S kontinuiranim rastom potražnje za globalnom liječenjem vode, membrane reverzne osmoze (RO) igraju neizmjerljivu ulogu u desalinizaciji morske vode i industrijskom pročišćavanju otpadnih voda ., kako se rasteni život povećava, odlijevanje membrane i kemijsko čišćenje dovode do pada. 2025., globalni broj odbačenih 8- inča RO membranskih elemenata premašit će 2 milijuna . kako bi se omogućila njihova ponovna upotreba, otpadne membrane RO mogu se tretirati pomoću tehnologija oksidativne regeneracije, koje se mogu klasificirati u četiri glavna pristupa .
1. izravna oksidacija
Membrane otpada RO su izravno uronjene u otopinu za oksidaciju, gdje se selektivni sloj poliamida (PA) degradira i pretvara u membrane nanofiltracije (NF) ili ultrafiltracije (UF) .
Uobičajena oksidirajuća sredstva: natrijev hipoklorit (NaCLO), kalijev permanganat (kmno₄), vodikov peroksid (h₂o₂) .
Ključna nalaza:
NaClO achieves efficient degradation through amide bond cleavage under alkaline conditions (pH>10), a intenzitet oksidacije (ppm · h) pozitivno je povezan s vremenom liječenja .
KMNO₄ pokazuje bolje performanse oksidacije u kiselim uvjetima, ali njegov reakcijski mehanizam treba daljnje istraživanje .
H₂o₂ se oslanja na Fentonovu reakciju kako bi stvorio slobodne radikale (OH ·) koji napadaju PA sloj i zahtijeva kataliza iona željeza .
2. prethodna obrada + oksidacija
Da se obratim površinskim zagađivačima membrane (e {. g ., organski, koloidi, anorganski skaliranje), čišćenje kiseline-baze ili prethodno prebijanje otapala koristi se za obnavljanje performansi membrane prije liječenja oksidacijom .
Čišćenje kiseline: Uklanja onečišćenja poput Al³⁺ i Si, sprječavajući prekomjerno razgradnju tijekom oksidacije .
Pretpostavljanje: Navođenje u etanolu ili izopropanolu pomaže obnovi membranskih pora koje su se srušile zbog sušenja, povećavajući naknadnu učinkovitost oksidacije .
3. Sinergistička oksidacija
Kombinacija fizičkih ili kemijskih metoda za poboljšanje učinkovitosti oksidacije:
Ultrazvuk potpomognut: 40 kHz ultrazvuk u kombinaciji s KMNO₄ može smanjiti vrijeme liječenja sa 165 sati na 15 minuta, s desetostrukim povećanjem toka .
Kataliza metalnih iona: Ca²⁺, Fe²⁺, itd. ., može ubrzati reakciju oksidacije NaCLO i sniziti potreban intenzitet oksidacije .
Foto-Fenton postupak: UV svjetlo u kombinaciji s NaClo brzo degradira PA sloj putem napada slobodnog radikala .
4. oksidacija + nakon tretmana
Nakon oksidacije, performanse se mogu dodatno poboljšati modifikacijom ili obnovom selektivnog sloja:
Površinski premaz: Hidrofilni materijali poput taninske kiseline (TA) i sericina koriste se za popravak sloj PA, poboljšavajući svojstva protiv bojenja .
Interfacijalna polimerizacija: rekonstruiranje NF ili UF selektivnih slojeva na degradiranom supstratu kako bi se postigla nadogradnja performansi .
Praktične primjene
PROMIJENJE PIJENSKE VODE: Ultrafiltracijske membrane regenerirane NaCLO oksidacijom primijenjene su na opskrbu vodom u udaljenim područjima, pri čemu otpadni voda ispunjava standarde pitke vode .
Liječenje odlagališta otpada: regenerirane membrane pokazale su stabilan tok i operaciju niskog tlaka tijekom pilotske studije 27- mjesečno .
Ponovna upotreba industrijske otpadne vode: Oksidativno regenerirane NF membrane postižu 96% stopu odbacivanja boje i značajno poboljšavaju učinkovitost odvajanja soli .
Iako je postignut značajan napredak u praktičnim primjenama, ostaju tehničke uske grle, poput složenih procesa i značajnog utjecaja početnih vrsta zagađenja na regeneriranu performanse membrane .
Oksidativno recikliranje membrana otpada RO ne samo da omogućava recikliranje vodenih resursa, već nudi i nove ideje za zeleni prijelaz industrije za obradu vode . kontinuiranim poboljšanjem tehnologije oksidacije i ugradnjom pametnih rješenja, pomaže u pokretanju održivog razvoja čak i dalje .
