CN101422700B - 一种超滤膜的化学清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种超滤膜的化学清洗方法，针对处理PTA精制废水的超滤膜，本发明用柠檬酸和亚硫酸氢钠配制的酸性洗液，溶解、洗脱超滤膜表面沉积吸附的由钴、锰离子氢氧化物等形成的无机污染物，用含有次氯酸钠的碱性氧化洗液，溶解、洗脱超滤膜表面沉积、吸附的有机胶体污染物。该方法可以有效洗脱污染物质、恢复超滤膜的运行通量和运行压力，保证PTA精制废水超滤处理过程的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种超滤膜的化学清洗方法，尤其涉及一种处理PTA精制废水的超滤膜的化学清洗方法。采用本发明的方法，能有效去除超滤膜污染对膜处理过程的影响，保证PTA废水膜处理过程的稳定进行。
背景技术
为了对精对苯二甲酸(PTA)精制废水进行有效的处理，达到废水回用的目的，发明人采用了一种基于膜法的处理方法，该方法的特点是：通过超滤去除废水中的大分子和胶体物质，通过反渗透过滤去除废水中的有机物和金属离子，然后通过离子交换进一步去除废水中的有机物和金属离子，处理后的废水达到了PTA生产工艺用水的水质要求，回用于生产过程。
由于膜污染会一直伴随着超滤过程发生，当超滤进行到一定时间，膜通量就会明显下降，为了使超滤过程能够正常进行，必须及时清洗已经污染的超滤膜，去除污染物，恢复膜的性能。
目前，超滤膜的清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两大类。采用化学清洗时，应根据污染物的性质以及膜本身的性质来选择合适的清洗液配方和清洗方法。
PTA精制废水的成分复杂，其中含有由钴、锰离子和PTA等有机物形成的胶体物质，在进行膜法处理前，通过调节pH和水温，可以使废水中的大部分胶体物质脱稳析出形成悬浮物，通过膜前的预过滤处理，胶体物质大部分以悬浮物的形式被去除，但仍有一些悬浮物和未析出的胶体物质进入超滤单元，随着超滤运行到一定时间，超滤膜会出现污堵现象。
由于PTA精制废水中特有的污染物组成及其胶体特性，现有技术中化学清洗配方和清洗方法的清洗效果不佳，不能满足PTA精制废水膜处理过程的清洗要求。
发明内容
为了清洗膜处理PTA精制废水时超滤膜上的污染物质，本发明提供了一种化学清洗方法，该方法能够有效洗脱PTA精制废水在超滤膜膜丝内沉积的无机污染物和有机污染物，超滤膜的运行通量和运行压力均能恢复到污染前的水平。
本发明的一种超滤膜的化学清洗方法是这样实现的：
一种超滤膜的化学清洗方法，针对用于处理PTA精制废水的超滤膜，所述清洗方法依次包括以下步骤：
a.配置酸性洗液，对超滤膜组件进行正冲洗；所述酸性洗液中含有柠檬酸和亚硫酸氢钠；b.配置碱性洗液，对超滤膜组件进行正冲洗；所述碱性洗液中含有次氯酸钠，并用碱调节洗液的pH为碱性。
在具体实施时，所述用于处理PTA精制废水的超滤膜是中空纤维膜，其材质是聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯。
在具体实施时，步骤a中，所述柠檬酸和亚硫酸氢钠在酸性洗液中的浓度为0.1～1.0wt％，柠檬酸和亚硫酸氢钠的重量比为4∶1～2∶1。步骤b中，所述碱性洗液中次氯酸钠的浓度为50～300ppm(以有效氯计)；用碱调节洗液的pH为10～12；调节洗液pH使用的碱是氢氧化钠。
在具体实施时，步骤a和步骤b中所述酸性洗液和碱性洗液的温度为30～50℃；步骤a酸性洗液的正冲洗和步骤b碱性洗液的正冲洗的冲洗通量为100～300l/m2h，冲洗时间为30～120min。
在具体实施时，在步骤a之前、步骤ab之间、步骤b之后，分别使用清水或膜处理的产水对超滤膜组件依次进行反冲洗和正冲洗；所述反冲洗和正冲洗的冲洗通量为100～300l/m2h，冲洗时间为10～30min。
在PTA精制废水中，含有钴、锰等金属离子和PTA等有机物形成的胶体物质，这些物质主要造成了超滤膜的污堵；针对超滤膜污染物的特性，本发明采用酸性洗液和碱性氧化洗液交替冲洗超滤膜组件的方法洗脱污染物；由柠檬酸和亚硫酸氢钠配制的酸性洗液可以溶解膜表面沉积吸附的由钴、锰离子氢氧化物等形成的无机污染物，碱性氧化洗液可以溶解膜表面沉积吸附的有机胶体污染物。
采用本发明的方法，对处理PTA精制废水的超滤膜组件进行清洗，PTA精制废水在超滤膜组件内沉积吸附的无机污染物和有机污染物均可得到有效洗脱，超滤膜的运行通量和运行压力均能恢复到污染前的水平，保证PTA废水处理过程的稳定进行。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
实施例1
PTA精制废水经过预处理后，进入超滤单元进行处理。超滤单元使用材质为改性聚砜的中空纤维超滤膜组件，截留分子量为100000道尔顿，运行方式采用全量过滤。
在超滤单元过滤废水的初期，水温为25℃时，超滤膜组件的运行压力为0.055MPa，产水通量为70l/m2h；在过滤PTA精制废水一段时间后，超滤膜组件的运行压力上升至0.12MPa，产水通量降为60l/m2h，膜已产生污染，进入清洗程序。
1、停止向超滤膜装置进废水，启动反冲洗泵，将清水由膜组件的产水端进入膜组件进行反冲洗，反冲洗水排放；反冲洗通量为240l/m2h，反冲洗时间10min；然后用清水以280l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗10min后排放；
2、切断反冲洗流路，在清洗罐中用清水配制1％的柠檬酸亚硫酸氢钠溶液(柠檬酸∶亚硫酸氢钠＝2∶1)，加热到35℃，以280l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件进行正冲洗，酸性洗液由进水泵进入膜组件进水端，循环冲洗1h后排放；
3、启动反冲洗泵，由膜组件的产水端以240l/m2h的反洗通量泵入清水进行反冲洗10min，反冲洗水排放；然后用清水以280l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗10min后排放，酸洗过程结束；
4、在清洗罐中用清水配制200ppm的次氯酸钠溶液(以有效氯计)，用氢氧化钠溶液调pH至11.5，加热到35℃，以280l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件进行正冲洗，碱性洗液由进水泵进入膜组件进水端，循环冲洗1h后排放；
5、启动反冲洗泵，由膜组件的产水端以240l/m2h的反洗通量泵入清水进行反冲洗10min，反冲洗水排放；然后用清水以280l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗10min后排放，碱洗过程结束。
经过上述清洗过程，超滤继续过滤PTA精制废水，超滤的运行压力回落至0.058MPa，产水通量恢复为70l/m2h，超滤膜的性能得到恢复，清洗效果良好。
实施例2
采用同实施例1的中空纤维超滤膜组件，截留分子量为10000道尔顿，运行方式采用全量过滤。
在超滤单元过滤废水的初期，水温为25℃时，超滤膜组件过滤清水的运行压力为0.05MPa，产水通量为60l/m2h；在过滤PTA精制废水一段时间后，超滤膜组件的运行压力上升至0.13MPa，产水通量降为50l/m2h，膜已产生污染，进入清洗程序。
1、停止向超滤膜装置进废水，启动反冲洗泵，将清水由膜组件的产水端进入膜组件进行反冲洗，反冲洗水排放；反冲洗通量为110l/m2h，反冲洗时间20min；然后用清水以150l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗20min后排放；
2、切断反冲洗流路，在清洗罐中用清水配制0.2％的柠檬酸亚硫酸氢钠溶液(柠檬酸∶亚硫酸氢钠＝3∶1)，加热到45℃，以150l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件进行正冲洗，酸性洗液由进水泵进入膜组件进水端，循环冲洗2h后排放；
3、启动反冲洗泵，由膜组件的产水端以110l/m2h的反洗通量泵入清水进行反冲洗20min，反冲洗水排放；然后用清水以150l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗20min后排放，酸洗过程结束；
4、在清洗罐中用清水配制300ppm的次氯酸钠溶液(以有效氯计)，用氢氧化钠溶液调pH至10.5，加热到45℃，以150l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件进行正冲洗，碱性洗液由进水泵进入膜组件进水端，循环冲洗2h后排放；
5、启动反冲洗泵，由膜组件的产水端以110l/m2h的反洗通量泵入清水进行反冲洗20min，反冲洗水排放；然后用清水以150l/m2h的冲洗通量对超滤膜组件正冲洗20min后排放，碱洗过程结束。
经过上述清洗过程，超滤继续过滤PTA精制废水，超滤的运行压力回落至0.052MPa，产水流量恢复为60l/m2h，超滤膜的性能得到恢复，清洗效果良好。
Claims (5)
1.一种用于处理PTA精制废水的超滤膜的化学清洗方法，所述清洗方法依次包括以下步骤：
a.配置酸性洗液，对超滤膜组件进行正冲洗；所述酸性洗液中含有柠檬酸和亚硫酸氢钠；
b.配置碱性洗液，对超滤膜组件进行正冲洗；所述碱性洗液中含有次氯酸钠，并用氢氧化钠调节洗液的pH为碱性；
步骤a中，所述柠檬酸和亚硫酸氢钠在所述酸性洗液中的浓度为0.1～1.0wt％，所述柠檬酸和亚硫酸氢钠的重量比为4∶1～2∶1；
步骤b中，所述碱性洗液中次氯酸钠的浓度以有效氯计为50～300ppm；用氢氧化钠调节所述碱性洗液的pH为10～12。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：
所述用于处理PTA精制废水的超滤膜是中空纤维膜，其材质是聚丙烯腈、聚砜或聚偏氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：
步骤a和步骤b中所述酸性洗液和碱性洗液的温度为30～50℃。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：
步骤a所述酸性洗液的正冲洗和步骤b所述碱性洗液的正冲洗的冲洗通量为100～300L/m2h，冲洗时间为30～120min。
5.根据权利要求1～4之一所述的清洗方法，其特征在于：
在步骤a之前、步骤a和b之间、步骤b之后，使用清水对所述超滤膜组件依次进行反冲洗和正冲洗。
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