CN107469630A

CN107469630A - 反渗透膜用碱性清洗剂及其应用方法

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Publication number: CN107469630A
Application number: CN201710815852.XA
Authority: CN
Inventors: 王金明; 梁清雷; 王俊明; 张雷; 李晓; 郑萍; 苗吉宾; 张少尉
Original assignee: SHANDONG TIANQING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANDONG TIANQING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2017-12-15

Abstract

一种反渗透膜用碱性清洗剂，以水为溶剂，包含螯合剂，阴离子表面活性剂，非氧化杀菌剂和PEG，其中螯合剂选自聚磷酸盐、乙二胺四乙酸钠盐、氨基三乙酸中的至少一种；阴离子表面活性剂选自C8‑C16烷基苯磺酸盐中的至少一种。本发明提供的清洗剂非常有助于清除反渗透系统中胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢等类污染物。

Description

反渗透膜用碱性清洗剂及其应用方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种反渗透膜用碱性清洗剂及其应用方法。

背景技术

随着全球性的水污染及水匮乏，水处理的设备-反渗透除盐装置(RO)自50年代末美国制成了第一台高性能膜后迅速发展起来。我国于70年代末首次采用反渗透除盐装置，但直到1993年TFC-HR高脱盐新膜的出现，才获得较大发展。

反渗透是一种借助于选择透过性膜的功能，以压差为动力的膜分离技术，当系统所加压力大于溶液的渗透压时，水分子透过膜经过产水流道进入中心管，在一端流出。进入水中的杂质(如离子、胶体、有机物、细菌)被截留在膜的进水侧，从浓水出水端流出，从而达到分离净化的目的。反渗透技术与传统的蒸发器、电渗析等技术相比，有着独到的特点和优势。它的总盐去除率高，水回收率高，操作简单，设备紧凑，维护方便，可大大降低劳动强度，提高整个水处理工艺的运行水平和自动化程度，在与离子交换设备联合使用时，可极大地延长离子交换设备的再生周期，减少酸碱的排放量，有利于节约水资源及改善环境。目前，反渗透技术已经涵盖了几乎所有工业部门。

由于化工、石化、钢铁工业中的工艺水、冷却循环水排污水，存在水质差、水质复杂、胶体、菌藻含量高等特点，容易对反渗透系统造成污堵。受污染后发生污堵的渗透膜会出现衰竭现象，致使膜元件在运行过程中压差上升，脱盐率、流量下降，甚至无法正常工作。一般情况下，当反渗透系统出现下列症状之一时，表明反渗透膜已被污染，应及时进行清洗：在正常压力下，产品水流量与正常值相比下降了10-15％；为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10-15％；产品水盐透过率增加了10-15％。反渗透膜元件的水通量越大，回收率越高，则其膜表面越易受污染。反渗透装置运行过程中，不同类型的污染常常同时发生，并相互影响，但目前对不同类型污染之间的相互作用知之甚少。在各种领域中使用的反渗透装置，不论其多么完善，也不论采用何种厂家生产的何种类型的膜元件，反渗透装置一旦投入运行，一旦料液与膜接触，膜污染即开始，最终都需要清洗，只不过清洗周期长短不同。

反渗透装置污染物的去除可通过物理冲洗和化学清洗两种方法来实现。通常，如果膜的透水性能刚出现降低，可用产品水，根据物理方法在低压高流速下对膜表面进行冲洗30分钟，使膜的透水性能得到一定程度的恢复；而在反渗透膜被严重污染，且用物理方法清洗的效果不明显的情况下，通常采用化学方法进行清洗。

化学清洗实质上是使所选用的化学药剂与沉积物、污垢、腐蚀产物及影响通量速率和产水水质的其他污染物反应，促使其脱离膜表面。许多化学试剂对去除污垢和其他沉积物都有效。目前可选择使用的清洗剂产品也多种多样，如CN 105169952A、CN105709605A、CN 104069740A、CN 104624058A等中公开的不同类型的清洗剂产品膜污染的污染物不同，则选用的清洗剂不同。选择一种适宜高效的清洗剂，通过合适的清洗方法可起到事半功倍的效果。

发明内容

为此，本发明的目的之一在于提供一种一种反渗透膜用碱性清洗剂，该清洗剂可有效去除反渗透膜上缓慢发生的胶体、有机物以及微生物、硫酸盐垢类污染物。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种反渗透膜用碱性清洗剂，以水为溶剂，包含螯合剂，阴离子表面活性剂，非氧化杀菌剂和PEG(聚乙二醇)，其中螯合剂选自聚磷酸盐、乙二胺四乙酸钠盐、氨基三乙酸的至少一种；阴离子表面活性剂选自C8-C16烷基苯磺酸盐中的至少一种。本发明的碱性清洗剂优选由螯合剂，阴离子表面活性剂和PEG(聚乙二醇)、非氧化杀菌剂、水组成。

表面活性剂能够提高清洗剂的湿润性，增强洗涤性，增加化学清洗剂和污垢之间的接触，尤其可以增强清洗液对有机物、生物物质的浮化、分散效果，使冲洗水的用量和冲洗时间降到最少，使用非氧化杀菌剂清洗过程能起到一定的杀菌作用。螯合剂，阴离子表面活性剂和PEG组分在本发明中起到至关重要作用，可增加渗透能力，增加接触面积，增大空间使清洗液最大程度接触污染物，达到清洗效果。本发明选择润湿、渗透、洗涤、乳化以及携污性能优异的阴离子型表面活性剂等物质组成反渗透系统清洗液，取得了优异的清洗效果。

作为优选，PEG分子量越小越好，最高不超过600。它具有与各种溶剂的广泛相容性，是很好的溶剂和增溶剂。

作为优选，所述非氧化杀菌剂为异噻唑啉铜。

作为优选，所述非氧化杀菌剂的加入量为150～300ppm。

作为优选，所述聚磷酸盐为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。

作为优选，乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸的四钠盐。

螯合剂它们对钙、镁离子均有较强的螯合作用，优选地，所述螯合剂为乙二胺四乙酸的四钠盐。四钠盐水溶液pH值为10.8，适用于碱性环境。

作为优选，所述C8-C16烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中至少一种，优选为十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸钠是一种性能优良的合成阴离子表面活性剂，易起泡由于它的泡沫粘度低所以泡沫易于消失；有很好的脱脂能力并有很好的降低水的表面张力和润湿、渗透和乳化的性能；化学性质稳定，在碱性介质中及加热条件下都不会分解，非常适合于本发明的清洗液体系。

作为优选，所述螯合剂的量为清洗剂总质量的1～3％。

作为优选，所述阴离子表面活性剂的量为清洗剂总质量的0.05～0.5％。

作为优选，所述PEG的量为清洗剂总质量的0.1～1.0％，作为有机溶剂该加入量可降低对膜材质的破坏。

作为优选，所述清洗剂的pH值为12.0±0.5。pH值为12.0左右的碱性清洗液，对二氧化硅等胶体类物质有很好的溶解性，螯合剂有较多的键合位置可与钙、镁、铁、钡形成可溶性的络合物，更有助于清除胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢。

优选地，清洗剂的pH值通过加入NaOH、KOH等中的至少一种来调节，加入量为清洗剂总质量的0.05-0.2％，如0.1％左右。

在一个优选实施例中，所述清洗剂以水为溶剂，以质量百分数计包含1～3％螯合剂，0.05～0.5％阴离子表面活性剂和0.1～1.0％PEG，其中螯合剂选自聚磷酸盐、乙二胺四乙酸盐中的至少一种；阴离子表面活性剂选自C8-C16烷基苯磺酸盐中的至少一种，清洗剂的pH值为12.0±0.5。

在本发明的清洗剂的配制过程中，各药剂的投加顺序并不重要，也可先用反渗透产品水将药剂稀释以后再进行混合。在清洗液的配制过程中使用反渗透产品水，避免其他污染物质的带入。反渗透产品水是通过反渗透膜孔制得的水。

本发明的目的之一还在于提供一种反渗透系统的清洗方法，包括依次进行水冲洗、本发明所述清洗剂清洗、水冲洗。本发明的清洗剂可用于反渗透在线清洗和离线清洗。

作为优选，所述清洗方法包括如下步骤：

(1)用反渗透产品水冲洗反渗透系统；

(2)用本发明所述的清洗剂循环清洗反渗透系统；

循环清洗过程中发现清洗液变浑浊时，要立即更换清洗液，更换清洗液前要对系统进行产品水冲洗5～10min，循环浸泡结束后排除清洗液；

(3)用反渗透产品水冲洗反渗透系统。

作为优选，步骤(1)中冲洗5min以上，优选为10～15min。

作为优选，步骤(2)中循环清洗时控制清洗剂的温度为35～40℃。

优选地，所述清洗为浸泡2～3h循环30～50min，浸泡与循环时间总和为18～20h。

作为优选，步骤(3)中冲洗5min以上，优选为10～15min。

本发明提供的碱性清洗剂对二氧化硅等胶体类物质有很好的溶解性，可有效清除反渗透膜中胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢等污染物。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

一种反渗透膜用碱性清洗剂，以水为溶剂，按清洗剂总质量百分比添加：

乙二胺四乙酸四钠 1.5％

十二烷基苯磺酸钠 0.1％

氢氧化钠 0.1％

三聚磷酸钠 1％

PEG 0.1％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 300ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例2

乙二胺四乙酸四钠 2.5％

十二烷基苯磺酸钠 0.1％

氢氧化钠 0.1％

PEG 0.1％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 300ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例3

十二烷基苯磺酸钠 0.1％

氢氧化钠 0.1％

三聚磷酸钠 2.5％

PEG 0.1％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 300ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例4

乙二胺四乙酸四钠 0.5％

十二烷基苯磺酸钠 0.5％

氢氧化钠 0.2％

六偏磷酸钠 0.5％

PEG 0.5％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 300ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例5

乙二胺四乙酸四钠 1％

十六烷基苯磺酸钠 0.05％

氢氧化钠 0.05％

六偏磷酸钠 1％

PEG 1.0％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 200ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例6

氨基三乙酸 1.5％

十二烷基苯磺酸钠 0.5％

氢氧化钠 0.2％

PEG 0.5％

非氧化杀菌剂异噻唑啉铜 300ppm

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

对比例1

与实施例1相同，除了不添加PEG。

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

对比例2

与实施例1相同，除了不添加螯合剂。

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

对比例3

与实施例1相同，除了不添加表面活性剂。

原料加入清洗水箱中，开启清洗泵循环浸泡进入清洗程序。

实施例与对比例的清洗效果结果见下表1中所示。

表1

	除污垢类型	去除率/％
			实施例1	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	98
实施例2	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	95
			实施例3	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	93
实施例4	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	92
			实施例5	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	90
实施例6	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	98
			对比例1	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	92
对比例2	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	90
			对比例3	胶体、有机物、微生物杂质和硫酸盐垢	90

由表1可以看出，通过对比例1-3与实施例1的比较可知，本发明的组分之间相互配合，具有协同效应，缺少PEG、螯合剂或表面活性剂中的任何一种均达不到本发明的效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种反渗透膜用碱性清洗剂，以水为溶剂，包含螯合剂，阴离子表面活性剂，非氧化杀菌剂和PEG，其中螯合剂选自聚磷酸盐、乙二胺四乙酸钠盐、氨基三乙酸中的至少一种；阴离子表面活性剂选自C8-C16烷基苯磺酸盐中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述聚磷酸盐为三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的清洗剂，其特征在于，乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸的四钠盐。

4.根据权利要求1-3任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述C8-C16烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述螯合剂的量为清洗剂总质量的1～3％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂的量为清洗剂总质量的0.05～0.5％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述PEG的量为清洗剂总质量的0.1～1.0％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的清洗剂，其特征在于，所述清洗剂的pH值为12.0±0.5；

优选地，清洗剂的pH值通过加入NaOH、KOH中的至少一种来调节，加入量为清洗剂总质量的0.05-0.2％。

9.一种反渗透系统的清洗方法，包括依次进行水冲洗、权利要求1-8任一项所述清洗剂清洗、水冲洗。

10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括如下步骤：

(1)用反渗透产品水冲洗反渗透系统；

(2)用本发明所述的清洗剂循环清洗反渗透系统；

(3)用反渗透产品水冲洗反渗透系统；

优选地，步骤(1)中冲洗5min以上，优选为10～15min；

优选地，步骤(2)中循环清洗时控制清洗剂的温度为35～40℃；

优选地，所述清洗为浸泡2～3h循环30～50min，浸泡与循环时间总和为18～20h；

优选地，步骤(3)中冲洗5min以上，优选为10～15min。