膜分离处理技术是一种新型高效的分离技术,因其具有分离过程中物料无相变、能耗低;去污系数高,出水水质好;设备简单,操作方便等特点,而被广泛应用于各类废水的处理中。本论文首先针对如何利用反渗透膜处理技术提高对核电厂放射性含硼废水中硼的去除率进行了研究。实验建立了单元件商业反渗透膜装置,选择陶氏RO(TW30-1812-50)膜对放射性含硼废水中的硼进行去除。详细考察了独立的膜元件、改变pH、投加山梨醇和甘露醇络合物等因素对截留率的影响。反渗透膜对溶液中硼的截留率会随着溶液pH值的升高而提高,pH值至11.0时,反渗透膜对溶液中硼的截留率最高,为76.1%。添加山梨醇并控制物质的量比为1:1时,截留率最高,为44.6%,添加甘露醇并控制物质的量比为1:1时,截留率最高,为30.81%。由此可见两种络合物均在物质的量比为1:1时对硼的截留率最高,且当物质的量相同时,山梨醇较甘露醇截留率更高,但也只达到44.6%。可见市场上商业化反渗透膜的截留率较低,并且核废水中放射性元素较多,改变条件可能会造成二次污染,因此开发研究出更加高性能的新型反渗透膜成为现阶段的重点。为解决上述难题,制备新型聚醚砜RO复合膜并进行性能测试。对膜的纯水通量、截留率进行分析。使用浸渍沉淀相转化法制备聚醚砜基膜和磺化聚醚砜浸润液、基膜在磺化聚醚砜浸润液中通过提拉法制备得到新型聚醚砜RO复合膜。同时对制备过程中的聚合物浓度、浸润时间及浸润液浓度、提拉方式进行改变,研究最优制备条件。进一步采用2.0 MPa的压力对复合膜预压30 min,复合层铸膜液溶剂均选择流延性能更好的NMP对复合膜的性能进行测试。结果表明,使用干法提拉法,当聚合物的浓度为20%、浸润时间为50 s、浸润液聚合物浓度为7%时,对硼的截留率更高,为56.82%。另通过扫描电子显微镜进行微观结构表征,利用核磁表征、接触角测试研究商业化RO膜及聚醚砜RO复合膜的亲疏水性和荷电性,对截留率进行对比分析。研究发现,新型聚醚砜RO复合膜比商业化RO膜的指状孔结构更加致密和整齐,孔径更小,膜内部的通道更窄,说明新型聚醚砜RO复合膜的水通量更小,截留率更高。通过水接触角测试发现,新型聚醚砜RO复合膜比商业化RO膜水接触角度更小,说明新型聚醚砜RO复合膜要比商业化RO膜亲水性好。这可能是由于在应用浸渍沉淀相转化法的基膜制备过程中,溶剂、非溶剂间的相互传质与聚合物溶液物化性质的变化和聚合物溶液的微观相分离是同时进行的,随着铸膜液中聚合物浓度的增加,溶剂的含量会相应减少,导致铸膜液的粘度增加。因此在浸渍沉淀相转化的过程中,膜表层的孔径会减小,膜内部的通道也会变窄,从而导致其水通量下降,截留率增加。并且通过引入磺酸基,使新型聚醚砜RO复合膜的亲水性得以提高,水分子就更容易通过膜孔径,同时污染物更难通过膜孔径。另外,由于磺酸基的引入,使反渗透膜表面的荷电荷性发生了改变,从原来的电中性变为电负性,与呈负电性的硼酸根离子发生排斥力,提高反渗透膜的分离效率。综上所述,新型聚醚砜RO复合膜比商业化RO膜在处理含硼废水的过程中体现出更强的分离性能。所制备的复合膜在核电废水处理方面具有潜在的应用价值。