CN111330449A - 一种反渗透膜污染清洗再生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反渗透膜清洗再生的方法，该反渗透膜清洗方法包括将反渗透膜元件置于超声的液体中进行清洗，后用反渗透产品水配制清洗剂，所述反渗透膜清洗剂分为酸性清洗剂和碱性清洗剂，再用正常清洗流量向反渗透系统输入清洗剂循环，最后用预处理系统的合格产水冲洗系统，调整系统至正常运行，测试膜元件或系统运行性能，检查清洗效果。酸性清洗剂由如下质量百分比的原料组成：柠檬酸1.6‑2.4wt%、氨水0.25‑0.4wt%；碱性清洗剂由如下质量的百分比原料组成：氢氧化钠0.08‑0.3wt%、十二烷基苯磺酸钠0.02‑0.03wt%。本发明方法对反渗透膜污染物去除效率高，清洗效果显著，清洗不会对反渗透膜造成损伤，延长反渗透膜使用寿命。

Description

一种反渗透膜污染清洗再生的方法

技术领域

本发明涉及一种反渗透膜污染物质分析以及清洗再生的方法，其要点在于分析反渗透膜主要污染物并提供一种适用于被污染的反渗透膜的清洗再生方法。

背景技术

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构建。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。因此反渗透技术广泛应用于海水苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领域。在水处理领域中，反渗透工程项目已遍布电力、冶金、化工、市政、轻工、医药及海水淡化等行业。

在系统运行中，膜的污染是一个十分棘手的问题，它的出现造成了反渗透装置去除率和透水量、膜通量的大幅下降，同时增加了各段的操作压力，促使运行和操作成本高，严重影响着膜的使用寿命及反渗透技术的开发与利用。反渗透膜污染可分为可逆污染物和不可逆污染物，在反渗透膜的实际使用中，在较短时间内，膜通量衰减迅速，膜污染现象十分严重，若未进行及时清理，极易造成膜的不可逆污染。膜清洗与膜污染情况密切相关。针对不同进水的反渗透膜分离过程，在确定清洗剂和清洗方法时，不仅需研究其污染原因及性质，还应考虑清洗方法的经济性及其对膜性能的负面影响。反渗透膜的污染主要是有机物、无机物与微生物三大类，对应不同性质的污染存在不同的最佳清洗工艺。

碳酸钙垢是一种矿物结垢。当阻垢剂/分散剂添加系统出现故障时，或是加酸pH调节系统出故障而引起给水pH增高时，碳酸钙垢有可能沉积出来，硫酸盐垢是比碳酸钙垢硬很多的矿物质垢，且不易去除；金属氧化物和金属氢氧化物污染为铁、锌、锰、铜、铝等。这种垢的形成导因可能是装置管路、容器的腐蚀产物，或是空气中氧化的金属离子、氯、臭氧、钾、高锰酸盐，或是由在预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂所致；硅凝胶层垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致，且非常难以去除；胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒，它不会由于自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份，如：铁、铝、硅、硫或有机物；非溶性天然有机物污染通常是由地表水或深井水中的营养物的分解而导致的，有机污染的化学机理很复杂，主要的有机组份或是腐植酸，或是灰黄霉酸；有机沉积物是由细菌粘泥、真菌、霉菌等生成的，这种污染物较难去除。

在对污染物进行细致分析后，本发明提供一种反渗透膜的清洗再生方法，采用物理清洗和化学清洗相结合的方法，对大部分反渗透膜污染物质有明显清洗效果，能有效提高反渗透膜通量及截留性能，延长反渗透膜使用寿命。

发明内容

本发明提出的一种反渗透膜污染物质分析以及清洗再生的方法，此清洗再生方法采用物理清洗及化学药剂清洗相结合方式对反渗透膜进行清洗，具体操作如下：

步骤一：将反渗透膜元件置于超声的液体中进行清洗，便于后续清洗剂在污染层中渗透扩散与污染物接触；

步骤二：用反渗透产品水配制清洗剂，所述反渗透膜清洗剂分为酸性清洗剂和碱性清洗剂，酸性清洗剂包括有机酸和酸性pH调节剂；碱性清洗剂包括碱液和阴离子表面活性剂。准确称量并混合均匀，检查清洗液的pH值及药剂含量；

步骤三：用正常清洗流量及[张1] 0.15-0.3MPa的进料压力向反渗透系统输入清洗剂，先输入碱性清洗剂，使清洗剂循环20-30min，循环完成后再输入酸性清洗剂循环20-30min；

步骤四：用预处理系统的合格产水冲洗系统 20-30 min，将清洗液置换出系统。调整系统至正常运行，测试膜元件或系统运行性能，检查清洗效果。

本发明中，步骤一所述超声清洗是将反渗透膜元件放入超声中进行清洗，由超声波处理器产生，超声功率为50-80W，频率为60-80KHz。超声清洗属于物理清洗，其利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

本发明中，步骤二中反渗透膜清洗剂为先用碱性清洗剂清洗反渗透膜，后用酸性清洗剂清洗。所述酸性清洗剂用pH调节剂调至4-4.5，碱性清洗剂的pH为10-12，清洗温度为30-35℃。

本发明中，步骤二所述有机酸为磷酸、盐酸、草酸或酒石酸的一种，所述酸性pH调节剂为氨水。

本发明中，步骤二所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种。

本发明中，步骤二所述反渗透膜清洗剂，优选地，所述有机酸为柠檬酸；所述碱液为氢氧化钠；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

本发明中，步骤二所述反渗透膜清洗剂，其特征在于，酸性清洗剂由如下质量百分比的原料组成：柠檬酸1.6-2.4wt%、氨水0.25-0.4wt%；碱性清洗剂由如下质量的百分比原料组成：氢氧化钠0.08-0.3wt%、十二烷基苯磺酸钠0.02-0.03wt%。

本发明中，所述阴离子表面活性剂对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对污染物去除能力有显著提升。

综上所述：本发明的有益效果在于本发明采用物理清洗和化学清洗相结合的方法对反渗透膜进行清洗，清洗后的反渗透膜性能良好，通量和脱盐率运行一段时间后趋于稳定，清洗过程中不会对反渗透膜造成损伤，延长反渗透膜的使用时间，一定程度减少了废弃膜对环境的污染。

具体实施方式

下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

实施例1：本实施方式采用物理清洗和化学清洗相结合方式去除反渗透膜污染物，化学清洗剂分为酸性清洗剂和碱性清洗剂两部分，对大部分反渗透膜污染物质有清洗效果。具体的步骤如下：

（1）物理清洗：将膜组件置于超声的液体中进行清洗，加速污染层[张2] 被分散、乳化、剥离，提高膜污染层的孔隙率，超声功率为50-80W，频率为60-80KHz，超声时间为1h；

（2）用反渗透产品水配制清洗剂，所述反渗透膜清洗剂分为酸性清洗剂和碱性清洗剂，酸性清洗剂包括如下质量百分比的原料：柠檬酸1.6wt%、氨水0.25wt%。碱性清洗剂包括如下质量百分比的原料：氢氧化钠0.08wt%、十二烷基苯磺酸钠0.02wt%。本实施方式酸性清洗剂pH值为4-4.5，碱性清洗剂pH值为10-12；

（3）用正常清洗流量及[张3] 0.15-0.3MPa的进料压力向反渗透系统输入清洗剂，清洗温度在30-35℃，酸碱清洗剂清洗时间各为20-30min；

（4）用预处理系统的合格产水冲洗系统 20-30 min，将清洗液置换出系统。调整系统至正常运行，测试膜元件或系统运行性能，检查清洗效果。

经反复实验验证本实施方式的膜清洗方式可以有效去除反渗透膜污染物，清洗后的膜通量可恢复到原来93.3%以上，相比于清洗前，脱盐率恢复率为12%。

实施例2：本实施方式与实施例1的不同在于：酸性清洗剂包括如下质量百分比的原料：柠檬酸1.8wt%、氨水0.28wt%。碱性清洗剂包括如下质量百分比的原料：氢氧化钠0.15wt%、十二烷基苯磺酸钠0.025wt%。其余与实施例1相同。经反复验证，本实施方式膜清洗剂可以有效去除反渗透膜污染物。清洗后的膜通量可恢复到原来的95.7%以上，相比于清洗前，脱盐率恢复率为14.3%。

实施例3：本实施方式与实施例1的不同在于：酸性清洗剂包括如下质量百分比的原料：柠檬酸2.0wt%、氨水0.3wt%。碱性清洗剂包括如下质量百分比的原料：氢氧化钠0.2wt%、十二烷基苯磺酸钠0.025wt%。其余与实施例1相同。经反复验证，本实施方式膜清洗剂可以有效去除反渗透膜污染物。清洗后的膜通量可恢复到原来的98.2%以上，相比于清洗前，脱盐率恢复率为15.8%。

实施例4：本实施方式与实施例1的不同在于：酸性清洗剂包括如下质量百分比的原料：柠檬酸2.4wt%、氨水0.4wt%。碱性清洗剂包括如下质量百分比的原料：氢氧化钠0.3wt%、十二烷基苯磺酸钠0.03wt%。其余与实施例1相同。经反复验证，本实施方式膜清洗剂可以有效去除反渗透膜污染物。清洗后的膜通量可恢复到原来的96.5%以上，相比于清洗前，脱盐率恢复率为14.6%。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.本发明提出的一种反渗透膜污染清洗再生的方法，此清洗再生方法采用物理清洗及化学药剂清洗相结合方式对反渗透膜进行清洗，具体操作如下：

（1）物理清洗：将反渗透膜元件置于超声的液体中进行清洗，便于后续清洗剂在污染层中渗透扩散与污染物接触；

（2）用反渗透产品水配制清洗剂，所述反渗透膜清洗剂分为酸性清洗剂和碱性清洗剂，酸性清洗剂包括有机酸和酸性pH调节剂；碱性清洗剂包括碱液和阴离子表面活性剂；准确称量并混合均匀，检查清洗液的pH值及药剂含量；

（3）用正常清洗流量及0.15-0.3MPa的进料压力向反渗透系统输入清洗剂，先输入碱性清洗剂，使清洗剂循环20-30min，循环完成后再输入酸性清洗剂循环20-30min；

（4）用预处理系统的合格产水冲洗系统20-30 min，将清洗液置换出系统；调整系统至正常运行，测试膜元件或系统运行性能，检查清洗效果。

2.根据权利要求1所述超声清洗是将反渗透膜元件放入超声中进行清洗，由超声波处理器产生，超声功率为50-80W，频率为60-80KHz，超声清洗属于物理清洗，其利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

3.根据权利要求1所述反渗透膜清洗剂为先用碱性清洗剂清洗反渗透膜，后用酸性清洗剂清洗，所述酸性清洗剂用pH调节剂调至4-4.5，碱性清洗剂的pH为10-12，清洗温度为30-35℃。

4.根据权利要求1所述反渗透膜清洗剂中：有机酸为磷酸、盐酸、草酸或酒石酸的一种；所述酸性pH调节剂为氨水；所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种。

5.根据权利要求4所述反渗透膜清洗剂中：优选地，所述有机酸为柠檬酸；所述碱液为氢氧化钠；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求5所述反渗透膜清洗剂，其特征在于，酸性清洗剂由如下质量百分比的原料组成：柠檬酸1.6-2.4wt%、氨水0.25-0.4wt%；碱性清洗剂由如下质量的百分比原料组成：氢氧化钠0.08-0.3wt%、十二烷基苯磺酸钠0.02-0.03wt%。