CN114367201A - 一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，具体为，在反渗透进水前先后交替投加膜松散剂和膜修补剂，进水水温恢复到15～30℃时停止投加；其中，所述膜松散剂的组成成分包括甲醇、碘、乙醇、丙酮、FeCl3和NaOH；所述膜修补剂的组成成分包括对苯二酚、甲氧基聚乙二醇胺、甲基丙烯酰胺、戊二醛和HCl溶液。本发明提供的方法，在低水温条件下，可使反渗透膜产水通量提高35%以上，且操作方便，运行成本低。

Description

一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法
技术领域
本发明属于工业水处理技术领域，具有涉及一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法。
背景技术
在工业水处理领域，反渗透膜广泛应用于中水、废水的回收利用，但在运行中发现，反渗透膜产水通量受进水水温影响很大，进水温度越低，反渗透膜产水通量越小。这是由于水温越低，脱盐层聚酰胺链间分子间作用力提高，反渗透膜中脱盐层孔径变小。一般来说，水温每下降1℃，膜产水通量下降2.5%左右，特别是在北方冬季，水温比夏季要低10℃以上，膜产水通量往往不能满足生产需要。为提高膜产水通量，通常做法是增加蒸汽换热器，以提高膜进水温度，但采用蒸汽换热投资大，运行成本高；采用低压蒸汽加热，每吨膜产水加热成本在1元以上。
为了解决上述问题，本发明提供了一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，不需要对来水进行加热，可提高膜产水通量35%以上。本发明提供的方法操作方便，运行成本低；此外，在反渗透膜进水前，取消了传统方案中非氧化杀菌剂（异噻、有机溴）和还原剂（NaHSO3）的投加。
发明内容
本发明要解决的问题是在反渗透系统中，由于进水水温低造成反渗透膜产水通量下降的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案是：
一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其包括在反渗透进水前先后投加膜松散剂和膜修补剂，待进水水温恢复到15～30℃时停止投加；其中，所述膜松散剂的组成成分包括甲醇、碘、乙醇、丙酮、FeCl3和NaOH。
本发明所述膜松散剂中，按质量100份配比，各组成成分的质量份数为：甲醇15-20份、碘5-10份、乙醇20-25份、丙酮5-7份、FeCl3 10-15份、NaOH 1-2份，其余为纯水。
本发明所述膜修补剂的组成成分包括对苯二酚、甲氧基聚乙二醇胺、甲基丙烯酰胺、戊二醛和HCl溶液。
本发明所述膜修补剂中，按质量100份配比，各组成成分的质量份数为：对苯二酚5-10份、甲氧基聚乙二醇胺10-15份、甲基丙烯酰胺5-10份、戊二醛5-10份、HCl溶液0.5-1份，其余为纯水。
本发明膜修补剂中，甲基丙烯酰胺可用甲苯代替，质量组分为5-10份，其作用与甲基丙烯酰胺相同，考虑到甲苯的毒性，应优先考虑使用甲基丙烯酰胺。
本发明所述盐酸溶液的质量浓度为29%-30%。
本发明所述膜松散剂的投加浓度为15-20PPM，投加时间为72小时至75小时。
本发明所述膜修补剂的投加浓度为50-70PPM，投加时间为3小时至5小时。
本发明的发明原理在于：
膜松散剂可使反渗透膜中脱盐层聚酰胺链间分子间作用力降低，聚酰胺膜孔变大。为防止长时间投加膜松散剂可能产生的反渗透膜脱盐率下降，需要改投膜修补剂。膜修补剂可防止反渗透膜中脱盐层中酰胺键断裂，造成膜脱盐率下降，影响产水水质。
膜松散剂中各组成成分的作用为：甲醇可使聚酰胺膜孔变大；碘可氧化聚酰胺表面，使酰胺键间力降低；由于碘在水中溶解度小，采用乙醇作为溶剂，溶解碘；丙酮对聚酰胺具有一定溶解作用；FeCl3为催化剂，可促进碘的氧化作用；NaOH的加入使松散剂在碱性条件下，进一步扩大聚酰胺膜孔。
膜修补剂中各组成成分的作用为：对苯二酚可防止水中氧化剂对反渗透膜氧化；甲氧基聚乙二醇胺可使胺基团和反渗透膜中酰胺基发生反应，使反渗透膜中断裂的酰胺键重新连接；甲基丙烯酰胺可吸附在膜的聚酰胺表面，提高膜的脱盐率；戊二醛为杀菌剂，防止细菌污染反渗透膜表面，影响膜修补剂效果；HCl溶液使膜修补剂处于酸性条件，使聚酰胺的膜孔变小，提高反渗透膜的脱盐率。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的方法不需要对来水进行加热即可提高膜产水通量35%以上。
本发明提供的方法中，由于膜松散剂、膜修补剂中具有很好的杀菌作用，膜修补剂中含有抗氧化剂，因此可取消传统方案中非氧化杀菌剂，如异噻、有机溴，和还原剂NaHSO3等的投加。
本发明提供的方法操作简单，运行成本低。
附图说明
图1是传统方法药剂投加方案；
图2是本发明药剂投加方案。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例1
某钢铁企业用三套反渗透机组，每组329支，用于钢铁废水的回收。采用图1所示传统药剂投加方案时，夏季废水进膜温度32℃，每套机组产水185m3/h，脱盐率98.5%；冬季废水进膜温度12℃，平均每套机组产水87m3/h，脱盐率99%，产水量不能满足生产需要。
采用图2所示本发明方法进行处理，在反渗透进水前，先后交替投加膜松散剂和膜修补剂，膜松散剂的投加浓度为20PPM，连续投加72小时后改投膜修补剂，膜修补剂的投加浓度为70PPM，连续投加3小时后改投膜松散剂，如此反复循环进行，直至进水水温恢复到25℃为止。其中，膜松散剂的质量组成成分为：甲醇20份、碘10份、乙醇25份、丙酮7份、FeCl315份、NaOH2份，其余为纯水；膜修补剂的质量组成成分为：对苯二酚10份、甲氧基聚乙二醇胺15份、甲基丙烯酰胺10份、戊二醛10份、质量浓度30%的HCl1份。
采用本发明方法处理后，冬季平均每套机组产水180m3/h，脱盐率99%，完全满足生产需要。
实施例2
某市政中水厂十套反渗透机组，每套210支，用于中水的回用。采用图1所示传统药剂投加方案时，夏季中水进膜温度15℃，平均每套机组产水85m3/h，脱盐率97.5%；冬季中水进膜温度8℃，平均每套机组产水65 m3/h，脱盐率98%，产水量不能满足生产需要。
采用图2所示本发明方法进行处理，在反渗透进水前先后交替投加膜松散剂和膜修补剂，膜松散剂的投加浓度为15PPM，连续投加75小时后改投膜修补剂，膜修补剂的投加浓度为50PPM，连续投加5小时后改投膜松散剂，如此反复循环进行，直至进水水温恢复到15℃为止。其中，膜松散剂的质量组成成分为：甲醇15份、碘5份、乙醇20份、丙酮5份、FeCl310份、NaOH1份，其余为纯水；膜修补剂的质量组成成分为：对苯二酚5份、甲氧基聚乙二醇胺10份、甲基丙烯酰胺5份、戊二醛5份、质量浓度29%的HCl0.5份，其余为纯水。
采用本发明方法处理后，冬季平均每套机组产水92 m3/h，脱盐率97%，水量、水质满足生产要求。
实施例3
某焦化厂废水经生化处理后，用反渗透机组进行回收，3套反渗透机组，每套294支。采用图1所示传统药剂投加方案时，夏季进水温度34℃，平均每套机组产水150m3/h，脱盐率96%；冬季进水温度24℃，平均每套机组产水110 m3/h，脱盐率96.5%，产水量不能满足生产需要。
采用图2所示本发明方法进行处理，在反渗透进水前先后交替投加膜松散剂和膜修补剂，膜松散剂的投加浓度为17PPM，连续投加72小时后改投膜修补剂，膜修补剂的投加浓度为60PPM，连续投加5小时后改投膜松散剂，如此反复循环进行，直至进水水温恢复到30℃为止。其中，膜松散剂的质量组成成分为：甲醇18份、碘7份、乙醇22份、丙酮6份、FeCl317份、NaOH1.5份，其余为纯水；膜修补剂的质量组成成分为：对苯二酚8份、甲氧基聚乙二醇胺12份、甲基丙烯酰胺7份，戊二醛8份、质量浓度30%的HCl0.8份，其余为纯水。
采用本发明方法处理后，冬季平均每套产水152m3/h，脱盐率95.8%，水量、水质完全满足生产要求。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于：所述方法包括在反渗透进水前先后交替投加膜松散剂和膜修补剂，待进水水温恢复到15～30℃时停止投加；其中，所述膜松散剂的组成成分包括甲醇、碘、乙醇、丙酮、FeCl3和NaOH。
2.如权利要求1所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于，按质量100份配比，所述膜松散剂中各组成成分的质量份数为：甲醇15-20份、碘5-10份、乙醇20-25份、丙酮5-7份、FeCl3 10-15份、NaOH1-2份，其余为纯水。
3.如权利要求1所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于，所述膜修补剂的组成成分包括对苯二酚、甲氧基聚乙二醇胺、甲基丙烯酰胺、戊二醛和HCl溶液。
4.如权利要求3所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于：按质量100份配比，所述膜修补剂中各组成成分占的质量份数为：对苯二酚5-10份、甲氧基聚乙二醇胺10-15份、甲基丙烯酰胺5-10份、戊二醛5-10份、HCl溶液0.5-1份，其余为纯水。
5.如权利要求3或4所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于：所述盐酸溶液的质量浓度为29%-30%。
6.如权利要求1所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于，所述膜松散剂的投加浓度为15-20PPM，投加时间为72小时至75小时。
7.如权利要求1所述的一种提高低温条件下反渗透膜产水通量的方法，其特征在于，所述膜修补剂的投加浓度为50-70PPM，投加时间为3小时至5小时。
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