CN113134305B - 一种海水淡化设备用反渗透清洗剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水淡化设备用反渗透清洗剂、制备方法和使用方法，属于海水淡化技术领域，反渗透清洗剂包括酸性A剂和多功能B剂；酸性A剂由柠檬酸、盐酸、甲酸、氨三乙酸三钠和去离子水组成，多功能B剂由无机碱、乙二胺四乙酸盐、聚乙烯亚胺、醇胺类有机碱等组成；本发明的酸性A剂和多功能B剂配合使用用于反渗透膜的清洗，在使用时，先用多功能B剂去除反渗透膜中的各种有机杂质、微塑料和酸性物质，然后水洗将反渗透膜中的多功能B剂洗去，再用酸性A剂除去各种金属盐、金属离子和金属氧化物，再用多功能B剂洗涤，充分除去其中的少量有机杂质，同时对反渗透膜具有一定的修复作用。

Description

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，具体说是一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，还包括该反渗透清洗剂的制备和使用方法。

背景技术

海水淡化主要是将海水中的盐和水分离的技术，现有的海水淡化技术有海水冻结技术、电渗析技术、蒸馏技术和反渗透技术。反渗透技术因具有能耗低、无相变等优点，被广泛应用于海水淡化装置中，目前全世界已建成的海水淡化装置中，采用反渗透技术的占60%以上。随着人类社会的不断发展，人们对海水淡化的要求必然越来越高，反渗透技术的应用也将会更加广泛。

近几年，随着全球水污染的逐渐加重，大量的污染物被投放到海水中，包括塑料、小分子有机物、金属制品等，在海水淡化的过程中，这些污染物容易堵塞和损害反渗透膜，且不易除去，给海水淡化装置造成了极大的负担，例如，海水中大量的微塑料和金属制品极易堵塞反渗透膜，再加上化工生产过程中向海水中排放小分子有机物，容易存留在反渗透膜中并损害其结构。因此，我们迫切需要开发高效的反渗透膜清洗剂，能够有效去除反渗透膜中积蓄的微塑料、金属制品和小分子有机物，同时对反渗透膜具有一定的修复作用，这对于延长海水淡化装置的使用寿命，降低海水淡化成本至关重要。

发明内容

为解决上述问题，延长海水淡化设备的使用寿命，降低海水淡化成本，本发明的目的是提供一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，能够有效去除反渗透膜中积蓄的微塑料、金属制品和小分子有机物，同时对反渗透膜具有一定的修复作用。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，包括酸性A剂和多功能B剂；以重量份计，酸性A剂和多功能B剂分别由以下物质组成：

酸性A剂：柠檬酸1~3份，盐酸0.5~1.5份，甲酸1.5~2.5份，氨三乙酸三钠2~6份和去离子水80~160份；

多功能B剂：无机碱0.5~2份，乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份，β-环糊精0.6~1.4份和去离子水100~140份

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十二烷基醇聚氧乙烯醚或十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛。

优选的，所述无机碱是氢氧化钠。

优选的，所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸四钠。

优选的，所述聚乙烯亚胺的分子量小于5000。

优选的，所述醇胺类有机碱是三乙醇胺。

优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十六烷基醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述膜修复剂是戊二醛。

本发明该包括一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

以重量份计，向80~160份去离子水中加入柠檬酸1~3份，甲酸1.5~2.5份和氨三乙酸三钠2~6份，搅拌条件下加入盐酸0.5~1.5份，搅拌30分钟得酸性A剂；

向100~140份去离子水中加入乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份和β-环糊精0.6~1.4份，搅拌条件下加入无机碱0.5~2份，搅拌至少30分钟得多功能B剂；

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十二烷基醇聚氧乙烯醚或十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛。

本发明所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的使用方法如下：

先将待清洗的海水淡化设备用多功能B剂清洗一遍，用去离子水冲洗后用酸性A剂清洗，然后用去离子水冲洗，最后用多功能B剂清洗后用去离子水冲洗干净即可。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明的酸性A剂能够有效的除去金属离子、金属氧化物、金属盐沉淀，盐酸、柠檬酸和甲酸能够有效除去不溶性的金属盐，氨三乙酸三钠具有螯合作用，能够与多种金属离子螯合，形成水溶性络合物，最后被水冲洗去除；

多功能B剂中添加了小分子量的聚乙烯亚胺，聚乙烯亚胺具有超强的吸附作用，能够和反渗透膜中积蓄的微塑料和金属离子结合，结合之后，多功能B剂中的非离子表面活性剂可进一步将结合物包括，并使其从反渗透膜中脱离；本发明中所加入的醇胺类有机碱能够有效结合小分子的有机酸，使其成盐，并溶于水，净水洗去除；

本发明还向多功能B剂中加入了β-环糊精，在反渗透膜中积蓄有大量的小分子有机物，β-环糊精能够高效的将小分子有机物包裹于其分子的空穴结构中，使水溶性较差的小分子有机物溶于水，再经过水洗，使其从反渗透膜中脱离；本发明还向多功能B剂中加入了膜修复剂戊二醛，戊二醛中的两个醛基可以和膜修复剂中的氨基反应，形成交联的网状结构，起到修复反渗透膜的作用；

本发明的酸性A剂和多功能B剂配合使用用于反渗透膜的清洗，在使用时，先用多功能B剂去除反渗透膜中的各种有机杂质、微塑料和酸性物质，然后水洗将反渗透膜中的多功能B剂洗去，再用酸性A剂除去各种金属盐、金属离子和金属氧化物，再用多功能B剂洗涤，充分除去其中的少量有机杂质，同时对反渗透膜具有一定的修复作用。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，包括酸性A剂和多功能B剂；以重量份计，酸性A剂和多功能B剂分别由以下物质组成：

酸性A剂：柠檬酸1~3份，盐酸0.5~1.5份，甲酸1.5~2.5份，氨三乙酸三钠2~6份和去离子水80~160份；酸性A剂能够有效的除去金属离子、金属氧化物、金属盐沉淀，盐酸、柠檬酸和甲酸能够有效除去不溶性的金属盐，氨三乙酸三钠具有螯合作用，能够与多种金属离子螯合，形成水溶性络合物；

多功能B剂：无机碱0.5~2份，乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份，β-环糊精0.6~1.4份和去离子水100~140份；

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十二烷基醇聚氧乙烯醚或十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛；

酸性A剂和多功能B剂各自独立储存。

优选的，所述无机碱是氢氧化钠。

优选的，所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸四钠。

优选的，所述聚乙烯亚胺的分子量小于5000；小分子量的聚乙烯亚胺具有超强的吸附作用，能够和反渗透膜中积蓄的微塑料和金属离子结合，结合之后，多功能B剂中的非离子表面活性剂可进一步将结合物包括，并使其从反渗透膜中脱离。

优选的，所述醇胺类有机碱是三乙醇胺；醇胺类有机碱能够有效结合小分子的有机酸，使其成盐，并溶于水，洗净除去。

优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十六烷基醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述膜修复剂是戊二醛；膜修复剂戊二醛中的两个醛基可以和膜修复剂中的氨基反应，形成交联的网状结构，起到修复反渗透膜的作用。

本发明还向多功能B剂中加入了β-环糊精，在反渗透膜中积蓄有大量的小分子有机物，β-环糊精能够高效的将小分子有机物包裹于其分子的空穴结构中，使水溶性较差的小分子有机物溶于水，再经过水洗，使其从反渗透膜中脱离。

本发明该包括一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

以重量份计，向80~160份去离子水中加入柠檬酸1~3份，甲酸1.5~2.5份和氨三乙酸三钠2~6份，搅拌条件下加入盐酸0.5~1.5份，搅拌至少30分钟得酸性A剂；

向100~140份去离子水中加入乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份和β-环糊精0.6~1.4份，搅拌条件下加入无机碱0.5~2份，搅拌至少30分钟得多功能B剂；

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十二烷基醇聚氧乙烯醚或十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛。

本发明所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的使用方法如下：

先将待清洗的海水淡化设备用多功能B剂清洗一遍，用去离子水冲洗后用酸性A剂清洗，然后用去离子水冲洗，最后用多功能B剂清洗后用去离子水冲洗干净即可；整个过程的清洗温度优选为20~40℃。在使用时，先用多功能B剂去除反渗透膜中的各种有机杂质、微塑料和酸性物质，然后水洗将反渗透膜中的多功能B剂洗去，再用酸性A剂除去各种金属盐、金属离子和金属氧化物，再用多功能B剂洗涤，充分除去其中的少量有机杂质，同时对反渗透膜具有一定的修复作用。

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的配方，包括酸性A剂和多功能B剂；

所述酸性A剂由如下物质组成：柠檬酸10kg，盐酸5kg，甲酸15kg，氨三乙酸三钠20kg和去离子水800kg；

所述多功能B剂由如下物质组成：氢氧化钠5kg，乙二胺四乙酸二钠20kg，聚乙烯亚胺5kg，二乙醇胺12kg，十二烷基醇聚氧乙烯醚20kg，丁二醛15kg，β-环糊精6kg和去离子水1000kg；

实施例2

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的配方，包括酸性A剂和多功能B剂；

所述酸性A剂由如下物质组成：柠檬酸30kg，盐酸15kg，甲酸25kg，氨三乙酸三钠60kg和去离子水1600kg；

所述多功能B剂由如下物质组成：氢氧化钾20kg，乙二胺四乙酸四钠40kg，聚乙烯亚胺8kg，乙醇胺20kg，十六烷基醇聚氧乙烯醚40kg，戊二醛25kg，β-环糊精14kg和去离子水1400kg；

实施例3

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的配方，包括酸性A剂和多功能B剂；

所述酸性A剂由如下物质组成：柠檬酸21kg，盐酸11kg，甲酸19kg，氨三乙酸三钠40kg和去离子水1200kg；

所述多功能B剂由如下物质组成：氢氧化钠13kg，乙二胺四乙酸四钠32kg，聚乙烯亚胺7kg（分子量小于5000），三乙醇胺17kg，十六烷基醇聚氧乙烯醚30kg，戊二醛22kg，β-环糊精9kg和去离子水1200kg；

实施例4

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

向800kg去离子水中加入柠檬酸10kg，甲酸15kg和氨三乙酸三钠20kg，搅拌条件下加入盐酸5kg，使最终溶液的pH=0.5~2.5，搅拌30分钟得酸性A剂；

向1000kg去离子水中加入乙二胺四乙酸二钠20kg，聚乙烯亚胺5kg，二乙醇胺12kg，十二烷基醇聚氧乙烯醚20kg，丁二醛15kg和β-环糊精6kg，搅拌条件下加入氢氧化钠5kg，搅拌30分钟得多功能B剂；

酸性A剂和多功能B剂各自独立储存。

实施例5

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

向1600kg去离子水中加入柠檬酸30kg，甲酸25kg和氨三乙酸三钠60kg，搅拌条件下加入盐酸15kg，使最终溶液的pH=0.5~2.5，搅拌40分钟得酸性A剂；

向1400kg去离子水中加入乙二胺四乙酸四钠40kg，聚乙烯亚胺8kg，乙醇胺20kg，十六烷基醇聚氧乙烯醚40kg，戊二醛25kg和β-环糊精14kg，搅拌条件下加入氢氧化钾20kg，搅拌40分钟得多功能B剂；

酸性A剂和多功能B剂各自独立储存。

实施例6

一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

向1200kg去离子水中加入柠檬酸21kg，甲酸19kg和氨三乙酸三钠40kg，搅拌条件下加入盐酸11kg，使最终溶液的pH=0.5~2.5，搅拌50分钟得酸性A剂；

向1200kg去离子水中加入乙二胺四乙酸四钠32kg，聚乙烯亚胺7kg（分子量小于5000），三乙醇胺17kg，十六烷基醇聚氧乙烯醚30kg，戊二醛22kg和β-环糊精9kg，搅拌条件下加入氢氧化钠13kg，搅拌45分钟得多功能B剂；

酸性A剂和多功能B剂各自独立储存。

实施例7

实施例1~6所述的海水淡化设备用反渗透清洗剂可以按照以下方法使用：

先将待清洗的海水淡化设备用多功能B剂清洗1小时，用去离子水冲洗半小时后用酸性A剂清洗1.5小时，然后用去离子水冲洗半小时，最后用多功能B剂清洗20分钟后用去离子水冲洗干净即可；整个过程的清洗温度优选为20~40℃。

测试例

采用本发明实施例4~6制备的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂对使用1年的东丽4寸苦咸水淡化膜（TM710D）进行洗涤，并与市售反渗透清洗剂（LD500反渗透膜专用清洗剂和AC40清洗剂）作对比，本测试例所用3个使用1年的东丽4寸苦咸水淡化膜的使用条件和使用方法均相同，清洗效果见表1。

表1. 反渗透清洗剂清洗效果

如表1所示，本发明的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂在使用后能够有效洗去苦咸水淡化膜中的杂质，减轻发渗透膜的重量，减小反渗透膜的压差，提高产水量和脱盐率，具有很好的推广应用价值。

Claims (6)

1.一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，其特征在于：包括酸性A剂和多功能B剂；以重量份计，酸性A剂和多功能B剂分别由以下物质组成：

酸性A剂：柠檬酸1~3份，盐酸0.5~1.5份，甲酸1.5~2.5份，氨三乙酸三钠2~6份和去离子水80~160份；

多功能B剂：无机碱0.5~2份，乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份，β-环糊精0.6~1.4份和去离子水100~140份；所述聚乙烯亚胺的分子量小于5000；

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛。

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，其特征在于：所述无机碱是氢氧化钠。

3.根据权利要求1所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，其特征在于：所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸四钠。

4.根据权利要求1所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂，其特征在于：所述膜修复剂是戊二醛。

5.权利要求1所述一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

以重量份计，向80~160份去离子水中加入柠檬酸1~3份，甲酸1.5~2.5份和氨三乙酸三钠2~6份，搅拌条件下加入盐酸0.5~1.5份，搅拌至少30分钟得酸性A剂；

向100~140份去离子水中加入乙二胺四乙酸盐2~4份，聚乙烯亚胺0.5~0.8份，醇胺类有机碱1.2~2份，脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂2~4份，膜修复剂1.5~2.5份和β-环糊精0.6~1.4份，搅拌条件下加入无机碱0.5~2份，搅拌至少30分钟得多功能B剂；

其中，所述无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述乙二胺四乙酸盐是乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；所述醇胺类有机碱是三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂是十二烷基醇聚氧乙烯醚或十六烷基醇聚氧乙烯醚；所述膜修复剂是戊二醛或丁二醛。

6.权利要求1所述的一种海水淡化设备用反渗透清洗剂的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

先将待清洗的海水淡化设备用多功能B剂清洗一遍，用去离子水冲洗后用酸性A剂清洗，然后用去离子水冲洗，最后用多功能B剂清洗后用去离子水冲洗干净即可。