Avec la croissance continue de la demande mondiale de traitement de l'eau, les membranes inversées de l'osmose (RO) jouent un rôle irremplaçable dans le dessalement de l'eau de mer et le traitement des eaux usées industrielles. Cependant, à mesure que la durée de vie augmente, l'encrassement des membranes et le nettoyage chimique entraînent une baisse des performances, entraînant une grande quantité de membranes de déchets RO, posant des défis importants à l'environnement et à la récupération des ressources. On estime qu'en 2025, le nombre global d'éléments de membrane RO RO jetés 8- dépassera 2 millions. Pour permettre leur réutilisation, les membranes de déchets peuvent être traitées à l'aide de technologies de régénération oxydative, qui peuvent être classées en quatre approches principales.
1. oxydation directe
Les membranes de ro déchet sont directement immergées dans une solution oxydante, où la couche sélective de polyamide (PA) est dégradée et convertie en membranes de nanofiltration (NF) ou d'ultrafiltration (UF).
Agents oxydants communs: hypochlorite de sodium (NaClo), permanganate de potassium (Kmno₄), peroxyde d'hydrogène (H₂o₂).
Résultats clés:
NaClO achieves efficient degradation through amide bond cleavage under alkaline conditions (pH>10), et l'intensité d'oxydation (ppm · h) est positivement corrélée avec le temps de traitement.
KMNO₄ montre de meilleures performances d'oxydation dans des conditions acides, mais son mécanisme de réaction nécessite une étude plus approfondie.
H₂o₂ s'appuie sur la réaction de Fenton pour générer des radicaux libres (OH ·) qui attaquent la couche PA et nécessitent une catalyse ionique de fer.
2.Pretrage + oxydation
Pour aborder les polluants de surface de la membrane (par exemple, les produits biologiques, les colloïdes, la mise à l'échelle inorganique), le nettoyage acide-base ou le pré-trempage du solvant est utilisé pour restaurer les performances de la membrane avant le traitement d'oxydation.
Nettoyage acide-base: supprime les contaminants tels que Al³⁺ et Si, empêchant la débordement trop pendant l'oxydation.
Présistance: le trempage de l'éthanol ou de l'isopropanol aide à restaurer les pores membranaires qui se sont effondrés en raison du séchage, améliorant l'efficacité d'oxydation ultérieure.
3. Oxydation synergique
Combiner des méthodes physiques ou chimiques pour améliorer l'efficacité d'oxydation:
Ultrasons assisté: échographie de 40 kHz combinée à KMNO₄ peut réduire le temps de traitement de 165 heures à 15 minutes, avec une augmentation de dix fois du flux.
Catalyse des ions métalliques: Ca²⁺, Fe²⁺, etc., peut accélérer la réaction d'oxydation de NaClo et abaisser l'intensité d'oxydation requise.
Processus photo-Fenton: la lumière UV combinée avec NaClo dégrade rapidement la couche PA par attaque radicale libre.
4. Oxydation + post-traitement
Après l'oxydation, les performances peuvent être encore améliorées par modification ou reconstruction de la couche sélective:
Revêtement de surface: Des matériaux hydrophiles tels que l'acide tannique (TA) et la séricine sont utilisés pour réparer la couche PA, améliorant les propriétés anti-8.
Polymérisation interfaciale: reconstruire les couches sélectives NF ou UF sur le substrat dégradé pour obtenir des améliorations de performances.
Applications pratiques
Traitement de l'eau potable: Les membranes d'ultrafiltration régénérées par l'oxydation de Naclo ont été appliquées à l'approvisionnement en eau dans les zones éloignées, avec des effluents répondant aux normes d'eau potable.
Traitement de lixiviat de décharge: les membranes régénérées ont démontré un flux stable et une opération à basse pression lors d'une étude pilote de mois 27-.
Réutilisation des eaux usées industrielles: les membranes NF régénérées oxydativement atteignent un taux de rejet de colorant à 96% et améliorent considérablement l'efficacité de séparation du sel.
Bien que des progrès substantiels aient été réalisés dans des applications pratiques, des goulots d'étranglement techniques restent, tels que les processus complexes et l'influence significative des types de pollution initiale sur les performances de la membrane régénérée.
Le recyclage oxydatif des membranes de ro déchet permet non seulement le recyclage des ressources en eau, mais offre également de nouvelles idées pour la transition verte de l'industrie du traitement de l'eau. Avec l'amélioration continue de la technologie d'oxydation et l'incorporation de solutions intelligentes, elle contribue à stimuler encore plus le développement durable.
