CN116422151A - 用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，属于化学药剂的使用方法领域；该方法包括以下步骤：S1：将黏泥剥离剂投加到储存有含有生物黏泥的水的储水箱中；S2：将储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入反渗透系统处理装置进行理；黏泥剥离剂中含有结合氯剂；步骤S1中，黏泥剥离剂的投加含量为50‑100mg/L。将本发明黏泥剥离剂的使用方法，应用于反渗透膜系统中，能够防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，避免反渗透膜发生污堵。
Description
技术领域
本发明属于反渗透膜系统处理技术领域，具体涉及一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法。
背景技术
工业生产过程中使用的除盐水制造处理的系统中，除盐水通常使用工业用水、自来水、地表水、中水作为原水，处理工艺通常包含有反渗透进水储水池、精密过滤器和反渗透膜处理。
反渗透进水储水池设置的目的是为了保证反渗透膜系统有稳定足量的进水水源。反渗透进水储水池中容易发生细菌滋生繁殖导致水中生物黏泥增加。因此反渗透进水储水池容易形成细菌滋生的环境，通常有103cfu~106cfu左右的菌落的水从反渗透进水储水池中流出。经过反渗透进水储水池的水一旦发生生物滋生产生生物黏泥，使后续精密过滤器、反渗透膜系统发生生物黏泥污堵。
解决上述问题方法，通常是加入氯杀菌剂进行杀菌。作为氯杀菌剂次氯酸钠进杀菌，由于通常反渗透膜的材质为聚酰胺材料，容易与游离氯发生氧化反应，导致反渗透膜的盐去除率下降。现有技术CN 104451026 A公开了一种转炉净循环水系统在线清洗预膜方法，其步骤包括：通过采用适当的杀菌剂、剥离剂、缓蚀剂和助洗剂、预膜剂，通过巧妙的排污补水工艺相衔接，使转炉净循环水系统在生产状态下在线完成清洗预膜，达到除垢率大于85%，碳钢平均腐蚀率小于6g/m2·h，铜平均腐蚀率小于0.126g/m2·h的效果。
发明内容
为了解决反渗透进水储水池中生物黏泥滋生的问题，同时对后续反渗透膜运行是安全可靠的；将本发明黏泥剥离剂的使用方法，应用于反渗透膜系统中，能够防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，避免反渗透膜发生污堵。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，包括以下步骤：
S1：将黏泥剥离剂投加到储存有含有生物黏泥的水的储水箱中；
S2：将上述储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入反渗透系统处理装置进行处理；
上述黏泥剥离剂的成分包括：缓冲剂、氧化剂、结合氯剂与稳定剂；
上述步骤S1中，黏泥剥离剂的投加含量为50-100mg/L。本发明的黏泥剥离剂具有优良的杀菌效果、黏泥剥离效果以及优良的清洗效果；同时，本发明黏泥剥离剂的使用方法，应用于反渗透膜系统中，能够达到较好的净化水质的目的，并能有效去除水质中的污染物，在储水装置后续无需进行黏泥杀菌处理，能够防止反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，避免反渗透膜发生污堵。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，其中，黏泥剥离剂中结合氯剂的有效氯浓度为0.1-1.5mg/L；具体优选为0.1mg/L、0.15mg/L、0.2mg/L、0.25mg/L、0.3mg/L、0.35mg/L、0.4mg/L、0.45mg/L、0.5mg/L、0.55mg/L、0.6mg/L、0.65mg/L、0.7mg/L、0.75mg/L、0.8mg/L、0.85mg/L、0.9mg/L、0.95mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，储水罐的有效容积与储水罐的进水小时流量或出水小时流量的比值为0.5-1。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，上述步骤S2中，将储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入精密过滤器中，再送入反渗透系统处理装置进行处理。
进一步地，根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，储水罐的有效容积与储水罐的进水小时流量或出水小时流量的比值为0.5-1。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，黏泥剥离剂的成分包括：氢氧化钠、无机酸盐、氧化剂、结合氯剂、稳定剂。
进一步地，根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，黏泥剥离剂中各原料的比例为：缓冲剂、氧化剂与稳定剂的重量比为1-10:10-80:5-20。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，缓冲剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，氧化剂选自次氯酸钠、过氧化氢或次氯酸中的至少一种。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，结合氯剂为氯胺化合物，包括一氯胺、二氯胺和三氯胺。
进一步地，根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，氯胺化合物中，一氯胺、二氯胺和三氯胺的重量比为1-3:1-2:1-4。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，稳定剂选自硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，黏泥剥离剂中还包括溶剂，选自水、乙醇、丙醇、丁醇或石油醚中的一种。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，黏泥剥离剂中各原料的比例为：缓冲剂、氧化剂、稳定剂与溶剂的重量比为1-10:10-80:5-20:100-200。
本发明将黏泥剥离剂先投加到储水装置中，再将其送入反渗透系统处理装置进行处理，在储水装置后续无需进行黏泥杀菌处理，可以有效防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，防止反渗透膜发生污堵。
附图说明
图1为用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，在黏泥剥离剂的成分中加入异噻唑啉酮衍生物，其可能能够更好地与黏泥剥离剂作用，得到具有优良杀菌作用的黏泥剥离剂，同时进一步提高了黏泥剥离剂的黏泥剥离效果以及清洗效果，能较好的应用于反渗透膜系统中，有效防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，避免反渗透膜发生污堵。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，黏泥剥离剂中，异噻唑啉酮衍生物的加入量为结合氯剂的5-10wt%。
根据本发明的黏泥剥离剂的使用方法，异噻唑啉酮衍生物利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得。
本发明还提供了异噻唑啉酮衍生物的制备方法，包括：
配制浓度为2-5mol/L的强碱溶液，向强碱溶液中加入1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水溶液，再在冰浴条件下加入3-氯苯乙酸的乙醇溶液，然后升至80-90℃反应2-4h，反应结束后，冷却至室温，浓缩，干燥，得到化合物A；
将化合物A、（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯与溶剂加入到容器中，然后加入缩合剂，在室温下反应15-20h，反应结束后，浓缩，析出沉淀，抽滤，洗涤，干燥，重结晶，得到异噻唑啉酮衍生物。
根据本发明异噻唑啉酮衍生物的制备方法，强碱、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮与3-氯苯乙酸的摩尔比为1-2:1-1.5:1-1.5。
根据本发明异噻唑啉酮衍生物的制备方法，化合物A与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯的摩尔比为1:1-2。
根据本发明异噻唑啉酮衍生物的制备方法，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。
根据本发明异噻唑啉酮衍生物的制备方法，3-氯苯乙酸的乙醇溶液的浓度为2-4mol/L。
根据本发明异噻唑啉酮衍生物的制备方法，化合物A与缩合剂的摩尔比为1:1-3。
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1：
用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，包括：
S1：将黏泥剥离剂投加到储存有含有生物黏泥的水的储水箱中，其中黏泥剥离剂的投加含量为80mg/L；
S2：将上述储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入反渗透系统处理装置进行处理，其中储水罐的有效容积与储水罐的进水小时流量的比值为0.8；其流程图如图1所示。
上述黏泥剥离剂中各原料的比例为：氢氧化钠、次氯酸钠、硬脂酸钙与水的重量比为8:40:10:150，其中黏泥剥离剂中结合氯剂（一氯胺、二氯胺和三氯胺的重量比为1:2:2）的有效氯浓度为0.25mg/L。
实施例2：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
步骤S2中，将储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入精密过滤器中，再送入反渗透系统处理装置进行处理，其中储水罐的有效容积与储水罐的进水小时流量的比值为0.8。
实施例3：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中添加异噻唑啉酮衍生物，其中异噻唑啉酮衍生物的加入量为结合氯剂的5wt%。
本实施例中，异噻唑啉酮衍生物的制备方法，包括：
配制浓度为2.5mol/L的氢氧化钠溶液，向氢氧化钠溶液中加入浓度为0.15mol/L的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水溶液，再在冰浴条件下加入浓度为2mol/L的3-氯苯乙酸的乙醇溶液，然后升至85℃反应3h，其中氢氧化钠、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮与3-氯苯乙酸的摩尔比为1:1:1.5，反应结束后，冷却至室温，浓缩，析出固体，在60℃下干燥至恒重，得到化合物A；
将化合物A、（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯与二甲基甲酰胺加入到四口烧瓶中，然后加入缩合剂HOBT，其中化合物A、（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯与HOBT的摩尔比为1:1.5:2，在室温下反应18h，反应结束后，浓缩，析出沉淀，抽滤，分别用无水乙醇与去离子水洗涤3次，在60℃下干燥5h，重结晶，得到异噻唑啉酮衍生物，其结构式为
。
采用AV-400型核磁共振仪器对制得的异噻唑啉酮衍生物进行核磁表征，核磁数据如下：
1H NHR（400MHz，DMSO）：9.17（s，1H，NH）、8.05（t，1H，NH）、7.90（d，1H，CH）、7.75（s，1H，CH）、7.64（d，1H，CH）、7.59（d，1H，CH）、7.55（t，1H，CH）、7.43（t，1H，CH）、7.32（s，1H，CH）、7.28（d，1H，CH）、7.25（t，1H，CH）、7.10（t，1H，CH）、7.02（d，1H，CH）、6.95（d，1H，CH）、4.52（d，2H，CH2）、3.81（s，2H，CH）、1.40（s，9H，CH3），由此可知，采用利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得异噻唑啉酮衍生物。
实施例4：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中添加异噻唑啉酮衍生物，其中异噻唑啉酮衍生物的加入量为结合氯剂的10wt%。
实施例5：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中添加异噻唑啉酮，其中异噻唑啉酮的加入量为结合氯剂的5wt%。
本发明还提供一种黏泥剥离剂，其成分中含有环己基氨基磺酸钠，其加入量为结合氯剂的1-5wt%。
本发明在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其进一步提高了黏泥剥离剂的黏泥剥离效果以及膜清洗效果。
实施例6：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其加入量为结合氯剂的1wt%。
实施例7：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其加入量为结合氯剂的3wt%。
实施例8：
另一种用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其与实施例1的不同之处在于：
在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其加入量为结合氯剂的5wt%。
实施例9：
黏泥剥离剂的性能研究
黏泥剥离剂的测试试样为实施例1、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、实施例8中的黏泥剥离剂，分别记为试验组A、试验组B、试验组C、试验组D、试验组E、试验组F、试验组G。
1、杀菌性能
取500mL含生物黏泥的水，采用绝迹稀释法的测试瓶法水中细菌的数量，然后在水中加入80mg/L的黏泥剥离剂，并设置空白对照组，实验20h后，再测定水中各种细菌的数量，进而计算杀菌率。
表1 黏泥剥离剂的杀菌率/%
从表1可以看出，实施例1中的黏泥剥离剂对铁细菌的杀菌率高于92%，对异养菌的杀菌率高于93%，对腐生菌的杀菌率高于90.5%，表明本申请的黏泥剥离剂具有优良的杀菌效果；对比实施例1、实施例3与实施例5，实施例3中的黏泥剥离剂的杀菌效果优于实施例1、实施例5，这表明在黏泥剥离剂中加入利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得的异噻唑啉酮衍生物，其提高了黏泥剥离剂的杀菌效果，同时优于未改性的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
2、黏泥剥离效率
取25g黏泥悬浮液，加入350mL水搅拌均匀，然后加入黏泥剥离剂，黏泥剥离剂的加入量为100mg/L，实验18h后用滤纸过滤，然后置于100℃下干燥至恒重，进而得到黏泥剥离率。
表2 黏泥剥离剂的黏泥剥离效率/%
从表2可以看出，实施例1中黏泥剥离剂的黏泥剥离率高于80%，表明本申请的黏泥剥离剂具有优良的黏泥剥离效果；对比实施例1、实施例3与实施例5，实施例3中黏泥剥离剂的黏泥剥离率高于实施例1、实施例5，这表明在黏泥剥离剂中加入利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得的异噻唑啉酮衍生物，其提高了黏泥剥离剂的黏泥剥离效果，也优于未改性的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
除此之外，实施例6、实施例7与实施例8中黏泥剥离剂的黏泥剥离效果高于实施例1，这表明在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其进一步提高了黏泥剥离剂的黏泥剥离效果，能够防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，避免反渗透膜发生污堵。
3、对反渗透膜的清洗性能研究
本试验方法中所用的污染后的反渗透膜的跨膜压差为0.65MPa，膜通量为14.8L·m-2·h-1，将污染后的反渗透膜置于黏泥剥离剂中处理，进而计算处理后反渗透膜的跨膜压差与膜通量。
表3 经黏泥剥离剂处理后反渗透膜的跨膜压差与膜通量
从表3可以看出，经黏泥剥离剂处理后，实施例1中黏泥剥离剂对反渗透膜处理后，得到的反渗透膜的跨膜压差低于0.4MPa，膜通量高于20L·m-2·h-1，表明本申请的黏泥剥离剂具有优良的清洗效果，防止反渗透膜发生污堵；实施例3与实施例4中黏泥剥离剂对反渗透膜处理后，得到的反渗透膜的跨膜压差不高于0.25MPa，膜通量高于25L·m-2·h-1，对比实施例1、实施例3与实施例5，实施例3中黏泥剥离剂对污染后的反渗透膜的处理效果优于实施例1、实施例5，这表明在黏泥剥离剂中加入利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得的异噻唑啉酮衍生物，其提高了黏泥剥离剂对反渗透膜的处理效果，能够防止生物黏泥附着在反渗透膜上。
从表3还可以看出，实施例6、实施例7与实施例8中黏泥剥离剂对反渗透膜处理后，得到的反渗透膜的跨膜压差低于0.3MPa，膜通量高于24.5L·m-2·h-1，其处理效果优于实施例1，这表明在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其进一步提高了黏泥剥离剂对反渗透膜的清洗处理效果，能够防止后续反渗透膜装置内的生物黏泥附着于反渗透膜内，导致反渗透膜污堵。
实施例10：
本发明黏泥剥离剂在反渗透膜系统中使用后得到的实验数据。
本试验方法中进水时含有生物黏泥的水的水质指标如表4所示：
表4 含有生物黏泥的水质指标
按照各实施例的方法处理后，出水的水质指标如表5所示。
表5 经黏泥剥离剂处理后出水的水质指标
由表5可以看出，实施例1与实施例2中的出水各项水质指标均低于进水水质，达到日常水质的控制指标，这表明采用本发明的黏泥剥离剂的使用方法，应用于反渗透膜系统中，其能够达到较好的净化水质的目的，并能有效去除水质中的污染物，放置水中的生物黏泥附着在反渗透膜内，进而避免反渗透膜污堵；对比实施例1、实施例3、实施例4与实施例5，实施例3与实施例4中出水的各项水质指标低于实施例1、实施例5，这表明在黏泥剥离剂中加入利用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3-氯苯乙酸与（2-氨甲基-苯基）-氨基甲酸叔丁酯制得的异噻唑啉酮衍生物，其提高了黏泥剥离剂对水质的处理效果。
除此之外，实施例6、实施例7与实施例8中水质的各项水质指标低于实施例1，这表明在黏泥剥离剂中加入环己基氨基磺酸钠，其进一步提高了黏泥剥离剂的杀菌去污性能，并采用本发明的使用方法，得到符合出水指标的水质。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，包括以下步骤：
S1：将黏泥剥离剂投加到储存有含有生物黏泥的水的储水箱中；
S2：将所述储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入反渗透系统处理装置进行处理；
所述黏泥剥离剂的成分包括：缓冲剂、氧化剂、结合氯剂与稳定剂；
所述步骤S1中，黏泥剥离剂的投加含量为50-100mg/L。
2.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述黏泥剥离剂中结合氯剂的有效氯浓度为0.1-1.5mg/L。
3.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述储水罐的有效容积与所述储水罐的进水小时流量或出水小时流量的比值为0.5-1。
4.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述步骤S2中，将储水箱中投加了黏泥剥离剂的含有生物黏泥的水送入精密过滤器中，再送入反渗透系统处理装置进行处理。
5.根据权利要求4所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述储水罐的有效容积与所述储水罐的进水小时流量或出水小时流量的比值为0.5-1。
6.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述结合氯剂为氯胺化合物，包括一氯胺、二氯胺和三氯胺。
7.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述黏泥剥离剂中各原料的比例为：缓冲剂、氧化剂与稳定剂的重量比为1-10:10-80:5-20。
8.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述缓冲剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于反渗透膜系统的黏泥剥离剂的使用方法，其特征是：所述稳定剂选自硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种。
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