CN105817143B - 一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法。该方法主要包括以下步骤：将一定量的亚硫酸氢钠溶于1000 ppm的稀盐酸溶液，充分搅拌后置于阴凉处保存备用；将被铁胶体污染的超滤膜放置于超滤杯内，加入配置好的清洗剂，搅拌清洗。本方法所用化学试剂廉价易得，清洗成本低，同时有效地解决了目前采用常规化学清洗手段无法清洗的膜表面铁胶体难题。本方法不使用强酸强碱，而采用稀酸和pH接近中性的亚硫酸氢钠，在不破坏超滤膜的前提下达到铁胶体的清洗效果。适宜作为超滤膜表面胶体的清洗方法使用。

Description

一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法

技术领域

本发明涉及膜污染清洗的技术领域，具体地说是一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法。

背景技术

超滤是一种新型的膜分离技术，其以膜为质量媒介，在压力驱动下以一定的筛分孔径起到截留分离的目的。由于超滤过程不依靠热量媒介，仅仅依靠压力驱动而在海水淡化预处理、工业污水处理多个领域得到广泛应用。然而，膜分离过程中的膜污染问题是制约膜技术发展的重要因素。膜污染是指料液中的淤泥、胶体、微生物、盐类等由于与膜之间的物理、化学作用，在膜表面或膜孔表面吸附、沉积及在膜/水界面处的累积，造成膜孔径变小或堵塞，或在膜表面形成滤饼层或凝胶层的现象。膜污染会导致渗透通量下降，影响生产效率；跨膜压差升高，引起能耗提升；为了恢复渗透通量和跨膜压差需要用化学试剂，如酸、碱、次氯酸钠对膜进行清洗，这会造成膜的运行成本升高，频繁的清洗也会降低膜寿命。据统计，清洗和更换新膜所需费用最多占到运行总费用的50%。

在膜海水淡化过程中，超滤膜可以截留海水中的胶体、细菌、藻类、淤泥等物质，降低浊度，为后续反渗透工艺提供优质的进水。同时，海水中的中的胶体、盐类、细菌、藻类、淤泥及絮凝沉降过程中加入的铁系絮凝剂等都会对作为预处理步骤的超滤膜产生污染，其中以铁离子形成的铁胶体造成的污染危害最大，且最难清洗。据文献报道，当水中的铁离子含量大于0.05ppm时，就会形成铁胶体对膜造成严重的污染。

目前，工业超滤膜常用的清洗方法有物理清洗和化学清洗。物理清洗可分为正洗、反洗和气洗，化学清洗则需依靠次氯酸钠、盐酸、草酸、柠檬酸和氢氧化钠等试剂进行清洗。然而无论是物理清洗还是化学清洗都无法有效去除铁胶体对膜的污染。

发明内容

本发明提供了一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法。该方法通过清洗剂的配制和超滤膜清洗步骤完成，解决超滤膜清洗的技术问题。

采用亚硫酸氢钠和稀盐酸联用的化学清洗剂，浸泡超滤膜已达到较好的铁胶体清洗效果。首先，通过亚硫酸氢钠的强还原性将铁胶体中的三价铁还原成易溶于盐酸的二价铁；然后，用盐酸将已被还原的铁胶体溶解，完成清洗。本方法不使用强酸强碱，而采用稀酸和pH接近中性的亚硫酸氢钠，在不破坏超滤膜的前提下达到铁胶体的清洗效果。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

步骤一、清洗剂的配置：

将一定量的亚硫酸氢钠溶于1000 ppm的稀盐酸溶液，充分搅拌后置于阴凉处保存备用。

步骤二、超滤膜的清洗：

将被铁胶体污染的超滤膜，截留分子量100000 MWCO，面积28.7 cm²，放置于超滤杯内，加入200 mL配置好的清洗剂，以200 r/min的速度搅拌30 min后完成。

积极效果，本发明所需的清洗药剂成本低，清洗效果好，可有效去除附着在超滤膜表面和堵塞在膜孔内的铁胶体，恢复超滤膜的渗透性能。适宜作为超滤膜表面铁胶体的清洗方法应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

实施例1：

铁胶体溶液的制备：向沸腾的蒸馏水中逐滴加入2mL饱和FeCl₃溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，放入容器中保存24 h以上备用。

超滤膜铁胶体污染的清洗：将截留分子量为100000 MWCO，面积28.7 cm²的商用超滤膜放入超滤杯中，在1.5 bar的压力下预压30 min，在1 bar的压力下测定纯水通量60min，在1 bar的压力下测定上述铁胶体溶液的通量120 min，将500 ppm亚硫酸氢钠和1000ppm盐酸组成的清洗剂200 ml加入超滤杯，在搅拌速率为200 r/min的条件下对超滤膜进行清洗30 min，清洗结束后在 1 bar的压力下测定纯水通量60 min，本实施例条件下，清洗后的超滤膜通量恢复率为95.1%。

实施例2：

铁胶体溶液的制备：同实施例1。

超滤膜铁胶体污染的清洗：其它条件同实施例1，但清洗剂组成为1000 ppm亚硫酸氢钠和1000 ppm盐酸。本实施例条件下，清洗后的超滤膜通量恢复率为99.0%。

实施例3：

铁胶体溶液的制备：同实施例1。

超滤膜铁胶体污染的清洗：其它条件同实施例1，但清洗剂组成为1500 ppm亚硫酸氢钠和1000 ppm盐酸。本实施例条件下，清洗后的超滤膜通量恢复率为97.6%。

实施例4：

铁胶体溶液的制备：同实施例1。

超滤膜铁胶体污染的清洗：其它条件同实施例1，但清洗剂组成为2000 ppm亚硫酸氢钠和1000 ppm盐酸。本实施例条件下，清洗后的超滤膜通量恢复率为97.4%。

综上，本发明提供的超滤膜铁胶体污染的清洗技术可在不损伤膜结构的前提下有效去除铁胶体污染物。

Claims (1)

1.一种超滤膜表面铁胶体的清洗方法，其特征是：

采用亚硫酸氢钠和稀盐酸联用的化学清洗剂，浸泡超滤膜对铁胶体清洗，包括以下步骤：

步骤一、清洗剂的配置：

将一定量的亚硫酸氢钠溶于1000 ppm的稀盐酸溶液，充分搅拌后置于阴凉处保存备用；

步骤二、超滤膜的清洗：

将被铁胶体污染的超滤膜，截留分子量100000 MWCO，面积28.7 cm²，放置于超滤杯内，加入200 mL配置好的清洗剂，以200 r/min的速度搅拌30 min后完成；

所述亚硫酸氢钠的强还原性将铁胶体中的三价铁还原成易溶于盐酸的二价铁；

所述盐酸将已被还原的铁胶体溶解，完成清洗。