納濾是一種分離精度介于超濾和反滲透之間的膜分離技術。目前,市場上主要納濾膜產品是界面聚合法制備的聚酰胺超薄復合納濾膜。聚酰胺的氨基和羧基賦予納濾膜表面荷電性,使納濾膜可以通過道南效應和孔徑篩分作用分離溶質。由于納濾膜具有優異的小分子分離選擇性和高水通量,因此被廣泛應用于水處理和食品領域。
然而膜污染在長期膜分離過程中難以避免,引發嚴重的通量衰減和分離性能變化,進而嚴重限制納濾膜的大規模應用。盡管預處理、膜表面修飾和過程優化能大幅緩解膜污染,但膜清洗仍然是去除污染物、恢復通量有效和常規的方法。
膜清洗包括物理清洗和化學清洗。由于物理清洗效果有限,化學清洗被認為是恢復膜性能的有效策略。常用化學清洗劑類型包括:酸、堿、消毒劑、表面活性劑、金屬螯合劑和酶6類,而商用化學清洗劑一般是多種清洗劑組成的復合清洗劑。由于不同化學清洗劑之間存在協同效應,大多數情況下復合清洗劑能高效地去除膜表面/內部的污染物。
然而,頻繁化學清洗會造成納濾膜性質發生可逆/不可逆的改變,導致納濾膜受損和分離性能下降。因此,為了避免化學清洗對納濾膜的負面影響,需要深入了解化學清洗劑與納濾膜的作用機制。同時化學清洗劑之間的協同/抑制作用也需要進系統性總結,進而實現高效化學清洗。