CN105289311B - 一种利用单线态氧清洗膜污染的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，它涉及膜清洗方法。本发明的膜污染清洗方法为：将催化剂丙酮酸和氧化剂过氧化物(过一硫酸盐、过碳酸盐)加入到装有受污染膜组件的池子中，搅拌，浸泡，再进行漂洗，即可。本发明中丙酮酸催化过氧化物产生双环氧中间体，双环氧中间体进一步与过氧化物反应产生单线态氧和丙酮酸，生成的丙酮酸继续催化过氧化物，在反应中起循环催化的作用，产生的高活性单线态氧，可以直接作用于膜污染的生物细胞，迅速破坏酶结构，达到清洗膜污染的目的。本发明膜清洗效果好，不产生有毒有害副产物，清洗后废液可直接排放；丙酮酸和过氧化物绿色、安全、无毒副作用；操作简单易行。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜清洗方法，具体涉及一种利用单线态氧清洗膜污染的方法。
背景技术
随着对物质的高分离与纯化的要求，膜过滤技术应运而生，成为一门新生的高分离、浓缩、提纯及净化技术。由于其无相变化、能耗低、体系干净等优点，已被广泛应用于医药、食品、化工及水处理等领域，在世界各国得到迅猛发展。但是，随着膜运行时间的增长，被处理原料液中的无机物、悬浮物、有机物和微生物等通过与膜材料存在的物理、化学和机械作用，吸附或沉积在膜表面或膜孔内，使膜孔径变小或堵塞，形成膜污染，导致膜通量下降，致使膜的分离效果变差。膜清洗的目的就是通过采用合理的清洗方法对被污染的膜进行清洗和再生，破坏膜表面的溶质吸附层，清除膜孔道内的杂质，使膜尽可能恢复到原始通量。
单线态氧(1O2)是一种处于激发态的分子氧，与超氧自由基(O2 -·)、羟基自由基(·OH)、硫酸根自由基(SO4 ·-)等活性氧物种类似，化学性质活泼、不稳定，在自然界中广泛存在，是化学、环境、医学等领域最长涉及的活性氧之一，具有氧化能力强、反应活性高、存活时间短、氧化后不产生有毒有害副产物等特点，属于绿色、环境友好型氧化剂。
但是，目前没有一种有效地利用单线态氧清洗膜污染的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用单线态氧清洗膜污染的方法。
本发明的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法是通过以下步骤实现的：
一、将待清洗的受污染膜组件放入装有自来水的池子中；
二、将催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(1～10)的比例混合后，加入到步骤一的池子中，搅拌均匀，控制过氧化物浓度为50～1000mg/L，浸泡30～180min；
三、将步骤二浸泡后的膜组件放入另一个装有自来水的池子中进行漂洗，即完成了利用单线态氧清洗膜污染；其中，所述的催化剂为丙酮酸，所述的氧化剂为过氧化物。
本发明的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法中所述过氧化物为过一硫酸盐、过碳酸盐中一种或几种按任意比混合的混合物。其中，过一硫酸盐为过一硫酸钠(NaHSO5)、过一硫酸钾(KHSO5)、过一硫酸铵(NH4HSO5)、过一硫酸钙(Ca(HSO5)2)、过一硫酸镁(Mg(HSO5)2)中的一种或几种按任意比混合的混合物；过碳酸盐为过碳酸钠(Na2CO4)、过碳酸钾(K2CO4)中的一种或两种按任意比混合的混合物。
本发明的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法的原理如下：首先，丙酮酸催化过氧化物(过一硫酸盐或过碳酸盐)产生双环氧中间体；然后，双环氧中间体进一步与过氧化物反应产生单线态氧(1O2)和丙酮酸，同时双环氧中间体也会发生自分解产生单线态氧(1O2)和丙酮酸，生成的丙酮酸继续催化过氧化物，在反应中起到循环催化的作用；产生的强氧化性单线态氧可以直接作用于膜污染的生物细胞，迅速破坏酶结构，不产生有毒有害副产物，膜清洗效果好。具体反应机理见附图1。
本发明的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，具有如下优点：
(1)环境友好型氧化剂单线态氧(1O2)氧化能力强，可以快速作用于膜污染的生物细胞，迅速破坏酶结构，膜清洗效果好。
(2)丙酮酸作为生物体基本代谢的中间产物之一，是葡萄糖糖酵解的最终产物，被广泛用于食品加工等过程，因此，丙酮酸作为催化剂，安全可靠，无毒副作用。
(3)绿色氧化剂过氧化物(过一硫酸盐、过碳酸盐)作为粉末状固体，化学性质稳定，运输储存方便，价格适中，商业易得，操作简单易行。
(4)膜清洗过程中不产生有毒有害副产物，清洗后废液无需处理可直接排放，避免了常规膜清洗方法中生物污染清洗不干净、易产生有毒有害副产物、产生废液需要再处理的问题。
附图说明
图1是一种利用单线态氧清洗膜污染的反应机理图；
图2是实施例1中膜清洗前后膜通量的变化，□为膜污染前的膜通量，中间柱状图为膜污染后的膜通量，■为清洗膜污染后的膜通量。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式为一种利用单线态氧清洗膜污染的方法是通过以下步骤实现的：
一、将待清洗的受污染膜组件放入装有自来水的池子中；
二、将催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(1～10)的比例混合后，加入到步骤一的池子中，搅拌均匀，控制过氧化物浓度为50～1000mg/L，浸泡30～180min；
三、将步骤二浸泡后的膜组件放入另一个装有自来水的池子中进行漂洗，即完成了利用单线态氧清洗膜污染；其中，所述的催化剂为丙酮酸，所述的氧化剂为过氧化物。
本实施方式的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法的原理如下：首先，丙酮酸催化过氧化物(过一硫酸盐或过碳酸盐)产生双环氧中间体；然后，双环氧中间体进一步与过氧化物反应产生单线态氧(1O2)和丙酮酸，同时双环氧中间体也会发生自分解产生单线态氧(1O2)和丙酮酸，生成的丙酮酸继续催化过氧化物，在反应中起到循环催化的作用；产生的强氧化性单线态氧可以直接作用于膜污染的生物细胞，迅速破坏酶结构，不产生有毒有害副产物，膜清洗效果好。具体反应机理见附图1。
本实施方式的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法的优点：(1)环境友好型氧化剂单线态氧(1O2)氧化能力强，可以快速作用于膜污染的生物细胞，迅速破坏酶结构，膜清洗效果好。(2)丙酮酸作为生物体基本代谢的中间产物之一，是葡萄糖糖酵解的最终产物，被广泛用于食品加工等过程，因此，丙酮酸作为催化剂，安全可靠，无毒副作用。(3)绿色氧化剂过氧化物(过一硫酸盐、过碳酸盐)作为粉末状固体，化学性质稳定，运输储存方便，价格适中，商业易得，操作简单易行。(4)膜清洗过程中不产生有毒有害副产物，清洗后废液无需处理可直接排放，避免了常规膜清洗方法中生物污染清洗不干净、易产生有毒有害副产物、产生废液需要再处理的问题。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：膜材料为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述过氧化物为过一硫酸盐、过碳酸盐中一种或几种按任意比混合的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：过一硫酸盐为过一硫酸钠(NaHSO5)、过一硫酸钾(KHSO5)、过一硫酸铵(NH4HSO5)、过一硫酸钙(Ca(HSO5)2)、过一硫酸镁(Mg(HSO5)2)中的一种或几种按任意比混合的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：过碳酸盐为过碳酸钠(Na2CO4)、过碳酸钾(K2CO4)中的一种或两种按任意比混合的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(1～9)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(2～8)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(3～7)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(4～6)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:5。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为100～1000mg/L，浸泡40～150min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为200～1000mg/L，浸泡40～120min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为300～1000mg/L，浸泡40～120min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为400～1000mg/L，浸泡40～100min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为500～1000mg/L，浸泡40～80min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为500～800mg/L，浸泡40～70min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为600～800mg/L，浸泡40～60min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为800mg/L，浸泡60min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：控制过氧化物浓度为300mg/L，浸泡90min。其它与具体实施方式一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1
本实施例的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法是通过以下步骤实现的：
a、将待清洗的受污染膜组件放入装有自来水的池子中；
b、将催化剂丙酮酸和氧化剂过一硫酸钾按照摩尔比为1:2的比例加入到步骤a的池子中，搅拌均匀，控制过一硫酸钾浓度为300mg/L，浸泡90min；
c、将步骤b浸泡后的膜组件放入另一个装有自来水的池子中进行漂洗，即完成了利用单线态氧清洗膜污染。
本实施方式所述的受污染膜组件的膜材料为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)。
本实施方式膜通量恢复率见图2，由图2可知，经产生的单线态氧清洗膜污染后，聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的膜通量恢复率均达90％以上。
实施例2
本实施例的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法是通过以下步骤实现的：
a、将待清洗的受污染膜组件放入装有自来水的池子中；
b、将催化剂丙酮酸和氧化剂过碳酸钠按照摩尔比为1:2的比例加入到步骤a的池子中，搅拌均匀，控制过碳酸钠浓度为500mg/L，浸泡120min；
c、将步骤b浸泡后的膜组件放入另一个装有自来水的池子中进行漂洗，即完成了利用单线态氧清洗膜污染。
本实施方式膜组件的膜材料为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)。
本实施方式经产生的单线态氧清洗膜污染后，膜通量恢复90％以上。
Claims (8)
1.一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于利用单线态氧清洗膜污染的方法是通过以下步骤实现的：
一、将待清洗的受污染膜组件放入装有自来水的池子中；
二、将催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(1～10)的比例混合后，加入到步骤一的池子中，搅拌均匀，控制过氧化物浓度为50～1000mg/L，浸泡30～180min；
三、将步骤二浸泡后的膜组件放入另一个装有自来水的池子中进行漂洗，即完成了利用单线态氧清洗膜污染；其中，所述的催化剂为丙酮酸，所述的氧化剂为过氧化物；所述过氧化物为过一硫酸盐、过碳酸盐中一种或几种按任意比混合的混合物；过一硫酸盐为过一硫酸钠、过一硫酸钾、过一硫酸铵、过一硫酸钙、过一硫酸镁中的一种或几种按任意比混合的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于过碳酸盐为过碳酸钠、过碳酸钾中的一种或两种按任意比混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(2～8)。
4.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(3～7)。
5.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于催化剂和氧化剂按照摩尔比为1:(4～6)。
6.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于控制过氧化物浓度为100～1000mg/L，浸泡40～150min。
7.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于控制过氧化物浓度为200～800mg/L，浸泡50～120min。
8.根据权利要求1所述的一种利用单线态氧清洗膜污染的方法，其特征在于控制过氧化物浓度为300～600mg/L，浸泡60～100min。
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| JP2013158743A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Adeka Corp | 分離膜の洗浄方法 |
| CN103521081A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-01-22 | 哈尔滨工业大学 | 利用高活性单线态氧清洗膜污染的方法 |
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