[發明專利]用于膜濾器的化學清洗劑

無效

• 申請號: 200680018323.7
• 申請日: 2006-04-28
• 公開（公告）號: CN101184548A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 查富芳;曹治毅
• 申請（專利權）人: 西門子水技術公司
• 主分類號: B01D65/02
• 分類號: B01D65/02;B01D65/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 任宗華

技術領域

本發明涉及適合于在過濾裝置中使用的清洗方法。更特別地，本發明涉及清洗用于水過濾目的而使用的微濾或超濾膜的方法。

背景技術

微濾和超濾的膜濾器愈加用于城市飲用水處理和廢水處理。采用典型的微濾或超濾操作，跨膜壓力(TMP)是過濾工藝的主要驅動力。當工藝進行和過濾的水通過膜滲透時，大多數固體污染物或者保留在膜表面上，從而形成結垢層或者作為膜孔隙內的堵塞物保留，從而阻止過濾。存在結垢層或者堵塞的孔隙或者這兩種情況可顯著增加跨膜壓力并最終增加過濾的能耗。

用或者濾液或者氣體頻繁地反洗可部分恢復膜的滲透率，然而，已知利用這些方法的情況下，污垢可繼續累積在膜表上和孔隙內。連續反洗沒有除去所有沉積的物質，因此隨著時間流逝過濾器的滲透性將劣化。

通過使用化學清洗劑補充的清洗方案是已知的。選擇化學清洗方法的一般標準是首先實現膜滲透性的良好恢復，第二最小化所要求的化學清洗劑的用量和所生成的所得廢物量，和第三使得可容易操作。

一種清洗方法牽涉在化學清洗溶液內浸漬膜一段時間。化學反應將溶解在膜表面上累積和孔隙內堵塞的固體?？赏ㄟ^注入的空氣沖刷膜或者通過循環化學溶液，從而促進清洗效果。這是膜性能的化學充分恢復常用的常見方法，然而，它的缺點是，要求顯著大體積的化學溶液和該工藝生成大體積的化學廢物。

在控制滲透性劣化的其他嘗試中，常常采用膜濾器進行短暫的化學清洗(維護清洗)。US5403479公開了進行這一工藝的一種這樣的方法。將清洗溶液引入到真空纖維膜的腔內，并在低于膜泡點的壓力下在低的流速下循環。清洗溶液在低的跨膜壓力和低速下滲透經過膜孔隙。作者還證明甚至當在沒有速度下但在壓力下流體保持在纖維內時，可發生清洗溶液經過膜擴散。在清洗過程中，膜浸漬在水內。這一方法要求儲存足以填充滲透管線并循環的一定體積的化學溶液。在循環工藝過程中，增加量的化學溶液從內腔側通過膜孔隙滲透到原料側。

進行膜清洗的另一方法牽涉用化學清洗劑，反復反沖(backpulsing)膜，正如JP09313902和US6045698中所述。在美國專利申請20010052494A1、20030146153A1、20040007525A1、PCT申請WO0108790A1和US6547968中公開了浸漬膜體系的化學清洗反洗方法的類似方法?；瘜W清洗反洗可以是連續或者脈沖的，且可在排放薄膜貯罐之后，排放薄膜貯罐的同時或者甚至不排放薄膜貯罐而在化學反洗之前進行。當膜垂直取向時，化學溶液通過泵經膜頂部處的集管(header)輸送到體系內?；瘜W清洗溶液在壓力下強制通過膜到內腔側。反復反沖可引起在滲透管線內的生物膜變回為膜。

以上提及的第二和第三種方法通常使用比第一種方法體積小的化學溶液，但它們要求化學溶液具有非常高的質量且不含固體，這是因為溶液被引入到滲透側。

本發明的目的是克服或者減輕現有技術的至少一個缺點，或者提供有用的替代方案。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供清洗具有原料側和滲透側的多孔聚合物膜的方法，該方法包括下述步驟：將含清洗劑的流體引入到膜的滲透側；允許清洗劑接觸膜的滲透側預定時間，和接觸膜的孔隙。

優選地，清洗劑在靜壓下接觸滲透側。

根據第二方面，本發明提供清洗具有原料側和滲透側的多孔聚合物膜的方法，該方法包括下述步驟：將含清洗劑的流體引入到膜的原料側；施加跨膜壓力，強制含清洗劑的流體從膜的原料側到滲透側；允許清洗劑接觸膜的滲透側預定的時間，和接觸膜的孔隙。

優選地，跨膜壓力的壓差小。

根據本發明的第三方面，提供清洗具有原料側和滲透側的多孔聚合物膜的方法，該方法包括下述步驟：提供與膜的原料側接觸的原料側流體；引入含清洗劑的流體到膜的滲透側；允許清洗劑接觸膜的滲透側預定的時間，接觸膜的孔隙并擴散到原料側的流體內。

優選地，在本發明的這一方面中，通過在原料側流體(優選清洗劑濃度低)和含有清洗劑的內腔側流體之間的濃度梯度驅動溶液的擴散。最優選原料側流體不含清洗劑。

優選地，本發明的方法進一步包括下述步驟：在滲透側上施加壓力到含清洗劑的流體上，從膜孔隙中移動(若存在的話)溶解和未溶解的固體。更優選，這一壓力以脈沖方式施加。在一個尤其優選的實施方案中，壓力源是壓力不大于膜泡點的壓縮空氣。

優選地，本發明的方法之前全部進行反洗。

優選地，本發明的方法還緊跟著反洗，之后再開始過濾。

視需要，本發明的方法可反復循環。