申請日2010.06.25

　　公開(公告)日2010.10.20

　　IPC分類號C02F1/44; B01D65/02

　　摘要

　　本發(fā)明公開了屬于用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法技術(shù)領(lǐng)域的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法。依次采用NaOH溶液、HCl溶液、EDTA溶液和空氣對膜組件中的膜進行清洗，然后干燥疏水膜。在應(yīng)用NaOH溶液、HCl溶液和EDTA溶液進行清洗時，每種清洗溶液均采用浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式進行。采用本發(fā)明的清洗方法可以有效的去除污染膜表面的污染層，使得膜的傳質(zhì)效率得到大幅提高、膜分離效率得到有效恢復(fù);實現(xiàn)膜組件在膜法工業(yè)污水處理技術(shù)中的重復(fù)利用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：依次采用NaOH溶液、HCl溶液、EDTA溶液和空氣對膜組件中的膜進行清洗，然后干燥疏水膜。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：在應(yīng)用NaOH溶液、HCl溶液和EDTA溶液進行清洗時，每種清洗溶液均采用浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式進行。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：NaOH溶液、HCl溶液、EDTA溶液濃度分別為0.5～5.0%(質(zhì)量分數(shù))、0.1～1.0%(質(zhì)量分數(shù))、2.0～3.0%(質(zhì)量分數(shù))。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：溶液清洗均完成后，將膜組件中清洗溶液放空，采用空氣進行過膜抽吸。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：采用空氣清洗時，空氣過膜抽吸時間為30分鐘。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：疏水膜的干燥采用在空氣中靜置的方法直至膜兩側(cè)表面完全干燥。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式中，所述浸泡清洗為將膜組件中膜的內(nèi)外表面完全接觸清洗溶液靜置;所述管程循環(huán)為：使清洗溶液在膜絲內(nèi)表面或一側(cè)膜表面形成切向流動;所述殼程循環(huán)：是清洗溶液在膜絲外表面或另一側(cè)膜表面形成切向流動;所述過膜抽吸為：使清洗溶液經(jīng)膜絲中膜孔由一側(cè)抽吸到另一側(cè)，實現(xiàn)清洗溶液經(jīng)過膜孔的流動清洗。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：浸泡清洗的浸泡時間為1小時以上，管程循環(huán)清洗時間為20分鐘以上，殼程循環(huán)清洗時間為10分鐘以上，過膜抽吸清洗時間為10分鐘以上。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：所述方法適用于以各種污水處理為目的的膜蒸餾、脫氣膜、膜吸收技術(shù)中所用的疏水膜的清洗。

　　說明書

　　一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法。

　　背景技術(shù)

　　膜蒸餾技術(shù)、脫氣膜技術(shù)以及膜吸收技術(shù)是近年來被開發(fā)且被廣泛關(guān)注的有效的工業(yè)廢水處理的新方法，它們都利用疏水性多孔膜為介質(zhì)，分離廢水與其中揮發(fā)性組分，從而實現(xiàn)去除廢水中污染物的目的。與其他的工業(yè)廢水處理過程相比，它們具有分離效率高、適用范圍廣、操作條件溫和、沒有二次污染、操作簡便等優(yōu)點，具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。但在這些膜分離運行過程中，不可避免的要發(fā)生膜污染。膜污染導(dǎo)致工業(yè)廢水處理效率下降，膜分離無法繼續(xù)進行，給運行管理帶來了很大的不便。因此有關(guān)膜的清洗成為這些用于工業(yè)廢水處理的膜分離技術(shù)推廣應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。

　　在國內(nèi)外的專利文獻中，未發(fā)現(xiàn)有專門針對用于膜法工業(yè)廢水處理技術(shù)的有機疏水膜的清洗方法。相近的發(fā)明專利有針對有機材質(zhì)膜進行清洗的處理方法，如“一種利用軟質(zhì)球形顆粒進行膜清洗的系統(tǒng)及其清洗方法(中國發(fā)明專利03120999.8，申請日2003年3月27日)”、“一種膜分離技術(shù)中的膜清洗裝置、清洗方法及其應(yīng)用(中國發(fā)明專利200510103122.4，申請日2005年9月16日)”、“堿性超濾膜清洗劑(中國發(fā)明專利200710158838.3，申請日2007年12月12日)”、“酸性超濾膜清洗劑(中國發(fā)明專利200710158842.X，申請日2007年12月12日)”、“一種液體酶膜清洗劑(中國發(fā)明專利200910064033.1，申請日2009年1月8日)”。但這些清洗方法均無法針對工業(yè)廢水處理中的膜蒸餾、脫氣膜以及膜吸收技術(shù)的有機疏水膜的污染層實現(xiàn)高效的清洗去除。因為工業(yè)廢水中含有高濃度有機物、高濃度無機鹽類易于在有機疏水膜表面形成致密的凝膠層和產(chǎn)生各種金屬元素形成結(jié)垢層，使疏水膜表面發(fā)生親水化。上述方法均無針對結(jié)垢親水化這一問題進行處理解決的有效手段。且以上發(fā)明專利所提到方法與本發(fā)明所提出清洗方法從洗劑到清洗方式完全不同。在國內(nèi)外的學術(shù)論文中，也缺乏相關(guān)用于膜法工業(yè)廢水處理技術(shù)的有機疏水膜的清洗方法的報道。僅見Han等推薦采用2%HCl溶液浸泡清洗膜組件20min，但膜的傳質(zhì)速率恢復(fù)效果并不理想(Han，B.B.，Shen，Z.S.，Wickramasinghe，S.R.(2005)Fouling nad cleaning of gas-filled membranes for cyanide removal，Separation and Purification Technology，40(6)：1169-1189)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明人長期的研究表明，用于工業(yè)污水處理的有機疏水膜表面容易沉積微生物、溶解性有機物以及無機鹽類等污染物。隨著膜分離過程的進行，污染物堵塞膜孔，減小膜的有效面積，導(dǎo)致膜的傳質(zhì)速率下降，膜吸收效率降低，甚至膜吸收停止，膜組件繼續(xù)利用。為了去除膜表面污染物，使膜吸收效率得到有效的恢復(fù)，膜組件得到重復(fù)利用，本發(fā)明的目的是提供一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法。

　　一種用于工業(yè)廢水處理的疏水膜的清洗方法，其特征在于：依次采用NaOH溶液、HCl溶液、EDTA溶液和空氣對膜組件中的膜進行清洗，然后干燥疏水膜。疏水膜的干燥采用在空氣中靜置或采用其他干燥方法直至膜兩側(cè)表面完全干燥。

　　在應(yīng)用NaOH溶液、HCl溶液和EDTA溶液進行清洗時，每種清洗溶液均采用浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式進行;其中，浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式中，所述浸泡清洗為將膜組件中膜的內(nèi)外表面完全接觸清洗溶液靜置1小時以上;所述管程循環(huán)為：使清洗溶液在膜絲內(nèi)表面(或一側(cè)膜表面)形成切向流動，可采用循環(huán)泵實現(xiàn)膜絲內(nèi)部的管程循環(huán)流動實現(xiàn)，清洗時間為20分鐘以上;所述殼程循環(huán)：是清洗溶液在膜絲外表面(或另一側(cè)膜表面)形成切向流動，可采用循環(huán)泵實現(xiàn)膜絲外部的殼程循環(huán)流動實現(xiàn)，清洗時間為10分鐘以上;所述過膜抽吸：使清洗溶液經(jīng)膜絲中膜孔由一側(cè)抽吸到另一側(cè)，實現(xiàn)清洗溶液經(jīng)過膜孔的流動清洗，可通過將清洗溶液放至膜的一側(cè)，通過另一側(cè)的抽吸泵實現(xiàn)過膜抽吸，清洗時間為10分鐘以上;

　　溶液清洗均完成后，將膜組件中清洗溶液放空，采用空氣進行過膜抽吸，過膜抽吸時間為30分鐘。

　　所用的NaOH溶液可由氫氧化鈉與水配制而成，其質(zhì)量分數(shù)為0.5～5.0%。

　　所用的HCl溶液可由鹽酸與水配制而成，其質(zhì)量分數(shù)為0.1～1.0%。

　　所用的EDTA溶液可由乙二胺四乙酸二鈉與水配制而成，其質(zhì)量分數(shù)為2.0～3.0%。

　　該方法應(yīng)用于以各種污水處理為目的的膜蒸餾、脫氣膜、膜吸收等技術(shù)中所用的疏水膜。利用NaOH溶液、HCl溶液、EDTA溶液和空氣四種洗劑對膜組件進行清洗;利用每種清洗溶液進行清洗時，分別采用浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種方式進行，清洗的最后步驟為氣沖和干燥。

　　本發(fā)明提出了利用四種洗劑，分別采用四種清洗方式對用于工業(yè)廢水處理的膜蒸餾、脫氣膜或膜吸收過程中的膜組件進行清洗，以恢復(fù)膜吸收效率，實現(xiàn)膜組件重復(fù)利用，其原理在于：進行工業(yè)廢水處理時，廢水中的污染物容易沉積于膜表面形成污染。而發(fā)明人長期的研究表明，膜表面污染層由外至內(nèi)分別形成以微生物或懸浮固體、溶解性有機物以及無機鹽類為主要污染物的泥餅層、凝膠層和結(jié)垢層。利用NaOH和微生物、有機物;HCl和有機物以及無機鹽類;EDTA和金屬元素間形成化學作用，易于將污染物從膜表面洗脫下來的原理。因此，依次采用NaOH、HCl和EDTA溶液對污染的膜進行清洗。針對膜組件整體、膜絲的內(nèi)表面(或平板膜的一側(cè)表面)、外表面(平板膜的另一側(cè)表面)、膜孔內(nèi)部分別采用浸泡、管程循環(huán)、殼程循環(huán)和過膜抽吸四種清洗方式進行清洗。針對膜的疏水特性，最后采用氣沖、干燥處理結(jié)束清洗。

　　本發(fā)明的有益效果為：應(yīng)用本發(fā)明與膜蒸餾、脫氣膜或膜吸收技術(shù)聯(lián)合對工業(yè)污水進行處理時，可以達到以下效果：一、有效的去除污染膜表面的污染層(1.利用NaOH溶液對膜進行浸泡、管殼程循環(huán)可以有效去除污染膜表面的泥餅層和大部分凝膠層;2.利用HCl溶液、對膜進行浸泡、管殼程循環(huán)清洗可以進一步去除污染膜表面的凝膠層和部分結(jié)垢層;3.利用EDTA溶液對膜進行浸泡、管殼程循環(huán)清洗可以進一步去除金屬元素形成的污染;4.利用三種溶液對膜進行過膜抽吸清洗可以有效去除膜孔中的污染物、改善膜孔堵塞;5.利用氣沖、干燥方法對膜進行處理可以恢復(fù)膜的疏水性);

　　二、膜的傳質(zhì)效率得到大幅提高、膜分離效率得到有效恢復(fù);

　　三、實現(xiàn)膜組件在膜法工業(yè)污水處理技術(shù)中的重復(fù)利用。