CN101219341A - 一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，包括下列组分(重量百分比)：无水碳酸钠为25～45％、磷酸三钠为5～20％、无水硫酸钠为2～5％、乙二胺四乙酸四钠盐(EDTA－4Na)为5～15％、过碳酸钠为0～33％、仲烷基磺酸钠为8～15％、平平加－25为0～5％、十二烷基磺酸钠为4～10％，在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中将上述组分按次序依次加入，在常温下搅拌2～3小时，研磨均匀即可，本发明制备简单、特别适用于超滤含油废水、有机废水及蛋白质类浓缩等中空纤维超滤膜的清洗、去污针对性强、高效、清洗成本低。

Description

一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及清洁剂技术领域，更具体地，涉及超滤膜的清洗剂，特别是指一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂及其制备方法。

背景技术

在工业生产中，含油废水来源极为广泛，如油田采出水、油品贮运、油轮事故、金属表面清洗废水、石油化工含油废水、铁路机务段的洗油罐含油废水、拆船厂的油货轮含油废水、油轮压舱水、洗舱水、金属切削研磨乳化废水、钢铁厂冷轧乳化液废水、食品加工过程含油废水等等。含油废水中的油分一般认为是以浮油、分散油、乳化油、溶解油等形态存在的。

目前超滤法处理含油废水可以浓缩其中的油、脂成分及其他的一些大分子物质，使废液的体积大大减少，同时浓缩液中的油分可以回收后降级使用如人们可以将其作为焚烧油处理。

由于超滤是一种物理分离过程，超滤处理废液不添加化学药剂，不产生污泥，膜技术在水处理领域已得到越来越广泛的应用，而水源中含有大量的有机物质，通常是以悬浮物、溶解物及胶体形式存在的，这些大分子的截留物将在膜的表面形成一层凝胶层，使膜受到一定程度的污染，表现为膜的渗透通量下降，实际截留污染物的相对分子质量下降变小，运行压力上升。

含油废水、有机废水等经过中空纤维超滤膜处理，其产生的膜污染物主要有油脂、有机胶体、微生物的粘附和生长以及一些无机垢。因此选择一种合适的清洗剂和清洗方法对中空纤维超滤膜的清洗是十分重要的，如果清洗不恰当将有可能导致膜的损坏。

目前超滤膜污染的清洗方法通常有物理清洗和化学清洗两种。物理清洗主要有水力清洗法、气-液脉冲法、反冲洗法、超声波清洗法、机械清洗法及负压清洗法。当污染比较严重，采用物理清洗的方法已不能恢复通量时，需采用化学方法清洗。化学清洗从本质上讲就是污染物与清洗剂之间的一个多相反应。化学清洗常用的清洗剂如下：

①酸碱液：如硝酸、磷酸、柠檬酸和草酸以及氢氧化钠、碳酸钠等碱类都可以用于膜组件的清洗；

②表面活性剂：如阴离子或非离子型表面活性剂，可以单独使用一种表面活性剂也可以几种表面活性剂复配使用；

③酶：如蛋白酶、淀粉酶等；

④氧化杀生剂：如双氧水、次氯酸钠等；

⑤螯合剂：如EDTA-2Na、EDTA-4Na、葡萄糖酸钠等

此类清洗剂可以单独使用也可以组合在一起复配使用。酸可以使无机离子在膜表面形成的沉淀物质变为可溶性物质，同时加上螯合剂使沉淀物被去除；碱溶液可以有效清除油脂、蛋白质等造成的污染；表面活性剂能够提高清洗剂的润湿性能，增加化学清洗剂和污垢之间的接触作用，使冲洗水的用量和冲洗时间降到最小；酶清洗剂对一些细胞碎片等污染物有很好的清洗功能；氧化杀生剂可有效防止微生物粘泥及细菌的污染。

在膜分离中，传统的清洗方法是酸碱交替清洗，对中空纤维膜污染较严重的通常采用强碱和氧化剂(次氯酸钠)组合清洗。对于含油和有机废水，采用上述方法进行清洗时，清洗时间较长而且清洗强度也很大，不仅对膜的孔结构造成影响从而影响了产水质量，也会缩短膜的使用寿命从而造成损失。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂及其制备方法，该清洗剂制备简单、特别适用于超滤含油废水、有机废水及蛋白质类浓缩等中空纤维超滤膜的清洗、去污针对性强、高效、清洗成本低。

为了实现上述目的，本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂采用的技术方案如下：

一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特点是，包括以下组分(重量百分比)：

碳酸钠    25～45％；

磷酸三钠          5～20％；

硫酸钠            2～5％；

EDTA-4Na          5～15％；

过碳酸钠          0～33％；

仲烷基磺酸钠      8～15％；

平平加            -250～5％；

十二烷基磺酸钠    4～10％。

所述碳酸钠为45％，所述磷酸三钠为5％，所述硫酸钠5％，所述EDTA-4Na为15％，所述仲烷基磺酸钠为1 5％，所述平平加-25为5％，所述十二烷基磺酸钠为10％。

所述碳酸钠为40％，所述磷酸三钠为10％，所述硫酸钠为5％，所述EDTA-4Na为5％，所述过碳酸钠为23％，所述仲烷基磺酸钠为10％，所述十二烷基磺酸钠为7％。

上述适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂适用于含油废水的中空纤维超滤膜的清洗。

所述碳酸钠25％，所述磷酸三钠20％，所述硫酸钠2％，所述EDTA-4Na为6％，所述过碳酸钠为33％，所述仲烷基磺酸钠为8％，所述平平加-25为2％，所述十二烷基磺酸钠为4％。

所述碳酸钠37％，所述磷酸三钠5％，所述硫酸钠5％，所述EDTA-4Na为8％，所述过碳酸钠为25％，所述仲烷基磺酸钠为10％，所述十二烷基磺酸钠为10％。

上述适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂适用于有机废水及蛋白质类的中空纤维超滤膜的清洗。

本发明还提供了一种制备上述适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂的方法，其特点是，在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中将适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂的各组分按下列配比按次序依次加入：

碳酸钠        25～45％；

磷酸三钠      5～20％；

硫酸钠        2～5％；

EDTA-4Na      5～15％；

过碳酸钠      0～33％；

仲烷基磺酸钠  8～15％；

平平加-25         0～5％；

十二烷基磺酸钠    4～10％；

并在常温下搅拌混匀并研磨均匀。

本发明的清洗剂特别适用于含油废水、有机废水及蛋白质类超滤膜的清洗，较目前传统的清洗剂有以下几点优势：

①、针对性强，对油脂、有机物、蛋白质污垢有特效。

②、高效性，针对中空纤维超滤膜的特点添加多种高效表面活性剂，能快速高效除去膜表面的油脂、有机物、蛋白质污垢，降低了膜的清洗频率。

③、清洗能耗低，由于针对性强、高效性，使***清洗时间大大缩短，从而降低了***的能耗。

④、具有再生功能，能快速高效的恢复中空纤维膜的渗透通量，加速了***的再生。

具体实施方式

为更好的理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。

实施例1

将下列各组分按如下比例(重量百分比)配比，在一个带有搅拌和研磨功能的搪瓷反应器中，依次加入碳酸钠、磷酸三钠、硫酸钠、EDTA-4Na、仲烷基磺酸钠、平平加-25、十二烷基磺酸钠，在常温下搅拌2～3小时，研磨均匀，即得本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的粉状清洗剂，优先用于处理含油废水的中空纤维超滤膜的清洗剂。

混合组分          重量百分比

碳酸钠            45％

磷酸三钠          5％

硫酸钠            5％

EDTA-4Na          15％

仲烷基磺酸钠      15％

平平加-25         5％

十二烷基磺酸钠    10％

实施例2

将下列各组分按如下比例(重量百分比)配比，在一个带有搅拌和研磨功能的搪瓷反应器中，依次加入碳酸钠、磷酸三钠、硫酸钠、EDTA-4Na、过碳酸钠、仲烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠，在常温下搅拌2～3小时，研磨均匀，即得本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的粉状清洗剂，优先用于处理含油废水的中空纤维超滤膜的清洗。

混合组分        重量百分比

碳酸钠          40％

磷酸三钠        10％

硫酸钠          5％

EDTA-4Na        5％

过碳酸钠        23％

仲烷基磺酸钠    10％

十二烷基磺酸钠  7％

实施例3

将下列各组分按如下比例(重量百分比)配比，在一个带有搅拌和研磨功能的搪瓷反应器中，依次加入碳酸钠、磷酸三钠、硫酸钠、EDTA-4Na、过碳酸钠、仲烷基磺酸钠、平平加-25、十二烷基磺酸钠，在常温下搅拌2～3小时，研磨均匀，即得本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的粉状清洗剂，优先用于处理有机废水及蛋白质类的中空纤维超滤膜的清洗。

混合组分          重量百分比

碳酸钠            25％

磷酸三钠          20％

硫酸钠            2％

EDTA-4Na          6％

过碳酸钠          33％

仲烷基磺酸钠      8％

平平加-25         2％

十二烷基磺酸钠    4％

实施4

将下列各组分按如下比例(重量百分比)配比，在一个带有搅拌和研磨功能的搪瓷反应器中，依次加入碳酸钠、磷酸三钠、硫酸钠、EDTA-4Na、过碳酸钠、仲烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠，在常温下搅拌2～3小时，研磨均匀，即得本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的粉状清洗剂，优先用于处理有机废水及蛋白质类的中空纤维超滤膜的清洗。

混合组分          重量百分比

碳酸钠            37％

磷酸三钠          5％

硫酸钠            5％

EDTA-4Na          8％

过碳酸钠          25％

仲烷基磺酸钠      10％

十二烷基磺酸钠    10％

由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的本发明的清洗剂的使用方法如下：

①先将过滤料液排放干净，用清水冲洗5～10分钟。

②根据膜的污染情况，用去离子水配制1.5～2％本发明的清洗剂进行循环清洗。

③清洗温度控制在40℃，采用动静相结合的方式，20分钟进行循环和浸泡。

④清洗时间视膜污染的情况而定，一般在2小时左右。

⑤放空膜中的清洗液，用去离子水漂洗3～5分钟(最好采用35℃的热水冲洗，漂洗水不循环)。

⑥设备重新投入使用。

⑦如开始时清洗液十分混浊，建议在清洗的前十分钟将清洗液排放不循环。

经过上述几步清洗，即可基本恢复中空纤维超滤膜的渗透通量，清洗操作方便易于控制。

通过用传统的酸碱交替清洗方法以及在强碱条件下加入氧化剂清洗再用酸清洗的方法与采用本清洗剂清洗的反复试验，发现采用本发明的清洗剂在不需要酸清洗的前提下在清洗时间和渗透液通量恢复情况上有很大的优势。清洗结果见下表：

清洗方法	清洗时间(h)	膜污染度(％)	通量恢复率(％)
				传统的酸碱交替清洗	5	38.27	93.85
酸碱交替清洗加适量氧化剂	3.5	42.50	96.34
				本发明实施例1(无需酸洗)	2	55.60	99.51
本发明实施例2(无需酸洗)	2	59.21	99.87
				本发明实施例3(无需酸洗)	2	56.68	99.79
本发明实施例4(无需酸洗)	2	56.60	99.60

本清洗剂能有效快速地恢复中空纤维膜的渗透通量，同时对膜组件具有再生功能；使用本清洗剂能有效缩短***的清洗时间，这样就大大降低了***的能耗，而且清洗后漂洗方便，节能节水；本清洗剂对中空纤维膜丝无损害作用，清洗后的膜丝性能几乎不变。

综上所述，本发明的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂制备简单、特别适用于超滤含油废水、有机废水及蛋白质类浓缩等中空纤维超滤膜的清洗、去污针对性强、高效、清洗成本低。

需要说明的是，在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，以上所述的是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改而不背离本发明的精神与范围，这些等价形式同样落在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特征在于，包括以下组分(重量百分比)：

碳酸钠           25～45％；

磷酸三钠         5～20％；

硫酸钠           2～5％；

EDTA-4Na         5～15％；

过碳酸钠         0～33％；

仲烷基磺酸钠     8～15％；

平平加           -250～5％；

十二烷基磺酸钠   4～10％。

2.如权利要求1所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特征在于，所述碳酸钠为45％，所述磷酸三钠为5％，所述硫酸钠5％，所述EDTA-4Na为15％，所述仲烷基磺酸钠为15％，所述平平加-25为5％，所述十二烷基磺酸钠为10％。

3.如权利要求1所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特征在于，所述碳酸钠为40％，所述磷酸三钠为10％，所述硫酸钠为5％，所述EDTA-4Na为5％，所述过碳酸钠为23％，所述仲烷基磺酸钠为10％，所述十二烷基磺酸钠为7％。

4.如权利要求2或3所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂适用于含油废水的中空纤维超滤膜的清洗。

5.如权利要求1所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特征在于，所述碳酸钠25％，所述磷酸三钠20％，所述硫酸钠2％，所述EDTA-4Na为6％，所述过碳酸钠为33％，所述仲烷基磺酸钠为8％，所述平平加-25为2％，所述十二烷基磺酸钠为4％。

6.如权利要求1所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂，其特征在于，所述碳酸钠37％，所述磷酸三钠5％，所述硫酸钠5％，所述EDTA-4Na为8％，所述过碳酸钠为25％，所述仲烷基磺酸钠为10％，所述十二烷基磺酸钠为10％。

7.如权利要求5或6所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂适用于有机废水及蛋白质类的中空纤维超滤膜的清洗。

8.一种制备如权利要求1所述的适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂的方法，其特征在于，在一个带有搅拌和研磨的搪瓷反应器中将适用于清洗中空纤维超滤膜的清洗剂的各组分按下列配比按次序依次加入：

碳酸钠            25～45％；

磷酸三钠          5～20％；

硫酸钠            2～5％；

EDTA-4Na          5～15％；

过碳酸钠          0～33％；

仲烷基磺酸钠      8～15％；

平平加            -250～5％；

十二烷基磺酸钠    4～10％；

并在常温下搅拌混匀并研磨均匀。