[發明專利]清洗劑組合物和反滲透膜的清洗方法

有效

• 申請號: 201110402997.X
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103143264A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王亭;齊海英;尚榮欣;酈和生
• 申請（專利權）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: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術領域

本發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行清洗的方法。

背景技術

隨著全球性的水污染及水匱乏，水處理的設備-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，才獲得較大發展。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，當系統所加壓力大于溶液的滲透壓時，水分子透過膜經過產水流道進入中心管，在一端流出。進入水中的雜質(如離子、膠體、有機物、細菌)被截留在膜的進水側，從濃水出水端流出，從而達到分離凈化的目的。反滲透技術與傳統的蒸發器、電滲析等技術相比，有著獨到的特點和優勢，它的總鹽去除率高，水回收率高，操作簡單，設備緊湊，維護方便，可大大降低勞動強度，提高整個水處理工藝的運行水平和自動化程度，在與離子交換設備聯合使用時，可極大地延長離子交換設備的再生周期，減少酸堿的排放量，有利于節約水資源及改善環境。目前，反滲透技術已經涵蓋了幾乎所有工業部門，特別是在海水淡化、純水制備、鍋爐給水、廢水處理以及飲水、飲料和化工產品的濃縮等多種領域中得到了廣泛的應用。

由于反滲透與傳統的過濾完全不同，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帶走。反滲透裝置在運行一段時間以后，在膜上濃水側會積累膠體、金屬氧化物、細菌、有機物、水垢等物質，引起系統脫鹽率下降、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)無機物的沉積(結垢)，常見的污染物如CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂等；2)有機分子的吸附；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)，常見的微生物如細菌、水藻類。

反滲透裝置的膜污染是緩慢發展的，如果不在早期采取措施，污染將會在相對短的時間內損傷膜元件的性能。在一般情況下，當反滲透系統出現下列癥狀之一時，表明反滲透膜已被污染，應及時進行清洗：在正常壓力下，產品水流量與正常值相比下降了10-15％；為了維持正常的產品水流量，經溫度校正后的給水壓力增加了10-15％；產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。在正常運行條件下，所有上述膜污染都將使反滲透裝置的產水量減少，供水壓力增加，產品水質降低，增加了反滲透裝置的清洗頻率，增加了產水費用。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前反滲透技術中的重要研究課題之一。

在反滲透裝置運行過程中，不同類型的污染常常同時發生，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的何種類型的膜元件，反滲透裝置一旦投入運行，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清洗兩種方法來實現。通常，如果膜的透水性能剛出現降低，可用產品水，根據物理方法在低壓高流速下對膜表面進行沖洗20-40分鐘，使膜的透水性能得到一定程度的恢復；而在反滲透膜被嚴重污染，且用物理方法清洗的效果不明顯的情況下，通常采用化學方法進行清洗。在采用化學方法進行清洗時需要對污染物進行化學分析，辨別污染物的種類，并根據不同的污染物選擇相應的化學藥品和配方。

反滲透膜的表面很容易受外來物質的污染而產生污垢，這些外來物質以各種形式存在于RO進水中。由于各地水源水質不同，所采用的預處理方法不盡相同，所以反滲透膜上的污染物也各不相同。地表水受環境影響，成分復雜多變，懸浮物、膠體、有機物、微生物非常多，且預處理過程中又加了許多無機、有機的絮凝劑、助凝劑、殺菌劑、還原劑等，所以原水采用地表水的反滲透膜很容易受污染且污染物復雜多變。

通常以地表水作為水源的反滲透系統主要有以下幾種污染方式：(1)由于溶解有機物的沉積而造成膜表面污染；(2)由于各種膠體的吸附而造成膜表面污染；(3)由于細菌菌群繁殖造成給水通道以及膜表面堵塞；(4)給水中的固體顆粒堵塞給水通道。