CN105080347A - 一种中空纤维超滤膜清洗剂及其制备、应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空纤维超滤膜清洗剂及其制备方法，由下列原料按照如下的重量配比混合而成：氢氧化钠30-65％、三聚磷酸钠10-40份、十二烷基苯磺酸钠3-15份、硫酸钠0-5份、碳酸钠5-15份、羟甲基本纤维素0-5份、乙二胺四乙酸四钠盐5-10份。在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中将上述组分按次序依次加入，在常温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即得成品。本发明制备简单，能够快速、有效地恢复中空纤维超滤膜的分离性能和产水通量；缩短超滤装置的清洗时间，还能大大降低能耗；对中空纤维超滤膜无损害作用，清洗后的中空纤维超滤膜经过运行测试，与原始测试数据值接近。

Description

一种中空纤维超滤膜清洗剂及其制备、应用方法

技术领域

本发明涉及一种清洗剂，特别涉及一种中空纤维超滤膜清洗剂及其制备、应用方法，该清洗剂特别是适用于处理炼化废水的中空纤维超滤膜的清洗剂。

背景技术

中空纤维超滤膜是一种膜分离技术，能够将溶液净化、分离或者浓缩。它是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径范围为0.05um-1nm；也是在静压差的推动力作用下进行的液相分离过程，能够去除水中各种胶体、固体颗粒、病菌、隐性孢子，对废水中的COD和BOD也有一定去除效果。但是，对于水分子、无机盐等小分子物质，没有去除效果。中空纤维超滤膜主要应用于海水淡化、污水回用、工业废水深度处理等预处理系统。

近年来，我国炼化企业随着国民经济的发展，生产能力不断提高，企业规模不断扩大，对水资源需求也不断增加，废水产生量和废水排放量也随之增加，在用水形势严峻、用水成本不断增加的情况下，搞好炼化废水回用是实现节水减排的重要举措。炼化污水厂的废水成分复杂，污染物种类多，污染物的浓度高，PH值变化大，COD、NH₃-N、BOD₅、SS、浊度、色度、油、细菌含量高、波动大，若直接进入反渗透装置必然会对膜造成严重的影响。选择中空纤维超滤膜作为反渗透系统的预处理，可以减轻反渗透膜的污染负荷，延长膜元件的清洗周期与更换周期，也拓宽了反渗透膜的应用范围，但是，中空纤维超滤膜在为反渗透装置提供可靠水质的同时，它的经济性也会受膜透水通量、截留率、截留分子量、清洗周期和使用寿命的影响。

中空纤维超滤膜的最大特点是没有支撑材料，靠纤维管的自身强度来承受工作压力。它单位体积有效膜面积大，填充密度高、操作压力低、能耗小、通量高、能够反冲洗，并且过滤通道是开放式的，易于作完整性检查等优势而在水处理中得以广泛的应用。国内外超滤膜生产商提供的超滤膜绝大部分为中空纤维结构形式，成千上万根中空纤维膜丝组装到一起成为一根超滤膜元件。根据膜的致密层在中空纤维的内表面和外表面，又分为内压式组件和外压式组件。另外还有双皮层结构的膜元件，膜丝的内外径都有分离层，可以内压式操作，也可以外压式操作。内压式膜组件就是原液从中空纤维膜丝的内部进入，在压力的驱动下，沿经向由内向外渗透过膜丝而成为透过液。外压式膜组件原料液是从中空纤维膜丝的外部进入，在压力驱动下，沿经向由外向内渗透过膜丝而成为透过液。内压膜过滤可实现膜丝内表面的切向流过滤或大流量顺冲洗，膜的污染较轻，易于反冲洗恢复，外压式膜组件过滤时存在流动死角，污染物容易在膜组件内积存，因此反冲洗需要气擦洗方式来恢复膜通量。

在实际工程应用中，不论是内压式组件还是外压式组件，悬浮颗粒和有机物是造成中空纤维超滤膜污染的主要原因，有机物可以在膜表面形成有机物薄膜层，而且由于大部分有机物带电荷，能够牢固地吸附在膜的表面和堵塞膜孔通道，从而导致膜性能下降，而且不易清洗。当系统平均透膜压差(TMP)比初始运行压力增加到0.16～0.17Mpa时，通过反洗和化学加强反洗反复多次仍无法恢复到理想效果时，就必须采用化学清洗方式来恢复膜的通量。

现有的中空纤维超滤膜的清洗方法有物理方法和化学方法两种。当膜污染比较严重，釆用物理方法效果不佳时，需要化学清洗剂清洗。在实际运行过程中，对于被炼化废水严重污染的中空纤维超滤膜，仅仅靠物理方法很难使膜的渗透通量恢复到令人满意的效果，因此，必须釆用化学清洗的方法，即釆用对中空纤维超滤膜材料本身没有破坏性，但对污染物有溶解、乳化、分散、吸附等作用的化学试剂对膜进行清洗，以去除膜表面的污染物、恢复膜的分离性能。对于被炼化废水污染严重的中空纤维超滤膜，传统的清洗方法是釆用酸、碱交替清洗，并加入次氯酸钠等氧化剂与表面活性剂等。这种方法不但清洗时间长、耗水量大、能耗大，还易对膜造成腐蚀，缩短了中空纤维超滤膜的寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为人们提供一种中空纤维超滤膜清洗剂，该清洗剂可对用于处理炼化废水的中空纤维超滤膜进行有效清洗，在实现清除污染物的同时又能够恢复超滤膜的分离性能，以充分发挥中空纤维超滤膜在深度处理炼化废水的优势。

本发明的另一目的是提供上述清洗剂的制备方法和应用方法。

如上构思，本发明的技术方案是：一种中空纤维超滤膜清洗剂，其特征在于：由下列原料按照如下的重量配比制成：

上述原料中加入硫酸钠0-5份。

上述原料中加入羟甲基本纤维素0-5份。

上述中空纤维超滤膜清洗剂的制备方法，其特征是：在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在常温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即得成品。

上述中空纤维超滤膜的应用方法，依照下列步骤进行：

①用中空纤维超滤膜处理后的产出水冲洗4-8min。

②配1-2％本发明的清洗剂，温度20-30℃，循环清洗40min。

③排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗4-8min。

④配2％盐酸溶液循环清洗15-25min，温度20-30℃。

⑤排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗10min，冲洗后待用。

本发明还提供了本发明中空纤维超滤膜清洗剂在深度处理炼化废水中被污染的中空纤维超滤膜上的应用，其中，所述被污染的中空纤维超滤膜为比被污染前的中空纤维超滤膜的产水通量下降50％以上的中空纤维超滤膜。

本发明的清洗剂较传统的清洗剂有以下几点优势：

①大大减轻中空纤维超滤膜表面的浓差极化，降低了膜的清洗频率。

②能够有效去除有机物对膜的污染、快速地恢复中空纤维超滤膜分离性能和产水通量。

③清洗剂组成中碱性氢氧化物含量低，清洗过程对膜无损害作用，清洗后的中空纤维超滤膜经过运行测试，与原始测试数据值接近。

④制备简单，使用方便，清洗效率高，大大缩短了清洗时间，降低了清洗过程系统的能耗。

具体实施方式

实施例1：一种中空纤维超滤膜清洗剂，按重量取下列原料：

上述中空纤维超滤膜的制备方法：在一个带搅拌和研磨的耐腐蚀的反应器中，依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在室温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即为本明的粒状清洗剂。

实施例2：一种中空纤维超滤膜清洗剂，按重量取下列原料：

上述中空纤维超滤膜的制备方法：在一个带搅拌和研磨的耐腐蚀的反应器中，依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在室温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即为本明的粒状清洗剂。

实施例3：一种中空纤维超滤膜清洗剂，按重量取下列原料：

上述中空纤维超滤膜的制备方法：在一个带搅拌和研磨的耐腐蚀的反应器中，依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在室温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即为本明的粒状清洗剂。

实施例4：一种中空纤维超滤膜清洗剂，按重量取下列原料：

上述中空纤维超滤膜的制备方法：在一个带搅拌和研磨的耐腐蚀的反应器中，依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在室温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即为本明的粒状清洗剂。

由实施例1、2、3、4配方组成的以制备方法生产的本发明的清洗剂的应用方法：

①用中空纤维超滤膜处理后的产出水冲洗5min。

②配1-2％本发明的清洗剂，温度25℃，循环清洗40min。

③排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗5min。

④配2％盐酸溶液循环清洗20min，温度25℃。

⑤排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗10min，冲洗后待用。

通过以上步骤，即可恢复中空纤维超滤膜分离性能产水通量，清洗过程也十分有效而且易于控制。

通过用传统的酸碱交替清洗方法，并加入氧化剂与表面活性剂的清洗方法与釆用本发明清洗剂，同时结合盐酸交替清洗方法反复试验比较，发现釆用本发明清洗剂在清洗时间和膜通量恢复上有非常大的优势。

表1本发明中空纤维超滤膜清洗剂与现有清洗剂清洗中空纤维超滤膜的效果对比表：

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Claims (5)

1.一种中空纤维超滤膜清洗剂，其特征在于：由下列原料按照如下的重量配比制成：

2.根据权利要求1所述的一种中空纤维超滤膜清洗剂，其特征在于：上述原料中加入硫酸钠0-5份。

3.根据权利要求1所述的一种中空纤维超滤膜清洗剂，其特征在于：上述原料中加入羟甲基本纤维素0-5份。

4.一种根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜清洗剂的制备方法，其特征在于：在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中依次加入氢氧化钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、碳酸钠、羟甲基本纤维素、乙二胺四乙酸四钠盐，在常温下搅拌4-6小时，研磨均匀，即得成品。

5.一种根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜清洗剂的制备方法，其特征在于：上述中空纤维超滤膜的应用方法，依照下列步骤进行：

①用中空纤维超滤膜处理后的产出水冲洗4-8min。

②配1-2％本发明的清洗剂，温度20-30℃，循环清洗40min。

③排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗4-8min。

④配2％盐酸溶液循环清洗15-25min，温度20-30℃。

⑤排放清洗剂，用中空纤维超滤膜处理后的产水冲洗10min，冲洗后待用。