CN111644070A - 中水回用反渗透膜清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中水回用反渗透膜清洗剂，属于膜元件清洗技术领域。该清洗剂包括酸性清洗剂和碱性清洗剂两种组份。酸性清洗剂主要成分为：盐酸0.02~0.2%、有机酸0.1~0.2%、余量为水；碱性清洗剂主要成分为：氢氧化钠0.05~0.2%、生物表面活性剂0.01~0.1%、金属络合剂0.02~0.2%、杀菌剂0.01~0.1%、余量为水。其使用方法为：先用酸性清洗剂清洗，再用碱性清洗剂清洗，在酸碱清洗剂清洗后均需用清水冲洗；在线清洗时，在清洗起始阶段需排出部分浓水和产水到废水池中。本发明反渗透膜清洗剂为易于生物降解的环境友好型复合配方，清洗时各组份间起到协调增效的作用，采用该清洗剂对于中水回用中严重污染的反渗透膜具有优越的清洗性能，且清洗剂的使用量少。

Description

中水回用反渗透膜清洗剂

技术领域

本发明涉及一种中水回用反渗透膜清洗剂及清洗方法，属于膜元件清洗技术领域。

背景技术

随着水资源的开发利用，可供人类使用的水资源日益减少，水污染亦日益严重。化工行业耗水量高给企业带来很大的压力，中水作为一种水量充足、水质稳定的潜在水资源，回用于工厂中主要作为循环冷却水系统的补充水和锅炉补给水的原水，可在一定程度上减轻企业的用水压力，并且具有明显的社会、经济和环境效益。在中水回用处理工艺中，反渗透系统是核心技术，反渗透膜是最精密的膜过滤，该系统可去除废水中99％的溶解盐类、胶体及小分子有机物等，可以作为中水回用的终端产水，也可作为原水与厂区内净化水一起进入循环冷却水补给水，也可进入除盐水处理系统进行除盐处理，用于生产工艺用水。

然而，由于中水回用水来源复杂，成分多样，如含盐量高、有机物及微生物含量高，膜很容易受到污染，使得反渗透系统在很短的运行周期内就会发生污堵，从而引起膜的通透性下降、系统脱盐率下降、压差增大及产水量降低等问题。因此，需要定期对反渗透膜进行在线或离线清洗。然而采用常规的化学清洗剂和清洗方法对中水回用严重污染的反渗透膜很难恢复膜通量，且大量化学清洗剂的使用对反渗透膜本身的结构会有一定的影响(如脱盐层破损)，进而降低反渗透膜的使用寿命，而且还可能带来二次污染。

因此，针对中水回用系统中无机沉淀、金属胶体、有机物及微生物等引起的反渗透膜污堵，需要研发一种对反渗透膜具有较好清洗效果的清洗剂。

发明内容

本发明的目的是提出一种高效环保的适用于中水回用反渗透膜清洗剂。

为实现本发明目的，本发明技术方案是：

所述适用于中水回用反渗透膜清洗剂，由以下两种组份组成：

(1)酸性清洗剂：盐酸0.02～0.2％，

有机酸0.1～0.2％，

余量为水；

(2)碱性清洗剂：氢氧化钠0.05～0.2％，

生物表面活性剂0.01～0.1％，

金属离子络合剂0.02～0.2％，

杀菌剂0.01～0.1％，

余量为水；

上述比例均按照质量百分比计算，两种类型清洗剂单独存放。

所述的有机酸为氨基磺酸和柠檬酸以质量比1：1的混合物；所述的生物表面活性剂为鼠李糖脂；所述的金属离子络合剂为乙二胺二琥珀酸三钠和乙二胺四乙酸二钠以质量比1：1～2的混合物；所述的杀菌剂为非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮；水为反渗透产水。

所述的酸性清洗剂pH值为1.5～2.5，碱性清洗剂pH值为12.0～13.0。

本发明反渗透膜清洗剂使用方法：先采用酸性清洗剂清洗，后采用碱性清洗剂组清洗，酸碱组份清洗后均需用清水冲洗。清洗方式为在线或离线清洗，采用酸性清洗剂的清洗时间为0.5～1小时，碱性清洗剂的清洗时间为1～2小时，清水冲洗时间为15～30分钟；清洗过程中清洗剂的温度维持在35±2℃。在线清洗时，清洗起始阶段需排出部分浓水和产水到废水池中。

本发明有益效果是：该清洗剂对中水回用反渗透膜污堵物具有较好的清洗效果，采用酸性反渗透清洗剂可与反渗透膜上的碳酸盐发生反应，产生气泡使污堵物疏松利于后续冲洗，且氨基磺酸对硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐等复杂难溶水垢有较强的溶解能力，柠檬酸具有较强的络合能力，可以有效络合金属离子；采用碱性反渗透清洗剂可以更好地将反渗透膜上的Ca、Mg、Fe、Al、Ba等金属盐类及胶体进行溶解络合、将有机物及微生物进行增溶而易于剥离洗去，且有效抑制微生物生长。在清洗的起始阶段，清洗掉的污染物较多，将部分回流液排掉，可以避免清洗掉的污染物再次进入清洗液中，还可以避免系统内滞留的水对清洗液造成稀释。采用该反渗透清洗剂可以有效去除反渗透膜中无机沉淀、金属胶体、有机物及微生物污堵物，能在短时间内恢复膜通量，延长膜使用寿命；该反渗透清洗剂为易于生物降解的环境友好型复合配方，且所用原料具有良好的生物可降解性，清洗时各组份间起到协调增效的作用，降低清洗剂的使用量；该反渗透清洗剂制造成本低，清洗操作简单，大大降低了人力物力消耗。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明作进一步详细的说明，但不因此而限制本发明，所用试剂均为市售品。

实施例1

所述中水回用反渗透膜清洗剂由酸性清洗组份和碱性清洗组份分别按下述的质量百分比组成：

(1)酸性清洗剂：盐酸0.05％、有机酸0.2％、余量为水；

(2)碱性清洗剂：氢氧化钠0.1％、生物表面活性剂0.02％、金属离子络合剂0.02％、杀菌剂0.02％、余量为水。

所述的有机酸为氨基磺酸和柠檬酸以质量比1：1的混合物；所述的生物表面活性剂为鼠李糖脂；所述的金属离子络合剂为乙二胺二琥珀酸三钠和乙二胺四乙酸二钠以质量比1：1的混合物；所述的杀菌剂为非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮；水为反渗透产水。

所述的酸性反渗透清洗剂的制备方法是：

步骤1，按上述配方量分别取盐酸、氨基磺酸、柠檬酸和水；

步骤2，将氨基磺酸、柠檬酸加入到水中并搅拌均匀使其溶解；

步骤3，按上述配方量的盐酸加入到水中，使最终酸性反渗透膜清洗剂的pH值为2.5。

所述的碱性反渗透清洗剂的制备方法是：

按上述配方量将氢氧化钠、生物表面活性剂、金属离子络合剂、杀菌剂依次加入到水中并搅拌均匀使其溶解，使最终碱性反渗透膜清洗剂的pH值为12.0。

所述的酸性反渗透清洗剂和碱性反渗透清洗剂分别制备后单独存放。

实施例2

所述中水回用反渗透膜清洗剂由酸性清洗组份和碱性清洗组份分别按下述的质量百分比组成：

(1)酸性清洗剂：盐酸0.15％、有机酸0.15％、余量为水；

(2)碱性清洗剂：氢氧化钠0.15％、生物表面活性剂0.03％、金属离子络合剂0.04％、杀菌剂0.04％、余量为水。

所述的有机酸为氨基磺酸和柠檬酸以质量比1：1的混合物；所述的生物表面活性剂为鼠李糖脂；所述的金属离子络合剂为乙二胺二琥珀酸三钠和乙二胺四乙酸二钠以质量比1：2的混合物；所述的杀菌剂为非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮；水为反渗透产水。

制备方法同实施例1，最终酸性清洗组份的pH值为1.8，碱性反渗透膜清洗剂的pH值为12.4。

实施例3

所述中水回用反渗透膜清洗剂由酸性清洗组份和碱性清洗组份，分别按下述的质量百分比组成：

(1)酸性清洗剂：盐酸0.2％、有机酸0.1％、余量为水；

(2)碱性清洗剂：氢氧化钠0.2％、生物表面活性剂0.05％、金属离子络合剂0.05％、杀菌剂0.05％、余量为水。

所述的有机酸为氨基磺酸和柠檬酸以质量比1：1的混合物；所述的生物表面活性剂为鼠李糖脂；所述的金属离子络合剂为乙二胺二琥珀酸三钠和乙二胺四乙酸二钠以质量比1：1.5的混合物；所述的杀菌剂为非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮；水为反渗透产水。

制备方法同实施例1，最终酸性反渗透膜清洗剂的pH值为1.5，最终碱性反渗透膜清洗剂的pH值为13.0。

应用例1

采用实施例1-3制备的反渗透膜清洗剂对中水回用污染的反渗透膜进行离线清洗，包括以下步骤：

步骤1，酸性组份清洗剂清洗：

在反渗透清洗水箱中加入所制备的酸性清洗剂并加热至35±2℃，将需清洗的反渗透膜装入压力容器中，打开化学清洗进水阀、产水阀、浓水阀以及化学清洗泵循环阀，启动化学清洗泵，排尽泵内空气后关闭化学清洗泵循环阀，系统循环运行0.5小时，然后通过浓水顶排阀排出清洗液，并使用清水冲洗反渗透膜20分钟，关闭化学清洗泵；

步骤2，碱性组份清洗剂清洗：

在反渗透清洗水箱中加入所制备的碱性清洗剂并加热至35±2℃，将步骤1清洗过的反渗透膜装入压力容器中，打开化学清洗进水阀、产水阀、浓水阀以及化学清洗泵循环阀，启动化学清洗泵，排尽泵内空气后关闭化学清洗泵循环阀，系统循环运行1.0小时，然后通过浓水顶排阀排出清洗液，并使用清水冲洗反渗透膜30分钟，关闭化学清洗泵。至此完成整个清洗过程。

以实施例1制备的反渗透膜清洗剂按上述清洗方法对新乡某化工厂中水回用系统污堵严重的反渗透膜(陶氏耐污染膜BW30-400/34)进行离线清洗，并与膜厂商提供的清洗剂(对照)清洗结果进行对比，结果见表1。

表1单支反渗透膜清洗前后运行参数对照

通过表1结果来看，本发明所述的反渗透膜清洗剂对于中水回用严重污染的反渗透膜的清洗效果具有非常显著的进步，清洗性能优于膜生产厂家提供的清洗剂，不仅能够快速高效地去除无机沉淀、金属胶体、有机物及微生物等污堵物，降低膜进水浓水压差，提高反渗透膜的产水通量，且对反渗透膜无损伤，可有效延长膜使用寿命。

应用例2

采用实施例2制备的反渗透膜清洗剂对中水回用污染的反渗透膜进行在线清洗，包括以下步骤：

步骤1，酸性组份清洗剂清洗：

关闭反渗透进水阀、打开反渗透清洗进水阀；关闭浓水排放阀及浓水对地排放阀，打开反渗透清洗浓水回流阀和浓水调节阀；关闭产水至水箱内的出口阀及产水对地排放阀，打开反渗透清洗产水回流阀。加入配好的酸性清洗剂然后启动清洗泵。在清洗起始阶段，清洗液返回至清洗药箱之前，将最初的部分回流液排至废水池。酸性清洗完成以后，用清水对反渗透膜进行冲洗15分钟。

步骤2，碱性组份清洗剂清洗：

关闭反渗透进水阀、打开反渗透清洗进水阀；关闭浓水排放阀及浓水对地排放阀，打开反渗透清洗浓水回流阀和浓水调节阀；关闭产水至水箱内的出口阀及产水对地排放阀，开反渗透清洗产水回流阀。加入配好的碱性清洗剂然后启动清洗泵。在清洗起始阶段，清洗液返回至清洗药箱之前，将最初的回流液排至废水池。碱性清洗完成以后，用清水对反渗透膜进行冲洗30分钟。至此完成整个清洗过程。

采用实施例2制备的反渗透膜清洗剂按所述的使用方法对洛阳某化工厂一套140t·h^-1中水回用系统污堵严重的反渗透膜(陶氏耐污染膜BW30-400/34)进行在线清洗，并与膜厂商提供的清洗剂(对照)清洗结果进行对比，结果见表2。从表2结果来看，本发明所述的反渗透膜清洗剂对于中水回用严重污染的反渗透膜进行在线清洗时，清洗性能较膜生产厂家提供的清洗剂有非常显著的进步，不仅能够快速高效地去除无机沉淀、金属胶体、有机物及微生物等污堵物，降低膜进水浓水压差，提高反渗透膜的产水通量，而且脱盐率和回收率均得到有效的提高。采用该发明所述的清洗剂及清洗方法，可有效提高反渗透膜性能，延长膜使用寿命，且可有效避免采用常规清洗剂可能带来的二次污染问题。

Claims (2)

1.一种中水回用反渗透膜清洗剂，其特征在于，由以下两种组份组成：

（1）酸性清洗剂：盐酸0.02~0.2%、有机酸0.1~0.2%、余量为水；

（2）碱性清洗剂：氢氧化钠0.05~0.2%、生物表面活性剂0.01~0.1%、金属离子络合剂0.02~0.2%、杀菌剂0.01~0.1%、余量为水；

上述比例均按照质量百分比计算；

所述的有机酸为氨基磺酸和柠檬酸以质量比1：1的混合物；所述的生物表面活性剂为鼠李糖脂；所述的金属离子络合剂为乙二胺二琥珀酸三钠和乙二胺四乙酸二钠以质量比1：1~2的混合物；所述的杀菌剂为非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮；水为反渗透产水。

2.根据权利要求1所述的中水回用反渗透膜清洗剂，其特征在于，所述的酸性清洗剂pH值为1.5~2.5，碱性清洗剂pH值为12.0~13.0。