CN101721916B - 一种反渗透膜的化学清洗方法 - Google Patents

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Abstract

一种反渗透膜的化学清洗方法，针对处理PTA精制废水的反渗透膜，本发明用柠檬酸和亚硫酸氢钠配制的酸性洗液，溶解、洗脱膜表面沉积吸附的由钴、锰离子及其氢氧化物等形成的无机污染物，用含有十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠的碱性洗液，溶解、洗脱膜表面沉积、吸附的有机胶体污染物。该方法可以有效洗脱膜表面的污染物质、恢复反渗透膜的运行通量、运行压力和脱盐率，保障PTA精制废水反渗透膜处理过程的稳定运行。

Description

一种反渗透膜的化学清洗方法
技术领域
本发明涉及一种反渗透膜的化学清洗方法，尤其涉及一种处理PTA精制废水的反渗透膜的化学清洗方法。采用本发明的方法，能有效地去除反渗透膜的污染，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)精制废水进行处理，达到废水回用的目的，一般采用基于膜分离的处理方法，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PTA生产工艺用水的水质要求，可回用于生产过程。
由于膜的污染与膜处理过程伴随发生，当膜表面的污染物累积到一定程度后，反渗透膜的膜通量明显下降，造成压差逐渐升高、产水量下降、脱盐率下降。为了使反渗透过程得以正常进行，必须及时清洗被污染的反渗透膜组件，去除膜污染物，恢复膜性能。
目前，反渗透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，需要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，经过pH和水温的调控可使废水中的大部分胶体物质析出变成悬浮物，再经过滤和超滤等过程去除，但仍有少量未析出的胶体物质进入反渗透单元，随着反渗透运行时间的增加，反渗透膜会发生污堵现象。
由于PTA精制废水中特有的污染物组成及其胶体特性，现有技术中的化学清洗配方和清洗方法针对性不强，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
为了清洗处理PTA精制废水时反渗透膜上形成的污染物质，本发明提供了一种化学清洗方法，该方法能够有效洗脱PTA精制废水在反渗透膜表面及内部沉积的无机污染物和有机污染物，使反渗透膜的运行通量和运行压力均能恢复到污染前的水平。
本发明的一种反渗透膜的化学清洗方法是这样实现的：
一种反渗透膜的化学清洗方法，针对处理PTA精制废水的反渗透膜，所述清洗方法依次包括以下步骤：
a.配置酸性洗液，对反渗透膜组件进行冲洗；所述酸性洗液中含有柠檬酸和亚硫酸氢钠，其余为水；b.配置碱性洗液，对反渗透膜组件进行冲洗；所述碱性洗液中含有氢氧化钠和十二烷基苯磺酸钠，其余为水。
在具体实施时，所述处理PTA精制废水的反渗透膜是卷式膜，膜材料选自聚酰胺或醋酸纤维素。
在具体实施时，在步骤a中，所述酸性洗液的pH为2～4、柠檬酸和亚硫酸氢钠的重量比为4～2：1、柠檬酸和亚硫酸氢钠浓度之和为0.1～1.0wt％；在步骤b中，所述碱性洗液的pH为10～12、氢氧化钠浓度为0.1～0.5wt％、十二烷基苯磺酸钠浓度为0.1～0.2wt％。
在具体实施时，步骤a和步骤b所述酸性洗液和碱性洗液的冲洗温度为30～40℃。步骤a酸性洗液和步骤b碱性洗液的冲洗通量为70～90L/m2h、冲洗时间为1～4h。
在具体实施时，在步骤a之前、步骤ab之间和步骤b之后，分别使用清水或膜处理的产水对反渗透膜组件进行冲洗。所述冲洗的冲洗通量为70～90L/m2h，冲洗时间为10～30min。
PTA精制废水的COD含量一般为2000～5000mg/l、金属离子含量一般为30～80mg/l，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膜的污堵；针对反渗透膜上污染物的特性，本发明采用酸性洗液和碱性氧化洗液交替冲洗反渗透膜组件洗脱污染物；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，含有氢氧化钠和十二烷基苯磺酸钠的碱性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精制废水的反渗透膜组件进行化学清洗，PTA精制废水在膜组件沉积吸附的无机污染物和有机污染物均可得到有效洗脱，膜的运行通量、运行压力和脱盐率均能恢复到污染前的水平，保障PTA废水膜处理过程的连续稳定进行。
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和超滤处理后，进入反渗透处理单元。
反渗透单元使用二支材质为聚酰胺的卷式反渗透膜组件，单支膜面积为7.9m2，采用并联运行方式。
在反渗透单元处理PTA废水的初期，水温为25℃，反渗透膜组件的运行压力为1.1MPa，产水通量为25L/m2h，脱盐率为99.5％；在处理PTA精制废水一段时间后，反渗透组件的运行压力上升至1.2MPa，产水通量降为21L/m2h，脱盐率降为99％，反渗透膜已产生污染，进入清洗程序。
1、停止向反渗透装置进水，用反渗透产水对膜组件进行冲洗，冲洗通量为75L/m2h，冲洗时间10min；
2、用反渗透产水配制0.2％柠檬酸和亚硫酸氢钠溶液，柠檬酸与亚硫酸氢钠的重量比为4：1，混合均匀后pH3.6，以75L/m2h的冲洗通量向反渗透膜组件打入上述清洗液，保持温度为35℃、压力为0.35MPa，先浸泡1h，然后再循环冲洗2h后将清洗液排放
3、用反渗透产水对膜组件进行冲洗，冲洗通量为75L/m2h，冲洗时间10min，酸洗过程结束；
4、用反渗透产水配制0.1％十二烷基苯磺酸钠清洗液，用氢氧化钠溶液调pH至11.5，氢氧化钠浓度达到0.45wt％，混合均匀，以75L/m2h的冲洗通量向反渗透膜组件打入清洗液，保持温度为35℃，压力为0.35MPa，先浸泡1h，然后再循环冲洗2h后将清洗液排放；
5、用反渗透产生对膜组件进行冲洗，冲洗通量为75L/m2h，冲洗时间10min，碱洗过程结束。
经过上述清洗过程后，反渗透膜继续处理PTA精制废水，水温为25℃，运行压力又回落至1.1MPa，产水通量恢复为24.5L/m2h，脱盐率恢复为99.3％。反渗透膜的性能基本得到恢复，清洗效果良好。
实施例2
采用同实施例1的卷式反渗透膜组件，单支膜面积为7.9m2，并联运行。
在反渗透单元处理PTA废水的初期，水温为25℃，反渗透膜组件的运行压力为1.0MPa，产水通量为24L/m2h，脱盐率为99％；在处理PTA精制废水一段时间后，反渗透组件的运行压力上升至1.2MPa，产水通量降为20L/m2h，脱盐率降为98.6％，反渗透膜已产生污染，进入清洗程序。
1、停止向反渗透装置进水，用反渗透产水对膜组件进行冲洗，冲洗通量为90L/m2h，冲洗时间25min；
2、用反渗透产水配制1％柠檬酸和亚硫酸氢钠溶液，柠檬酸与亚硫酸氢钠的重量比为2：1，混合均匀后pH2.3，以90L/m2h的冲洗通量向反渗透膜组件打入上述清洗液，保持温度为30℃、压力为0.45MPa，先浸泡1h，然后再循环冲洗3h后将清洗液排放
3、用反渗透产水对膜组件进行冲洗，冲洗通量为90L/m2h，冲洗时间25min，酸洗过程结束；
4、用反渗透产水配制0.15％十二烷基苯磺酸钠清洗液，用氢氧化钠溶液调pH至10.5，氢氧化钠浓度为0.15wt％，混合均匀，以90L/m2h的冲洗通量向反渗透膜组件打入清洗液，保持温度为30℃，压力为0.25MPa，先浸泡1h，然后再循环冲洗3h后将清洗液排放；
5、用反渗透产生对膜组件进行冲洗，冲洗通量为90L/m2h，冲洗时间25min，碱洗过程结束。
经过上述清洗过程后，反渗透膜继续处理PTA精制废水，水温为25℃，运行压力又回落至1.0MPa，产水通量恢复为24L/m2h，脱盐率恢复为99％。反渗透膜的性能基本得到恢复，清洗效果良好。

Claims (6)

1.一种用于处理PTA精制废水的反渗透膜的化学清洗方法，所述清洗方法依次包括以下步骤：
a.配置酸性洗液，对反渗透膜组件进行冲洗；所述酸性洗液中含有柠檬酸和亚硫酸氢钠，其余为水；所述酸性洗液的pH为2～4、柠檬酸和亚硫酸氢钠的重量比为4～2∶1、柠檬酸和亚硫酸氢钠浓度之和为0.1～1.0wt％；
b.配置碱性洗液，对反渗透膜组件进行冲洗；所述碱性洗液中含有氢氧化钠和十二烷基苯磺酸钠，其余为水；所述碱性洗液的pH为10～12、氢氧化钠浓度为0.1～0.5wt％、十二烷基苯磺酸钠浓度为0.1～0.2wt％。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：
所述处理PTA精制废水的反渗透膜是卷式膜，膜材料选自聚酰胺或醋酸纤维素。
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所述酸性洗液和碱性洗液的冲洗温度为30～40℃。
4.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：
步骤a酸性洗液和步骤b碱性洗液的冲洗通量为70～90L/m2h、冲洗时间为1～4h。
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ab之间和步骤b之后，分别使用清水或膜处理的产水对反渗透膜组件进行冲洗。
6.根据权利要求5所述的清洗方法，其特征在于：
所述使用清水或膜处理的产水对反渗透膜组件进行冲洗的冲洗通量为70～90L/m2h、冲洗的时间为10～30min。
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