[發(fā)明專利]利用高活性單線態(tài)氧清洗膜污染的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310530771.7
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103521081A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江進;龐素艷;馬軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B01D65/06
• 分類號: B01D65/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膜清洗方法。

背景技術(shù)

隨著對物質(zhì)的高分離與純化的要求，膜過濾技術(shù)應(yīng)運而生，成為一門新生的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)。由于其無相變化、能耗低、體系干凈等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工及水處理等領(lǐng)域，在世界各國得到迅猛發(fā)展。但是，隨著膜運行時間的增長，被處理原料液中的無機物、懸浮物、有機物和微生物等通過與膜材料存在的物理、化學和機械作用，吸附或沉積在膜表面或膜孔內(nèi)，使膜孔徑變小或堵塞，形成膜污染，導(dǎo)致膜通量下降，致使膜的分離效果變差。

膜清洗目的是通過采用合理的清洗方法對被污染的膜進行清洗和再生，破壞膜表面的溶質(zhì)吸附層，清除膜孔道內(nèi)的雜質(zhì)，使膜盡可能恢復(fù)到原始通量。膜清洗方法可以分為物理清洗法和化學清洗法。物理清洗包括水力清洗、氣體脈沖清洗、超聲波清洗等，能夠較好地去除膜表面的污染物，但不能去除膜孔道內(nèi)的污染物，清洗效果不佳。化學清洗是通過使用化學藥劑達到松動、溶解污垢、氧化有機物、滅活微生物清除膜污染的效果。常用的清洗方法有酸洗、堿洗、醇洗、氧化劑和殺菌劑(如臭氧、次氯酸、高錳酸鉀等)通過氧化反應(yīng)清洗膜污染等。

單線態(tài)氧(¹O₂)是一種處于激發(fā)態(tài)的分子氧，與超氧自由基(O₂^-·)、羥基自由基(·OH)、硫酸根自由基(SO₄^·-)等活性氧物種類似，化學性質(zhì)活潑、不穩(wěn)定，在自然界中廣泛存在，是化學、環(huán)境、醫(yī)學等領(lǐng)域最長涉及的活性氧之一，具有氧化能力強、反應(yīng)活性高、存活時間短、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物等特點，屬于綠色、環(huán)境友好型氧化劑。

目前，單線態(tài)氧(¹O₂)的產(chǎn)生方式主要有兩種：一種是光敏化法，一種是化學反應(yīng)法。光敏化法涉及到一個光激發(fā)過程，就是要求存在一種吸收光的物質(zhì)，即光敏劑(sens)，常用的光敏劑主要有玫瑰紅、曙紅、亞甲基藍、熒光黃、葉綠素和血卟啉等，在光照射條件下，激發(fā)態(tài)的光敏劑與體系中的基態(tài)氧作用，進而得到單線態(tài)氧。反應(yīng)機理為：首先，基態(tài)光敏劑(sens)吸收光子能量被激發(fā)到激發(fā)單線態(tài)(¹sens)，見反應(yīng)式(1)；隨后，經(jīng)過內(nèi)部系列的轉(zhuǎn)移，形成激發(fā)三線態(tài)(³sens)，見反應(yīng)式(2)；最后激發(fā)三線態(tài)(³sens)能使基態(tài)三線態(tài)氧(³O₂)激發(fā)為單線態(tài)氧(¹O₂)，見反應(yīng)式(3)。這種利用光敏化法可以快速產(chǎn)生單線態(tài)氧，但存在著光的限制(需要穩(wěn)定的光源)及光敏劑的引入會產(chǎn)生二次污染的問題。

化學反應(yīng)法主要是采用H₂O₂-ClO^-法，將過氧化氫(H₂O₂)與氯氣(Cl₂)的水溶液或是次氯酸溶液混合即可產(chǎn)生單線態(tài)氧(¹O₂)，見反應(yīng)式(4)。該反應(yīng)中單線態(tài)氧的生成速度非常快，其二級反應(yīng)速率常數(shù)約為10⁴M^-1s^-1，但化學試劑為液態(tài)的過氧化氫和次氯酸溶液或氯氣，運輸儲存不方便，工藝操作復(fù)雜及存在安全隱患的問題。

ClO^-+H₂O₂→¹O₂+Cl^-+H₂O????(4)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供利用高活性單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，以解決上述存在的問題。

本發(fā)明的利用高活性單線態(tài)氧清洗膜污染的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：a、將待清洗的受污染膜組件放入裝有自來水的池子中；b、將固體漂白粉和無機固體過氧化物按照質(zhì)量比為(1～10):1的比例加入到步驟一的池子中，攪拌均勻，在過氧化物濃度為50～1000mg/L，膜組件浸泡時間為10～180min的條件下，進行膜組件清洗；c、將清洗好的膜組件放入另一個裝有自來水的池子中進行漂洗，即完成了利用高活性單線態(tài)氧清洗膜污染。