[發(fā)明專利]清洗劑組合物和反滲透膜的清洗方法

有效

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• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103143261A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亭;王爭;尚榮欣;酈和生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D65/06
• 分類號: B01D65/06
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種清洗劑組合物，以及使用該清洗劑組合物對反滲透膜進(jìn)行清洗的方法。

背景技術(shù)

隨著全球性的水污染及水匱乏，水處理的設(shè)備-反滲透除鹽裝置(RO)自50年代末美國制成了第一臺高性能膜后迅速發(fā)展起來。我國于70年代末首次采用反滲透除鹽裝置，但直到1993年TFC-HR高脫鹽新膜的出現(xiàn)，才獲得較大發(fā)展。反滲透是一種借助于選擇透過性膜的功能，以壓差為動力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)所加壓力大于溶液的滲透壓時，水分子透過膜經(jīng)過產(chǎn)水流道進(jìn)入中心管，在一端流出。進(jìn)入水中的雜質(zhì)(如離子、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌)被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，從濃水出水端流出，從而達(dá)到分離凈化的目的。反滲透技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸發(fā)器、電滲析等技術(shù)相比，有著獨(dú)到的特點(diǎn)和優(yōu)勢，它的總鹽去除率高，水回收率高，操作簡單，設(shè)備緊湊，維護(hù)方便，可大大降低勞動強(qiáng)度，提高整個水處理工藝的運(yùn)行水平和自動化程度，在與離子交換設(shè)備聯(lián)合使用時，可極大地延長離子交換設(shè)備的再生周期，減少酸堿的排放量，有利于節(jié)約水資源及改善環(huán)境。目前，反滲透技術(shù)已經(jīng)涵蓋了幾乎所有工業(yè)部門，特別是在海水淡化、純水制備、鍋爐給水、廢水處理以及飲水、飲料和化工產(chǎn)品的濃縮等多種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

由于反滲透與傳統(tǒng)的過濾完全不同，后者水全部通過濾層，依靠反洗將截流的污物從濾層中除掉，而反滲透則是使一部分水以與膜垂直的方向通過膜，此時鹽類和膠體物質(zhì)在膜表面濃縮，依靠與膜平行的方向流動的濃水將濃縮物質(zhì)帶走。反滲透裝置在運(yùn)行一段時間以后，在膜上濃水側(cè)會積累膠體、金屬氧化物、細(xì)菌、有機(jī)物、水垢等物質(zhì)，引起系統(tǒng)脫鹽率下降、出水量降低、壓差增大等問題，從而會形成膜污染。所述膜污染是指水中的懸浮固體、微生物及溶解的鹽類因被濃縮，其濃度超過溶度積而在膜表面上生成不需要的沉積物，這些污染可由以下原因引起：1)無機(jī)物的沉積(結(jié)垢)，常見的污染物如CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂等；2)有機(jī)分子的吸附；3)顆粒物的沉積(膠體污染)，常見的顆粒物如氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化硅膠體等；4)金屬氧化物沉積，常見的金屬氧化物如氧化鐵；5)微生物的粘附及生長(微生物污染)，常見的微生物如細(xì)菌、水藻類。

反滲透裝置的膜污染是緩慢發(fā)展的，如果不在早期采取措施，污染將會在相對短的時間內(nèi)損傷膜元件的性能。在一般情況下，當(dāng)反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)下列癥狀之一時，表明反滲透膜已被污染，應(yīng)及時進(jìn)行清洗：在正常壓力下，產(chǎn)品水流量與正常值相比下降了10-15％；為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了10-15％；產(chǎn)品水鹽透過率增加了10-15％。反滲透膜元件的水通量越大，回收率越高，則其膜表面越易受污染。在正常運(yùn)行條件下，所有上述膜污染都將使反滲透裝置的產(chǎn)水量減少，供水壓力增加，產(chǎn)品水質(zhì)降低，增加了反滲透裝置的清洗頻率，增加了產(chǎn)水費(fèi)用。因此，如何防止或減緩反滲透膜污染、延長膜的使用壽命并提高膜的清洗效果已成為當(dāng)前反滲透技術(shù)中的重要研究課題之一。

在反滲透裝置運(yùn)行過程中，不同類型的污染常常同時發(fā)生，并相互影響，但目前對不同類型污染之間的相互作用知之甚少。在各種領(lǐng)域中使用的反滲透裝置，不論其多么完善，也不論采用何種廠家生產(chǎn)的何種類型的膜元件，反滲透裝置一旦投入運(yùn)行，一旦料液與膜接觸，膜污染即開始，最終都需要清洗，只不過清洗周期長短不同。

一般反滲透裝置污染物的去除可通過物理沖洗和化學(xué)清洗兩種方法來實(shí)現(xiàn)。通常，如果膜的透水性能剛出現(xiàn)降低，可用產(chǎn)品水，根據(jù)物理方法在低壓高流速下對膜表面進(jìn)行沖洗20-40分鐘，使膜的透水性能得到一定程度的恢復(fù)；而在反滲透膜被嚴(yán)重污染，且用物理方法清洗的效果不明顯的情況下，通常采用化學(xué)方法進(jìn)行清洗。在采用化學(xué)方法進(jìn)行清洗時需要對污染物進(jìn)行化學(xué)分析，辨別污染物的種類，并根據(jù)不同的污染物選擇相應(yīng)的化學(xué)藥品和配方。

反滲透膜的表面很容易受外來物質(zhì)的污染而產(chǎn)生污垢，這些外來物質(zhì)以各種形式存在于RO進(jìn)水中。由于各地水源水質(zhì)不同，所采用的預(yù)處理方法不盡相同，所以反滲透膜上的污染物也各不相同。地下水中細(xì)菌很少，含鹽量高，鐵離子以三價鐵和亞鐵兩種形式存在，不易過濾除去。

通常以地下水(如深井水)作為水源的反滲透系統(tǒng)主要有以下幾種污染方式：(1)碳酸鈣、磷酸鈣類沉積物堵塞微孔通道；(2)硫酸鈣類沉積物堵塞微孔通道；(3)金屬氧化物在膜表面沉積堵塞微孔通道。