CN108502979A - 一种纳滤膜的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳滤膜的修复方法，该修复方法主要通过先采用A液对纳滤膜进行清洗、再采用B液对纳滤膜进行修复的方式实现，A液为pH值10.5～11.5的十二烷基硫酸钠溶液，B液为pH值1.8～2.2的聚酰亚胺溶液。本发明的修复方法可解决膜两端压力上涨快和化学清洗频繁的问题，还可解决膜管的清液出水偏黄和对有机物留率下降的问题，同时能够提高纳滤膜产量和降低运营生产成本。

Description

一种纳滤膜的修复方法

技术领域

本发明属于膜修复领域，涉及一种纳滤膜的修复方法，尤其涉及处理垃圾渗滤液的纳滤膜的修复方法。

背景技术

常规纳滤膜机组运行压力0.7-1.2MPa，清液产率85％，清洗周期1次/月，每日膜前后端压差变化极小。随着垃圾量的增加，渗滤液量快速增涨，渗滤液处理量相应增加，而设计处理能力一定，为保证出水指标合格，后续保障系统纳滤膜系统连续运行时间延长，纳滤膜化学清洗及清水清洗不及时，造成运行压力高，使膜产生一定程度的物理损伤，同时伴随微生物滋生产生生物黏泥，污染膜元件，堵塞膜管，造成膜元件压力快速上涨，清液出水偏黄，对有机物截留率下降，化学清洗频率增加。经统计，膜前后端压差增长率约0.039MPa/天，化学药剂清洗周期为8天/次，对有机物截留率下降了6.81％，大大增加了运营辅料和电耗成本，同时降低了纳滤膜的日处理能力。

目前通过投加非氧化性杀菌剂可以有效杀菌，解决因微生物滋生引起的膜两端压力上涨快和化学清洗频繁的问题，但不能从根本上解决膜管的清液出水偏黄和对有机物留率下降的问题，同时投加非氧化性杀菌剂运营成本高，不利于成本控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可解决膜两端压力上涨快和化学清洗频繁的问题、还可解决膜管的清液出水偏黄和对有机物留率下降的问题、同时能够提高纳滤膜产量、降低运营生产成本的纳滤膜的修复方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种纳滤膜的修复方法，所述修复方法主要通过先采用A液对纳滤膜进行清洗、再采用B液对纳滤膜进行修复的方式实现，所述A液为pH值10.5～11.5的十二烷基硫酸钠溶液，所述B液为pH值1.8～2.2的聚酰亚胺溶液。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为0.1％～0.3％，所述聚酰亚胺溶液中聚酰亚胺的质量分数为0.1％～0.3％。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述A液的配制过程为：先配制十二烷基硫酸钠溶液再调pH值；所述B液的配制过程为：先配制聚酰亚胺溶液再调pH值。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述十二烷基硫酸钠溶液的pH值采用氢氧化钠溶液进行调节，所述聚酰亚胺溶液的pH值采用柠檬酸进行调节。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述修复方法包括以下步骤：

(1)准备阶段：采用产品水冲洗纳滤膜，直至冲洗水干净为止；

(2)化学清洗阶段：对纳滤膜进行常规化学清洗，直至排放水与产品水颜色无明显差异为止，然后用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的化学清洗剂；

(3)A液碱洗阶段：将化学清洗后的纳滤膜采用A液进行碱洗处理，碱洗处理包括溶液浸泡和循环清洗，即先采用A液浸泡纳滤膜，然后用A液进行循环清洗，如此重复多次，完成碱洗过程，碱洗处理后，用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的A液；

(4)B液修复阶段：将A液碱洗后的纳滤膜采用B液循环清洗，以修复纳滤膜，控制清洗温度不超过41℃，清洗压力为正常开机压力的1.1倍～1.2倍，清洗后，用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的B液，完成纳滤膜的修复。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述步骤(3)中，每次采用A液浸泡纳滤膜的时间为5min～10min，所述碱洗处理的总时间为20min～40min。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述步骤(4)中，所述循环清洗的总时间为0.5h～1h，清洗温度在36℃～41℃之间。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述常规化学清洗是指采用纳滤膜专用酸清洗剂和/或纳滤膜专用碱清洗剂进行清洗，并根据排放水的颜色判断是否需要再次进行酸洗和/或碱洗的循环化学清洗，直至排放水与产品水颜色无明显差异为止。

上述的纳滤膜的修复方法中，优选的，所述纳滤膜为复合式纳滤膜。

复合式纳滤膜中，复合指的是纳滤膜的制备方法，采用界面缩聚的方法，具体指两种单体分别溶解在水及与水不相混溶的有机溶剂中，在常温常压下，在水和有机溶剂的界面进行缩聚反应的方法。本发明的纳滤膜就是采用两种单体分别溶于不同的溶剂，两种单体就在不相溶的界面反应，生成上下两层膜，其中生产纳滤膜的单体种类多，现有普通用于处理垃圾渗滤液的纳滤膜是以聚酰亚胺为功能主体层，与载体层形成复合式纳滤膜。

本发明中，纳滤膜修复完成后，可正常开机运行，要求开机1个月内少停机、不清洗。

产品水：为反渗透膜系统出水。

SDS：十二烷基硫酸钠。

有机物截留率：指污水经过膜过滤后，膜截留的有机物占进水有机物的比值。

色度：反应出水水质一项指标。

本发明的主要创新点在于：

申请人结合渗滤液处理厂的运营经验和长期的研发实验，从根本上修复纳滤膜元件，纳滤膜通常为聚酰胺材质的复合膜，物理损坏及氧化后表现出羧基官能团特性，本发明首先采用一定浓度的SDS溶液进行碱洗，利用SDS的两性表面活性特性，减少膜表面的界面张力，提升碱洗溶液的效力，同时可以对膜表面的水通道起到清洗作用，使氯化膜上的部分氯化端胺基N–Cl发生水解成为–NH₂，从而减少膜表面疏水性的氯，使膜性能得到一定程度的恢复。再利用聚酰亚胺进一步修复，聚酰亚胺修复剂含有氨基亲水基团且易成膜分子，聚酰亚胺利用氢键的吸引力附着在纳滤膜表面，从而达到修复纳滤膜效果，提高膜的截留性能。因氢键牢固稳定，因此膜修复后，不影响膜的运行稳定性。

本发明通过SDS溶液和聚酰亚胺修复剂的协同作用，并通过(1)采用A液和B液先后对纳滤膜进行清洗和修复的方式；(2)A液和B液的配置方法；(3)确立修复过程中的修复剂浓度、pH值范围、清洗压力等工艺参数这几个方面的研究，很好地解决了膜两端压力上涨快和化学清洗频繁的问题，还解决了膜管的清液出水偏黄和对有机物留率下降的问题，同时提高纳滤膜产量，降低运营生产成本，具有显著的优势。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的纳滤膜的修复方法能够有效地修复纳滤膜(复合式纳滤膜)，解决膜两端压力上涨快、化学清洗频繁、膜管的清液出水偏黄和对有机物留率下降等生产问题，起到提高纳滤膜产量、提高了渗滤液处理厂的运行处理能力、延长了纳滤膜的使用寿命和降低运营生产成本的作用，保证垃圾渗滤液厂纳滤膜处理系统的稳定运行。

附图说明

图1为本发明实施例中纳滤膜的修复方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例中纳滤膜修复后对有机物截留率稳定性试验结果图。

图3为本发明实施例中纳滤膜修复后运行压力及出水水质稳定试验结果图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本发明的纳滤膜的修复方法，该纳滤膜为处理垃圾渗滤液的纳滤膜，如图1所示，修复方法包括以下步骤：

(1)准备阶段：采用产品水冲洗纳滤膜内污染物(位于纳滤膜管中)，直至冲洗水干净为止，也即纳滤膜机组正常冲洗干净，；

(2)化学清洗阶段：纳滤膜修复前，先对纳滤膜进行常规的化学清洗，用湖南凯涛环保的纳滤膜专用酸、碱清洗剂清洗，根据pH值投加酸、碱清洗剂的量，约3kg清洗剂溶于0.5m³的水中，酸碱清洗循环，直到温度达到41℃，冷却至36℃，继续循环，重复3次，同时根据清洗罐排放水的颜色，确定是否需要再次酸、碱洗循环化学清洗，直至清洗罐内排放的水与产品水颜色无明显差异，方可结束。清洗完成后，用产品水置换膜管内的清洗剂，即用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的化学清洗剂。

(3)A液碱洗阶段：

A液的配置：在常温下，配置质量分数为0.2wt％的十二烷基硫酸钠溶液(即SDS溶液)，用氢氧化钠溶液调节pH值为11.0。

碱洗：采用溶液浸泡+循环清洗法，采用A液浸泡纳滤膜5min，开机清洗循环5min，如此重复三次，共清洗30min。

清洗完成后，用产品水置换膜管内的碱液，即用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的A液。

(4)B液修复阶段：

B液的配置：配置质量分数为0.2wt％的聚酰亚胺溶液，用柠檬酸调节溶液pH值为2.0。

修复：正常开启清洗循环，控制清洗温度不超过41℃，清洗压力为正常开机压力的1.1倍，清洗40min，以修复纳滤膜。清洗完毕，放空清洗罐内的清洗液，再用产品水冲洗清洗罐，待清洗罐清洗完毕后，向清洗罐内补满产品水。

修复结束后正常开机运行，正常开机压力通常在0.7～1.2MPa范围，要求开机1个月内少停机、不清洗。

取样检测分析膜修复前、修复后对有机物的截留率及出水色度，检测数据见表1，并记录膜机组修复后连续运行30天稳定性试验数据，结果见图2和图3。

表1纳滤膜修复前后对有机物的截留率及色度检测数据

名称	有机物截留率(％)	色度(倍)
			新膜	93.84	2
修复前	87.03	8
			修复后	92.73	4

注：修复前数据是修复前3天的平均值；修复后数据是修复后连续运行30天的平均值。

从表1试验数据可以得出，纳滤膜经SDS清洗和聚酰亚胺修复后，对有机物的截留率提高了5.7％，色度提高了4倍，仅稍逊于新膜。从图2和图3可以看出，纳滤膜经SDS清洗和聚酰亚胺修复后，对有机物的截留率和出水水质稳定，且运行压力上涨缓慢，起到了缓解膜压力快速上涨和减少化学清洗频率的作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述修复方法主要通过先采用A液对纳滤膜进行清洗、再采用B液对纳滤膜进行修复的方式实现，所述A液为pH值10.5～11.5的十二烷基硫酸钠溶液，所述B液为pH值1.8～2.2的聚酰亚胺溶液。

2.根据权利要求1所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为0.1％～0.3％，所述聚酰亚胺溶液中聚酰亚胺的质量分数为0.1％～0.3％。

3.根据权利要求2所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述A液的配制过程为：先配制十二烷基硫酸钠溶液再调pH值；所述B液的配制过程为：先配制聚酰亚胺溶液再调pH值。

4.根据权利要求3所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸钠溶液的pH值采用氢氧化钠溶液进行调节，所述聚酰亚胺溶液的pH值采用柠檬酸进行调节。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述修复方法包括以下步骤：

(1)准备阶段：采用产品水冲洗纳滤膜，直至冲洗水干净为止；

(2)化学清洗阶段：对纳滤膜进行常规化学清洗，直至排放水与产品水颜色无明显差异为止，然后用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的化学清洗剂；

(3)A液碱洗阶段：将化学清洗后的纳滤膜采用A液进行碱洗处理，碱洗处理包括溶液浸泡和循环清洗，即先采用A液浸泡纳滤膜，然后用A液进行循环清洗，如此重复多次，完成碱洗处理，碱洗处理后，用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的A液；

(4)B液修复阶段：将A液碱洗后的纳滤膜采用B液循环清洗，以修复纳滤膜，控制温度不超过41℃，清洗压力为正常开机压力的1.1倍～1.2倍，清洗后，用产品水冲洗纳滤膜，去除残留的B液，完成纳滤膜的修复。

6.根据权利要求5所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述步骤(3)中，每次采用A液浸泡纳滤膜的时间为5min～10min，所述碱洗处理的总时间为20min～40min。

7.根据权利要求5所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述循环清洗的总时间为0.5h～1h，清洗温度在36℃～41℃之间。

8.根据权利要求5所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述常规化学清洗是指采用纳滤膜专用酸清洗剂和/或纳滤膜专用碱清洗剂进行清洗，并根据排放水的颜色判断是否需要再次进行酸洗和/或碱洗的循环化学清洗，直至排放水与产品水颜色无明显差异为止。

9.根据权利要求5所述的纳滤膜的修复方法，其特征在于，所述纳滤膜为复合式纳滤膜。