfill leachate, wastewater or sewage as raw material, FO TFC polyamide membrane as the membrane layer, forward osmosis membrane components with activity draw liquid or layer toward the active layer facing the feed solution two modes of operation, as the transmission power by peristaltic pump, cross flow velocity is 6 ~ 30cm/s, forward osmosis temperature is 20 to 50 DEG C. The invention uses poly (succinic acid) as a positive absorption absorbing solution to treat unexpected effects of bitter alkali water, sea water, garbage percolate, industrial waste water or domestic sewage. The structure unit of HA has ionizable groups, which can ionize a large amount of ions in water, so it can produce relatively high osmotic pressure and guarantee its high water flux. With high molecular weight and an extended structure, the reverse solute flux can be reduced and recycled easily.

【技术实现步骤摘要】
聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用
本专利技术涉及聚环氧琥珀酸(PESA)作为汲取液在正渗透上的应用，属于环境污染控制工程

技术介绍
正渗透是近年来发展起来的一种新型膜分离技术，它是依靠半渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程，是目前膜
研究的热点之一。正渗透具有低能耗、低膜污染和高截留率的优势，在许多领域如海水淡化、饮用水处理和废水处理中有很好的应用前景。正渗透膜的制备和汲取液的选择是正渗透研究当中的两大核心技术，美国HTI公司已经研制出商品化的正渗透膜并表现出良好的性能，此外许多研究也致力于对现有的膜进行膜改性提高其性能，因此选择合适的汲取液就显得尤为重要。理想的汲取液需要具备以下特点：无毒无害、高渗透压、低反向溶质通量、便于回收利用以及与正渗透膜兼容。科研工作者对于汲取液的研究工作从未停止过，传统的无机盐如氯化钠，可以产生高水通量，但是它过高的反向溶质通量以及复杂的回收过程增加其应用的成本；碳酸氢铵被认为是一种理想的汲取液，因为当温度达到60℃时它可以分解为二氧化碳和氨气，方便回收利用，但是残留在水体中的氨气难以去除影响水质口感；一些研究者发现磁性纳米颗粒也可以作为汲取液并且回收方法简单方便，但是在回收过程中纳米颗粒物易发生团聚，这是一个不容忽视的问题；有些科研工作者尝试用合成的环保型水凝胶作为汲取液，但是在实际操作过程中其水通量很小并且性质不稳定。为了使正渗透技术更好的发展，急需寻找一种高效的汲取溶质。高分子聚合物电解质最近受到了很多科研工作者的关注，它们在水溶液中溶解性很好可以产生高渗透压，并且其高分子量和延展结构可以减少反向溶质通量，方便回收利用。聚丙烯酸钠和聚天冬氨酸最近被一些科研工作者证实具有较高的水通量、较小的反向溶质通量，并且可用纳滤反渗透等技术回收利用。由于高分子聚合物电解质具有的诸多优势，加上现有的传统正渗透驱动剂存在反向溶质通量高、回收利用困难的缺陷，因此对于高分子聚合物电解质作为正渗透汲取液还需要投入更多的研究工作，还需开发更多高效的汲取溶质。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，本专利技术以聚环氧琥珀酸作为正渗透汲取液，新型绿色环保，无毒无害且可以生物降解,高分子量和延展结构可以减少反向溶质通量，回收方便，处理后的聚环氧琥珀酸溶液可以直接回用到循环冷却系统用来缓解系统的结垢现象，避免了回收利用降低了能耗。本专利技术的技术方案如下：聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，聚环氧琥珀酸作为汲取液用以提高正渗透性能。本专利技术优选的，在所述应用中，以浓度为0.05～0.5g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水、海水、垃圾渗滤液、工业废水或生活污水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为6～30cm/s，正渗透温度为20～50℃。本专利技术优选的，聚环氧琥珀酸的浓度为0.2～0.3g/mL，最为优选的，聚环氧琥珀酸的浓度为0.2g/mL。本专利技术优选的，以苦碱水为原料液。本专利技术优选的，膜取向选用正渗透膜的活性层朝向汲取液。本专利技术优选的，错流速度为17～25cm/s，最为优选的，错流速度为17cm/s。本专利技术优选的，正渗透温度为25～35℃，最为优选的，正渗透温度为35℃。本专利技术优选的一个技术方案，聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.1～0.2g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为17～25cm/s，正渗透温度为25～35℃。本专利技术最为优选的一个技术方案，聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.2g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为17cm/s，正渗透温度为35℃。本专利技术所用原料及设备均为现有技术。本专利技术的优点如下：经过无数次实验证明，本专利技术将聚环氧琥珀酸作为正渗透的汲取液用于处理苦碱水、海水、垃圾渗滤液、工业废水或生活污水取得的意想不到的效果。聚环氧琥珀酸结构单元上具有能电离的基团，可以在水中电离出大量的离子，因此可以产生相对较高的渗透压保证其高效的水通量。与传统的汲取液相比，其具有高分子量和延展结构的结构特点，因此可以减少反向溶质通量，并且方便回收利用。另外，聚环氧琥珀酸也是一种高效环保的缓蚀阻垢剂，因此经过稀释过后的汲取液也可以直接应用到循环冷却系统，缓解冷却水系统的结垢问题，省去了回收利用工序节约了工业成本。因此将聚环氧琥珀酸作为正渗透的汲取液具有很好的推广应用的前景。附图说明图1是PESA与NaCl、PASP的反向溶质通量和水通量比值的对比图图2是用PESA作为汲取液处理苦咸水与的实验效果图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步说明，但不限于此。FO-TFC聚酰胺膜来源于澳大利亚悉尼科技大学(UTS)。实施例1聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.2g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为17cm/s，正渗透温度为25℃。实施例2聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.1g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦咸水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向原料液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为17cm/s，正渗透温度为35℃。实施例3聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.2g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以海水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为25.5cm/s，正渗透温度为35℃。实施例4聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，以浓度为0.15g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦咸水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为17cm/s，正渗透温度为45℃。对比实验例为了验证本专利技术应用的效果，加以实验进一步说明。本实验的实验装置和膜组件均从澳大利亚悉尼科技大学(UTS)购置。实验过程中汲取液是PESA溶液。实验装置中的两个泵用来驱动原料液和汲取液在膜的两侧错流循环，控制实验过程的流速；水浴装置用来控制实验过程的温度；电子天平用来记录汲取液质量，每10秒记录一次数，计算机与高精度电子秤连接，通过对原料液重量的实时测量来计算正渗透过程水通量；同时，通过电导率仪实时测试原料液侧溶液电导率进而计算汲取液反向盐通量。水通量和反向溶质通量的计算方法如下：水通量：其中，Jw—纯水通量，L·m-2·h-1(LMH)；mt—t时刻汲取液的质量，g；m0—汲取液的初始质量，g；t—时间间隔，h；Am—膜面积，2.002×10-3m2；ρw—水的密度，kg/m3。反向溶质通量：其中，Js—汲取溶质的反向溶质通量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，聚环氧琥珀酸作为汲取液用以提高正渗透性能。

【技术特征摘要】
1.聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，聚环氧琥珀酸作为汲取液用以提高正渗透性能。2.根据权利要求1所述的聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，其特征在于，在所述应用中，以浓度为0.05～0.5g/mL的聚环氧琥珀酸为汲取液，以苦碱水、海水、垃圾渗滤液、工业废水或生活污水作为原料液，FO-TFC聚酰胺膜作为膜层，正渗透膜组件采用活性层朝向汲取液或活性层朝向原料液两种模式运行，以蠕动泵作为输送动力，错流速度为6～30cm/s，正渗透温度为20～50℃。3.根据权利要求1所述的聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，其特征在于，聚环氧琥珀酸的浓度为0.2～0.3g/mL，最为优选的，聚环氧琥珀酸的浓度为0.2g/mL。4.根据权利要求1所述的聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，其特征在于，以苦碱水为原料液。5.根据权利要求1所述的聚环氧琥珀酸作为汲取液在正渗透上的应用，其特征在于，膜取向选用正渗透膜的活性层朝向汲取液。6.根据权利要求1所述的聚环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宝玉，王宸，岳钦艳，赵频，杨诗慧，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37