纳滤是一种分离精度介于超滤和反渗透之间的膜分离技术。目前,市场上主要纳滤膜产品是界面聚合法制备的聚酰胺超薄复合纳滤膜。聚酰胺的氨基和羧基赋予纳滤膜表面荷电性,使纳滤膜可以通过道南效应和孔径筛分作用分离溶质。由于纳滤膜具有优异的小分子分离选择性和高水通量,因此被广泛应用于水处理和食品领域。
然而膜污染在长期膜分离过程中难以避免,引发严重的通量衰减和分离性能变化,进而严重限制纳滤膜的大规模应用。尽管预处理、膜表面修饰和过程优化能大幅缓解膜污染,但膜清洗仍然是去除污染物、恢复通量有效和常规的方法。
膜清洗包括物理清洗和化学清洗。由于物理清洗效果有限,化学清洗被认为是恢复膜性能的有效策略。常用化学清洗剂类型包括:酸、碱、消毒剂、表面活性剂、金属螯合剂和酶6类,而商用化学清洗剂一般是多种清洗剂组成的复合清洗剂。由于不同化学清洗剂之间存在协同效应,大多数情况下复合清洗剂能高效地去除膜表面/内部的污染物。
然而,频繁化学清洗会造成纳滤膜性质发生可逆/不可逆的改变,导致纳滤膜受损和分离性能下降。因此,为了避免化学清洗对纳滤膜的负面影响,需要深入了解化学清洗剂与纳滤膜的作用机制。同时化学清洗剂之间的协同/抑制作用也需要进系统性总结,进而实现高效化学清洗。