CN103041710B - 酸性膜清洗试剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸性膜清洗试剂及应用，所述酸性膜清洗试剂包括：43～87重量份的有机酸，6～34重量份的络合稳定剂和15～35重量份的表面活性剂。根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂，其使用量小，易溶解，解决了常规固态酸性清洗剂使用量大、溶解难的缺点，对无机盐类及铁类深度污染清洗效果显著，清洗周期大为缩短，且使用量小，针对性强，经济环保，不影响后续出水水质。

Description

酸性膜清洗试剂及其应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域及膜技术应用领域，具体地，本发明涉及一种酸性膜清洗试剂及其应用。

背景技术

目前，膜的污染是膜生物反应器主要研究方向之一。膜在长期运行后，污染比较严重，物理清洗很难去除所有物质而使膜通量恢复，它不但影响反应器内膜的稳定运行，而且还关系到膜的更换率，所以需要化学清洗才能有效恢复膜的通透能力。

常规化学清洗剂虽然适用于一般被污染的膜组件清洗，但对于水质情况较特殊、污染程度较严重的MBR或超滤膜组件，清洗效果欠佳，已不能彻底解决某些污染膜的清洗问题，导致系统更换新的膜组件，运行成本的大幅增加。在这些情况下，需要配制高效、经济、针对性强的膜清洗剂。

膜的污染和劣化始终是制约膜技术发展的重要因素。因此，对膜进行化学清洗，使膜运行通量得到恢复，才能有效降低膜的更换频率和成本。选择正确有效的试剂和洗膜方法，恢复膜的性能，延长膜的使用寿命，显得尤为重要。针对目前膜工艺进水、工况条件和出水要求，以及大量铁类絮凝剂使用，造成铁类金属和无机盐类对膜的污染较为严重，而市面上还没有针对性很强、成本较低、清洗时间周期短的酸性膜清洗试剂。

目前，用于膜清洗的常规酸性试剂存在的问题为：首先，达到预期清洗效果时，浓度和清洗时间要求较高；其次，针对性不强，膜通量恢复程度有限，再次，大规模使用时，使用量大，有机酸类基本都是固体颗粒态，固态溶解时，操作使用较麻烦。另外市场上所出现的酸性复配剂类，成本较高，固态类也较多，在较短时间周期内清洗效果不够理想。对此，膜应用行业迫切需要一种清洗效果好、周期短、成本低的酸性膜清洗试剂。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

为此，本发明的一个目的在于提出一种清洗效果好、周期短、成本低的酸性膜清洗试剂。

根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂，包括：43～87重量份的有机酸，6～34重量份的络合稳定剂和15～35重量份的表面活性剂。

根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂，其使用量小，易溶解，解决了常规固态酸性清洗剂使用量大、溶解难的缺点，对无机盐类及铁类深度污染清洗效果显著，清洗周期大为缩短，且使用量小，针对性强，经济环保，不影响后续出水水质。

另外，根据本发明上述实施例的酸性膜清洗试剂，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述有机酸包括3～17重量份的抗坏血酸和40～70重量份的柠檬酸或草酸。

根据本发明的一个实施例，所述络合稳定剂包括3～17重量份的六偏磷酸钠和3～17重量份的偏亚硫酸钠。

根据本发明的一个实施例，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

根据本发明的一个实施例，所述表面活性剂为季铵盐类阳离子表面活性剂。

根据本发明的一个实施例，所述表面活性剂为选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、季铵盐类、烷基磺酸盐类中的一种或多种。

本发明的另一个目的在于提出一种酸性膜清洗试剂的应用，将所述酸性膜清洗试剂配制成水溶液，其中所述水溶液中酸性膜清洗试剂的质量百分比为0.1～2%。。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂的制备流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面首先参考图1描述根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂的制备流程。

如图1所示，根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂的制备方法具体可以包括：

S1：提供43～87重量份的有机酸，6～34重量份的络合稳定剂和15～35重量份的表面活性剂。

S2：根据膜污染程度及污染特征，将所述有机酸、络合稳定剂和表面活性剂按一定浓度混合溶解，制得满足清洗要求的酸性膜清洗试剂。

由此，即可以制得根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂。该制备方法简单易行，操作流程短，制备方便。

具体地，根据本发明的一个实施例，所述有机酸包括3～17重量份的抗坏血酸和40～70重量份的柠檬酸或草酸。其中，抗坏血酸虽然含量较低，但是为固定成分，与柠檬酸或草酸复配使用，具有更好的清洗效果。

关于所述络合稳定剂，需要理解的是，所述络合稳定剂的含量在与所述有机酸中抗坏血酸的含量相近时，可使抗坏血酸具有更长时间的有效性。因此，根据本发明的一个实施例，所述络合稳定剂包括3～17重量份的六偏磷酸钠和3～17重量份的偏亚硫酸钠。

根据本发明的一个实施例，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂，例如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠等不仅在碱性环境下对膜清洗有一定效果，也有利于提高酸性清洗剂的清洗能力。

根据本发明的另一个实施例，所述表面活性剂也可以为季铵盐类活性剂。季铵盐类表面活性剂在膜清洗中和常规试剂的复配使用，对常规试剂的清洗性能有所提高，并且可以兼做杀菌剂,用于杀灭膜微孔滋生的微生物。

具体地，根据本发明的一个实施例，所述表面活性剂可以为选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、季铵盐类、烷基磺酸盐类中的一种或多种。由此，各种试剂均为市售常规试剂，使用量小，易溶解，方便配制和使用，并且制备成本低，经济环保。

下面具体描述根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂。

根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂，包括：43～87重量份的有机酸，6～34重量份的络合稳定剂和15～35重量份的表面活性剂。

根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂，其使用量小，易溶解，解决了常规固态酸性清洗剂使用量大、溶解难的缺点，对无机盐类及铁类深度污染清洗效果显著，清洗周期大为缩短，且使用量小，针对性强，经济环保，不影响后续出水水质。

优选地，所述有机酸包括3～17重量份的抗坏血酸和40～70重量份的柠檬酸或草酸。其中，抗坏血酸虽然含量较低，但是为固定成分，与柠檬酸或草酸复配使用，具有更好的清洗效果。所述络合稳定剂包括3～17重量份的六偏磷酸钠和3～17重量份的偏亚硫酸钠。所述表面活性剂可以为选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、季铵盐类、烷基磺酸盐类中的一种或多种。

由于根据本发明上述实施例的酸性膜清洗试剂的制备方法具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的制备方法制备所得的酸性膜清洗试剂也具有相应的技术效果。

根据本发明一个实施例的酸性膜清洗试剂的实际应用，将所述酸性膜清洗试剂配制成水溶液，其中所述水溶液中酸性膜清洗试剂的质量百分比为0.1～2%。。酸性膜清洗试剂在配制时，将所述酸性膜清洗试剂直接用水溶解，并稀释到质量浓度为0.1～2%即可。所述酸性膜清洗试剂的水溶液可应用于常规在线清洗维护，也可应用于深度污染膜的离线清洗。

下面结合具体实施例描述根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂。

实施例1

一、实验材料：

1、污染膜丝：本实施例所使用的污染膜丝为无锡某水厂MBR工艺所使用的中空纤维膜。污染特征：膜丝棕黄色，局部较多深色黄斑，通量较小，经验证为铁类污染。

2、清洗试剂：

酸性清洗剂A：柠檬酸

酸性膜清洗试剂B，其中，各成分的质量百分比为：抗坏血酸7%，柠檬酸60%，六偏磷酸钠7%，偏亚硫酸钠7%，十六烷基三甲基溴化铵19%。

酸性膜清洗试剂C，其中，各成分的质量百分比为：抗坏血酸7%，柠檬酸60%，六偏磷酸钠7%，偏亚硫酸钠7%，十二烷基苯磺酸钠19%。

二、实验方法：

1、首先，在纯水中20kPa条件下测定污染膜丝的初始通量。

2、将每种清洗试剂分别对3种膜丝进行浸泡、清洗，浸泡时间为4h。

3、清洗后，在纯水中20kPa条件下测定各膜丝的通量，并计算各种清洗试剂清洗后的膜丝通量平均值。其测定结果见表1。

表1清洗前后膜丝的通量及表观特征

三、实验结果：

通过表1可以看出，根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂B和酸性膜清洗试剂C清洗效果（通量恢复、表观特征）都好于使用单一酸性清洗剂A的清洗效果。更适用于铁类金属离子对膜造成的深度污染；相同浓度下，酸性膜清洗试剂B的清洗效果略优于酸性膜清洗试剂C的清洗效果，但酸性膜清洗试剂B的成本略高，可根据现场及实际情况需求对比选择。

实施例2

一、实验材料：

1、污染膜丝：本实施例所使用的污染膜丝为浸没式超滤膜，来自雁栖MBR中试基地，进水为二沉池出水。污染特征：经次氯酸钠200-500ppm次氯酸钠在线清洗后，压力基本得到恢复，但膜丝表面积累较多黄色薄层粘泥。

2、清洗试剂：

酸性膜清洗试剂D，其中，各成分的质量百分比为：抗坏血酸5%，柠檬酸70%，六偏磷酸钠5%，偏亚硫酸钠5%，十六烷基三甲基溴化铵15%。

二、实验方法：

清洗方式：首先在线次氯酸钠清洗，配制好200ppm的次氯酸钠，使用量2L/m²，

将其于15min内打完，连续3次浸泡10min后空曝3min。并去除残余后。

（1）配制好质量浓度为0.8%的酸性膜清洗试剂D，使用量2L/m²，在线反洗，将清洗试剂于15min内打完，连续3次浸泡10min后空曝3min。清洗频率5天/次。

（2）在质量浓度为1.5%的酸性膜清洗试剂D中浸泡20-30min。清洗频率10天/次。

三、实验结果：

酸性膜清洗试剂D两种清洗方式均能很好的去除膜丝表面所积累的黄色粘泥，在次氯酸钠清洗基础上，能避免污染的进一步加深，保证了超滤膜的连续运行。

实施例3

一、实验材料：

1、污染膜丝：本实施例所使用的污染膜丝为湖北某污水厂MBR工艺的中空纤维帘式膜。

污染特征：处理规模11万吨/日，膜组件平均运行通量18LMH，运行负压12-15kPa，常规1000ppm次氯酸钠在线清洗后，运行负压几乎不变，经2%柠檬酸在线清洗后，运行负压明显下降。

2、清洗试剂：

酸性清洗剂A：柠檬酸

酸性膜清洗试剂E，其中，各成分的质量百分比为：抗坏血酸8%，柠檬酸65%，六偏磷酸钠5.5%，焦亚硫酸钠5.5%，十二烷基苯磺酸钠16%。

二、实验方法：

选择2个运行情况较接近的廊道为实验对比对象，每个廊道共6个组器，一个组器60片膜，每片膜26.5m³，连续观察6周，4个清洗周期，其中一个廊道使用酸性清洗剂A，另一个廊道使用酸性膜清洗试剂E。分别测定清洗前后廊道的运行负压。测定结果见表2。

表2清洗前后廊道的运行负压

三、实验结果：

通过表2可以看出，根据本发明实施例的酸性膜清洗试剂E在同2%的酸性清洗剂A维持清洗效果相当的情况下，投加使用量减小了一半多，一方面减轻固态清洗剂大规模使用时的溶解负担，降低了成本，另一方面溶解时间缩短也同时缩短了整个清洗周期。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种酸性膜清洗试剂，其特征在于，各成分的质量百分比为抗坏血酸7％，柠檬酸60％，六偏磷酸钠7％，偏亚硫酸钠7％，十六烷基三甲基溴化铵19％。

2.一种酸性膜清洗试剂，其特征在于，各成分的质量百分比为：抗坏血酸7％，柠檬酸60％，六偏磷酸钠7％，偏亚硫酸钠7％，十二烷基苯磺酸钠19％。

3.一种酸性膜清洗试剂，其特征在于，抗坏血酸5％，柠檬酸70％，六偏磷酸钠5％，偏亚硫酸钠5％，十六烷基三甲基溴化铵15％。

4.一种酸性膜清洗试剂，其特征在于，各成分的质量百分比为：抗坏血酸8％，柠檬酸65％，六偏磷酸钠5.5％，焦亚硫酸钠5.5％，十二烷基苯磺酸钠16％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的酸性膜清洗试剂的应用，其特征在于，将所述酸性膜清洗试剂配制成水溶液，其中所述水溶液中酸性膜清洗试剂的质量百分比为0.1～2％。