CN104524981A - 一种酸性膜清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸性膜清洗剂，它包括如下百分比的组分：无机酸10-80wt％，表面活性剂1-20wt％，助洗剂0-10wt％，膜保护剂1-5wt％，醇醚类溶剂0-20wt％，消泡剂0-1wt％，其余为水。本发明酸性膜清洗剂的清洗效果好，成本低廉，市场应用前景良好。

Description

一种酸性膜清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种酸性膜清洗剂及其制备方法。

背景技术

膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离，目前已广泛应用于化学工业、水处理、食品及生化工业、纺织制革工业、造纸工业，医药卫生等多个领域。目前，已有的膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜及RO反渗透膜等运用有机或无机材质生产的一类或几类膜组。微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。纳滤膜：孔径在1nm以上，一般1-2nm，是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。RO反渗透膜孔径小至纳米级，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。

伴随着工业生产的不断进行，膜组的污染是不可避免的，膜组污染程度越厉害，膜组的通透性越差，如果在生产过程中不及时对膜组进行清洗，膜组将会发生不可逆的变质，从而造成膜组报废，造成极其大的经济损失，是任何企事业单位都无法承受的。目前市销的膜清洗剂主要有三种类型：酸性清洗剂、碱性清洗剂、酶制剂清洗剂。

现有文献报告的酸性清洗剂，一般仅仅含有酸，或者是酸和络合物、还原剂的组合，此种清洗剂组分简单，清洗效果不佳，如，公开号为CN1025553452A和CN10304170A的专利申请公开的清洗剂。而目前通用的市售的酸清洗剂，如，厦门某膜环境技术股份有限公司的LC-07膜清洗剂，虽然洗剂效果较为令人满意，但是售价太高，使用的成本太高，且高额的运输费用造成企业额外负担。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新的酸性膜清洗剂及其制备方法。

本发明酸性膜清洗剂，它包括如下百分比的组分：无机酸20-80wt％，表面活性剂2-20wt％，助洗剂2-8wt％，膜保护剂0.2-3wt％，醇醚类溶剂0-15wt％，消泡剂0-1wt％，其余为水。

本发明酸性清洗剂可用于微滤膜、超滤膜、纳滤膜及RO反渗透膜等运用有机或无机材质生产的一类或几类膜组的清洗。

优选地，它包括如下百分比的组分：无机酸40wt％，表面活性剂10wt％，助洗剂3wt％，膜保护剂0.8wt％，醇醚类溶剂5wt％，消泡剂0.5wt％，其余为水。

wt％：重量百分比。

所述无机酸为硝酸、磷酸、盐酸和硫酸中的一种或多种。

所述表面活性剂为AEO、TX-10或PEG-2椰油基甲基氯化铵中的一种或多种。

所述助洗剂为三聚磷酸钠、硅酸钠、硫酸钠和聚丙烯酸中的一种或多种。

所述膜保护剂主要为吸附膜型缓蚀剂和/或氧化膜型缓蚀剂。优选地，所述氧化膜型缓蚀剂为亚硝酸钠。

所述醇醚类溶剂为乙二醇、甲醇、乙醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和三甘醇丁醚中的一种或多种的一种或多种。

所述消泡剂为聚醚类消泡剂。优选地，所述聚醚类消泡剂为泡敌。

本发明酸性膜清洗剂的制备方法，它包括如下步骤：

(a)取无机酸，混匀，再加入表面活性剂，搅拌溶解，得混合液；

(b)向步骤a的混合液中依次加入助洗剂、膜保护剂、醇醚类溶剂、消泡剂，搅拌均匀，加水定容，即可。

本发明酸性膜清洗剂的清洗效果非常好，优于市售的厦门某膜环境技术股份有限公司的LC-07膜清洗剂，且成本低廉，工业应用前景优良。

本发明酸性膜清洗剂是以无机酸为主导，主要用于溶解沉淀在膜表面及膜孔内部的无机盐类物质，其中的无机盐主要包括碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、氢氧化镁等几种常见的无机盐沉淀，同时用于去除各种有机物污染。

本发明酸性膜清洗剂通过选择特定的强酸、表面活性剂、助洗剂、膜保护剂、醇醚类溶剂和消泡剂，在特定配比下复配使用，可以有效去膜表面的沉淀，恢复膜的通透性。本发明使用的是多元表面活性剂体系，由于各种不同类表面活性剂之间的协同增溶效应，比现有的一元体系更能够降低油污的表面张力，从而进一步提高了对油污的去除效果。同时，本发明添加的膜保护剂则是在膜组及设备表面形成一定的保护膜，用于防止强酸对设备的腐蚀，确保使用的安全性。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1  清洗结果比较

具体实施方式

缩略语

AEO：脂肪醇聚氧乙烯醚；TX：壬基酚聚氧乙烯醚。

原料

AEO、TX-10、硫酸钠，购自邢台蓝星助剂厂；泡敌(消泡剂)，购自新疆德蓝股份有限公司；硝酸、磷酸等常见原料也均为市售品。

实施例1  本发明酸性清洗剂的制备

本实施例用于制备清洗剂样品1，组成为：硝酸30wt％，磷酸10wt％，AEO5wt％，TX-10 5wt％，硫酸钠3wt％，亚硝酸钠1wt％，甲醇5wt％，泡敌0.5wt％，最后加水到100wt。

配制方法：取耐酸性容器，按照上述配比称取各物质，加入硝酸30wt％，再加入磷酸10wt％。缓慢搅拌，然后加入表面活性剂AEO5wt％，TX-10 5wt％。搅拌溶解后得到混合液，向所述混合液中依次加入助洗剂硫酸钠3wt％、膜保护剂亚硝酸钠1wt％、甲醇5wt％、泡敌0.5wt％，最后加水到100wt％，搅拌均匀，即得到本发明的清洗剂。

实施例2  本发明酸性清洗剂的制备

本实施例用于制备清洗剂样品2，组成为：硝酸30wt％，磷酸15wt％，AEO 5wt％，TX-10 5wt％，PEG-2椰油基甲基氯化铵5wt％，硫酸钠3wt％，亚硝酸钠0.8wt％，甲醇2wt％，乙醇3wt％，泡敌0.5wt％，最后加水到100wt。制备方法同实施例1。

实施例3  本发明酸性清洗剂的制备

本实施例用于制备清洗剂样品2，组成为：硝酸10wt％，磷酸10wt％，AEO 15wt％，TX-10 1wt％，硫酸钠2wt％，亚硝酸钠0.2wt％，甲醇5wt％，乙醇10wt％，泡敌1wt％，最后加水到100wt。制备方法同实施例1。

实施例4  本发明酸性清洗剂的制备

本实施例用于制备清洗剂样品2，组成为：硝酸30wt％，磷酸50wt％，AEO 10wt％，TX-10 10wt％，硫酸钠8wt％，亚硝酸钠3wt％1，最后加水到100wt。制备方法同实施例1。

以下用实验例的方式来说明本发明的有益效果：

实验例1  本发明酸性清洗剂的使用

1、实验方法

用本发明实施例2制备的酸性清洗剂来处理纳滤膜：选取一组纳滤膜放入清洗罐中，取5千克本发明酸性清洗剂，溶解，注入清洗罐中，对清洗溶液加热至30℃，循环清洗30min，最后再用一级RO水清洗膜组件，即可。

由于常规无机污染物一般以碳酸钙为主，因此本实验以碳酸钙的去除率来表达本发明的清洗效果。清洗前后分别取料液、浓缩液、透析水、清洗剂循环水进行硬度检测，按照下列公式，及检测结果计算对硬度的去除率。

2、实验结果

样品名称	料液	浓缩液	透析水	清洗剂循环水
					硬度(CaCO3)	486	2268	85	72

最终计算出单次清洗硬度去除率为89.9％。

实验结果说明，本发明酸性清洗剂可以有效去除无机物，清洗效果优良。

实验例2  本发明酸性清洗剂与厦门某公司的对比

一、清洗效果比较

1、实验方法

在提取车间的1-6号膜组进行如下实验：生产数个周期，待膜组通量降低到极低值(清洗通量为2～3m³/h)时，采用先用厦门某公司的LC-07号酸性清洗剂；生产数个周期，待膜组通量降低到极低值(清洗通量为2～3m³/h)时，再用本发明实施例1制备的酸性清洗剂清洗膜组进行纵向对比。部分膜组重复一次。

单次清洗流程：将溶解后的清洗剂注入清洗罐中，对清洗溶液进行加热至其清洗温度30℃，在该温度下循环清洗30min，最后再用一级RO水(反渗透的水)清洗膜组件，即可。

每次清洗结束时记录清洗通量(m³/h)。

2、实验结果

实验结果如图1所示：

本发明酸性清洗剂(编号A1)清洗效果略优于该公司的LC-07号，A1的平均清洗通量高出LC-07号清洗剂0.3M³/H，相对高出约2.1％。

二、清洗成本比较

目前市场上销售的LC-07号酸性膜组清洗剂一般销售价格为20-25元/公斤不等的价格，按照中间值22.5元/公斤计，每一个膜组每次清洗用量为5公斤，再加上计称量损失，单次清洗成本约为123元。

本发明有清洗剂以工业级别的强酸为主要组成，其中硝酸约为2.5元/公斤，磷酸约为5元/公斤，再加上其他组分的组成，本发明的清洗剂共计约为5元/公斤，每一个膜组每一个膜组每次清洗用量为5公斤，单次清洗成本约为25元。

对比可以看出，本发明酸性清洗剂的成本约为LC-07号酸性清洗剂成本的1/5，且各种原料来源丰富，价格波动小。

实验结果说明，与市售的LC-07号酸性清洗剂相比，本发明酸性清洗剂的清洗效果好，成本更低。

综上，本发明酸性清洗剂可以有效除去膜上无机物，恢复膜的通透性，且成本低廉，工业应用前景良好。

Claims (10)

1.一种酸性膜清洗剂，其特征在于：它包括如下百分比的组分：无机酸20-80wt％，表面活性剂2-20wt％，助洗剂2-8wt％，膜保护剂0.2-3wt％，醇醚类溶剂0-15wt％，消泡剂0-1wt％，其余为水。

2.根据权利要求1所述酸性膜清洗剂，其特征在于：它包括如下百分比的组分：无机酸40-45wt％，表面活性剂10-15wt％，助洗剂3wt％，膜保护剂0.8-1wt％，醇醚类溶剂5wt％，消泡剂0.5wt％，其余为水。

3.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述无机酸为硝酸、磷酸、盐酸和硫酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂为AEO、TX-10或PEG-2椰油基甲基氯化铵中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述助洗剂为三聚磷酸钠、硅酸钠、硫酸钠和聚丙烯酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述膜保护剂主要为吸附膜型缓蚀剂和/或氧化膜型缓蚀剂。

7.根据权利要求6所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述氧化膜型缓蚀剂为亚硝酸钠。

8.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述醇醚类溶剂为乙二醇、甲醇、乙醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和三甘醇丁醚中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的酸性膜清洗剂，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类消泡剂。

10.权利要求1～9任意一项所述酸性膜清洗剂的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(a)取无机酸，混匀，加入表面活性剂，搅拌溶解，得混合液；

(b)向步骤a的混合液中依次加入助洗剂、膜保护剂、醇醚类溶剂、消泡剂，搅拌均匀，加水定容，即可。