[發明專利]一種反滲透/納濾膜污染的強化清洗方法

有效

• 申請號: 201010537259.1
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN102133505A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 俞三傳;劉梅紅
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01D65/06
• 分類號: B01D65/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種膜污染的強化清洗方法，具體是指一種反滲透/納濾膜污染的強化清洗方法。

技術背景

膜分離技術是一種高效、節能的綠色新型分離技術，具有設備簡單、操作條件溫和、處理量大、分離效率高等突出特點，已在海水和苦咸水淡化、廢水處理與資源化、生物制品分離、環境工程、食品、醫藥等領域得到廣泛應用，并已取得了很好的經濟和社會效益；近年來，隨著全球水資源短缺日益嚴重、水污染日益加重，膜分離技術在海水淡化、中水回用、清潔生產、飲用水凈化等領域得到了更廣泛的應用和重視。

膜分離技術的核心和基礎是高性能的分離膜，在分離膜的使用過程中，溶液中的雜質將被截留在膜的表面，從而在膜表面形成污染層，因而，膜污染是膜分離技術應用過程中不可避免的。膜污染可以由下列過程引起：原水中的膠體顆粒在膜上沉積---膠體污染；難溶性無機鹽在膜上沉積---結垢；微生物在膜上粘附及生長---生物污染；原水中的某些組分與膜表面成分本身發生物理或化學反應---化學污染；原水中的有機物極附于膜表面---有機污染。當膜表面污染物累積到一定程度后，壓差逐漸升高，產水量和分離效率將會下降。如不及時清洗，則會導致裝置的產水量和出水水質下降，增加水頭損失，進而影響膜的分離性能，最終縮短膜的使用壽命，增加系統運行成本。

反滲透/納濾膜技術是目前應用最廣的水處理技術，而制約其規模應用和經濟性的主要問題是膜污染，尤其是在廢水處理與回用中的應用。膜清洗則是目前解決膜污染的主要有效手段之一，反滲透/納濾膜污染清洗的方法分為物理清洗(例如：低壓沖洗、反洗等)、化學清洗、物理-化學清洗，其中化學清洗使用得最為廣泛。在化學清洗進行時清洗藥劑擴散進入污染物在膜表面形成的沉積層并與污染物發生化學反應。清洗藥劑的擴散速度取決于包括清洗液湍流特性在內的不同因素。在水解、溶解和分散等化學反應的作用下污染物被從反滲透膜表面去除。選擇適宜的化學清洗藥品及合理的清洗方案是化學清洗的關鍵。為達到最佳的清洗效果，有時會使用一些不同的化學清洗藥品進行組合清洗。酸性清洗可用于去除反滲透膜上沉積的無機鹽垢，堿性清洗可用于去除有機物和膠體污物。典型的程序是先采用酸性清洗，去除無機污染物，然后再采用堿性清洗，去除有機污染物。在有些情況下，也可先進行堿性清洗，去除油類或有機物，再進行酸性清洗。有些清洗溶液中加入了洗滌劑以幫助去除嚴重的生物和有機碎片污物。同時也可用其它藥品，如在酸性洗液中加入氨水可克服單純酸性洗液中可能形成難溶性亞鐵檸檬酸鹽的現象，在堿性洗液中加入EDTA來輔助去除膠體、有機物、微生物及硫酸鹽垢。

但是，由于實際使用過程中，污染物的種類與結構繁多，同時對膜污染機理的認識又不足，使得膜污染清洗工藝的選擇既十分復雜又較為盲目，而且膜污染的清洗效率得不到保證，尤其是復雜體系的膜污染的清洗，其清洗效率普遍偏低，從而導致運行成本增加；同時，高強度的化學清洗還會破壞膜材料結構，導致膜分離性能的下降甚至失效。

因而，如何強化膜污染清洗過程，提高膜污染的清洗效率，對于促進反滲透/納濾膜分離技術的推廣應用，尤其是在高污染流體的處理中的應用，提高膜分離效率和延長膜使用壽命等均是十分必要和具有重要實際意義的。

發明內容

本發明針對現有膜污染清洗技術中的不足，提出一種新的反滲透/納濾膜污染的強化清洗方法，可以有效提高現有反滲透/納濾膜污染的清洗效率。

本發明需要解決的技術問題是，使膜表面的污染層疏松化，更易從膜表面脫落。在反滲透/納濾膜污染清洗過程中，導入具有pH敏感特性的功能材料，通過功能材料的擴散作用進入污染層，然后通過改變溶液pH值使膜表面污染層中的具有pH敏感特性的功能材料發生分子形態轉變。pH敏感性功能材料分子形態的轉變，不僅可使污染層疏松化，而且能促進膜清洗藥劑滲透進入膜污染層，從而促進污染物從膜表面去除，提高膜污染的清洗效率。

本發明是通過下述技術方案得以實現的：

一種反滲透/納濾膜污染的強化清洗方法，其特征在于：

(a)對膜分離系統中的反滲透/納濾膜表面用含有一種或幾種pH敏感性聚合物的水溶液進行循環浸泡處理，至少使其中的一種pH敏感聚合物能有效擴散進入分離膜表面的污染層中；

所述的pH敏感性聚合物為：

聚丙烯酸及其水溶性共聚物中的一種或幾種混合物；

或，聚甲基丙烯酸及其水溶性共聚物中的一種或幾種混合物；

或，水溶性羧甲基纖維素；

或，水溶性殼聚糖；

(b)用一定pH值的含清洗劑的清洗液對膜進行循環浸泡清洗處理，使擴散進入膜表面污染層中的pH敏感性聚合物發生形態轉變；