苦咸水反渗透膜回收再利用：氧化降解调控、性能表征及其在水产养殖系统的应用验证

为解决废弃反渗透(RO)膜的环境污染问题，研究人员通过次氯酸钠(NaOCl)氧化降解聚酰胺(PA)层，结合HCl/NaOH/SDS多步清洗工艺，将报废苦咸水RO膜转化为具有超滤(UF)特性的再生膜。该膜在97.9-147.6 L/m2·h通量下对BSA蛋白保持82-91%截留率，并成功应用于热带对虾循环水养殖系统，实现藻类去除率>87%和细菌完全截留，为膜废弃物资源化提供新思路。

　　

随着全球海水淡化规模扩大，每年产生约1.4万吨废弃反渗透(RO)膜模块，传统焚烧和填埋处理方式带来严峻环境挑战。更棘手的是，膜污染和老化导致膜更换成本占运营支出的15-20%，而热带水产养殖系统的高有机负荷和微生物多样性又对水处理技术提出特殊要求。如何实现废弃膜的循环利用，成为环境工程和水产养殖领域亟待突破的难题。

针对这一挑战，印度尼西亚迪波内戈罗大学化学工程系的研究团队创新性地提出将报废苦咸水RO膜转化为超滤(UF)膜的回收策略。研究人员采用多步化学清洗结合可控氧化降解的方法，通过系统表征和性能验证，成功开发出适用于对虾养殖水处理的再生膜技术，相关成果发表在《Desalination and Water Treatment》期刊。

研究团队运用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)监测膜表面污染物清除效果，采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)追踪聚酰胺(PA)层降解过程，并通过原子力显微镜(AFM)分析表面粗糙度变化。跨流过滤装置用于测定纯水通量和溶质截留率，而实际性能验证则采用对虾养殖池塘水样，检测其对浮游生物和弧菌(Vibrio spp.)的去除效率。

在膜清洗效果方面，HCl/NaOH/SDS组合清洗显著降低了硅(Si)含量（从17.49%降至8.08%），SEM显示污染物明显减少。氧化降解实验发现，0.6% NaOCl处理168小时后，FTIR谱图中酰胺I(1712 cm^-1)、酰胺II(1579 cm^-1)特征峰完全消失，表明PA层彻底降解。AFM显示表面粗糙度(Ra)从16.688 nm降至2.350 nm，接触角从53.3°增至89.39°，证实膜亲水性改变。

性能测试显示，再生膜纯水通量随NaOCl浓度和处理时间递增，0.6% NaOCl处理168小时达147.6±4.7 L/m²·h。盐截留率呈现浓度依赖性，MgSO₄截留从44±0.00%（24小时）降至7±0.05%（168小时），而BSA蛋白截留保持82-91%。实际应用测试中，再生膜对浮游生物去除率达87.7-97.7%，并能完全截留细菌（6.98×10⁵ CFU/ml）和弧菌（2×10¹ CFU/ml），性能接近商业UF膜。

这项研究首次证实废弃RO膜经可控氧化降解后，可转化为适用于热带水产养殖系统的过滤膜。通过建立"清洗-降解-验证"的技术路线，不仅解决了膜废弃物处置难题，还创造了循环经济价值。特别值得注意的是，再生膜对弧菌的高效截留为对虾养殖中的病害防控提供了新手段。尽管长期稳定性和残余氯影响仍需评估，但该技术为膜材料可持续利用和水产养殖水处理提供了创新解决方案，兼具环境效益和经济效益。研究团队建议未来开展中试试验，进一步验证再生膜在实际养殖环境中的表现。