專(zhuān)利名稱(chēng)：一種廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗修復(fù)的方法和試劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)分析，化學(xué)清洗試劑篩選、制定領(lǐng)域，特別涉及廢舊反滲透膜在離線(xiàn)狀態(tài)下的清洗、修復(fù)方法和試劑。
背景技術(shù)：
目前在各個(gè)領(lǐng)域(食品、制藥、電力、自來(lái)水等)的純化水制備均采用了反滲透技術(shù)，反滲透膜為反滲透系統(tǒng)的核心，其工作性能的優(yōu)良與否直接影響反滲透系統(tǒng)的性能。反滲透系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，膜表面會(huì)生成難溶的菌層、金屬垢、硅垢及其它有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物，造成反滲透系統(tǒng)進(jìn)口壓力增加、產(chǎn)水量降低、產(chǎn)水電導(dǎo)率上升，影響產(chǎn)水水質(zhì)，反滲透膜消耗極高。依照目前的技術(shù)，對(duì)廢舊反滲透膜大部分采用在線(xiàn)的簡(jiǎn)單清洗技術(shù)，而此種方式對(duì)于多根膜管內(nèi)的多只膜會(huì)造成一只堵塞就必須對(duì)所有膜(包括仍舊正常的膜)進(jìn)行化學(xué)清洗，對(duì)功能還好的膜產(chǎn)生不必要的化學(xué)損害，現(xiàn)有技術(shù)未對(duì)不同的結(jié)垢情況和水質(zhì)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)分析，也沒(méi)有針對(duì)不同的垢類(lèi)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的化學(xué)分析，給出專(zhuān)用配方，這將造成一種較為粗獷的膜清洗方式，清洗后效果很難保證。在對(duì)廢舊反滲透膜及膜垢分析的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，反滲透膜的除鹽性能下降比較嚴(yán)重，反滲透膜可能有穿孔現(xiàn)象，對(duì)反滲透膜表面進(jìn)行了化學(xué)修復(fù)，以達(dá)到大幅度提高膜除鹽性能的要求。目前現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有涉及損傷膜的修復(fù)方法，此處研究尚為空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于公開(kāi)了一種針對(duì)不同的結(jié)垢情況和水質(zhì)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)分析后得出的有針對(duì)性的廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗修復(fù)的方法和試劑。本發(fā)明目的是通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為配方一、對(duì)于無(wú)機(jī)鹽垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 1-0.5% HCl溶液，清洗條件為pH值1-4，溫度< 38°C ；其中，所述的無(wú)機(jī)鹽垢類(lèi)優(yōu)選為鈣垢。配方二、對(duì)于金屬氧化物垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0.6-1. 2% Na2S2O4溶液，清洗條件為溫度<35°C;其中，所述的金屬氧化物垢類(lèi)優(yōu)選為鐵或/和鋁垢。配方三、對(duì)于不溶于酸的垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0.08-0. 14% NaOH溶液與0. 8-1.3% Na4EDTA溶液的混合溶液，混合比例為1 1，清洗條件為pH值 11-12，溫度< 30°C ；其中，所述的不溶于酸的垢類(lèi)優(yōu)選為CaF2、BaS04、SrSO4或CaSO4。配方四、對(duì)于無(wú)機(jī)膠體垢類(lèi)、硅垢或微生物垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 08-0. 14% NaOH溶液和0. 020-0. 0 %十二烷基磺酸鈉(Na-SDS)的混合溶液，混合比例為1 1，清洗條件為PH值11-12，溫度<30°C;其中，所述的無(wú)機(jī)膠體垢類(lèi)優(yōu)選為淤泥。配方五、對(duì)于有機(jī)物垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0.08-0. 14% NaOH溶液和0.020-0. 029% Na-SDS溶液的混合溶液，混合比例1 1，清洗條件為pH值11-12， 溫度< 30°C，堿洗后使用0. 1-0. 5% HCl酸性清洗液，清洗條件為pH值1_2，溫度< 38°C。本發(fā)明廢舊反滲透膜離線(xiàn)式修復(fù)試劑為美國(guó)勝達(dá)亞科技有限公司生產(chǎn)的成孔劑 MXFJ-400，批號(hào)為FJ-090708DT。本發(fā)明廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗修復(fù)的方法包括如下步驟(1)對(duì)廢舊反滲透膜的膜垢成分分析，步驟為首先采集廢舊反滲透膜表面的截留物樣品，分別用化學(xué)分析法、掃描電鏡(SEM)分析、X衍射儀鑒定分析截留物樣品，對(duì)廢舊反滲透膜內(nèi)形成的垢類(lèi)進(jìn)行表征與分析，確認(rèn)污染類(lèi)型為硅酸鹽、碳酸鹽和/或鐵氧化物； 其次對(duì)不同污染類(lèi)型的膜垢經(jīng)過(guò)三種化學(xué)方法的分析和測(cè)定，得出廢舊反滲透膜的膜垢成分組成；最后在不能進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，利用SDI儀的測(cè)試反滲透膜片上殘留物的顏色、密度，判斷污垢分類(lèi)，最終得出廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果；(2)根據(jù)廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果，利用廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備 (見(jiàn)圖7)，使用針對(duì)上述不同的膜垢的本發(fā)明廢舊反滲透膜清洗劑和修復(fù)劑，在液體流速彡10米/秒條件下進(jìn)行高速清洗，在壓力> 1. 5Mpa條件下進(jìn)行修復(fù)；(3)測(cè)定在化學(xué)清洗、化學(xué)修復(fù)過(guò)程中膜性能的相關(guān)參數(shù)，測(cè)定條件為介質(zhì)為電導(dǎo)率在450-550 μ s/cm的自來(lái)水，測(cè)定壓力為1. 5MPa,測(cè)定溫度為自來(lái)水水溫即常溫，清洗修復(fù)至達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)除鹽率達(dá)到85.0%以上，水回收率達(dá)到12%以上，壓差低于0. 2MPa。其中，所述利用SDI儀的測(cè)試反滲透膜片上殘留物的顏色、密度，判斷污垢分類(lèi)為褐色殘留物是鐵污垢；白色殘留物是硅、砂質(zhì)粘土、鈣垢；晶狀體外形是無(wú)機(jī)膠體、鈣垢；從氣味和污染物的形態(tài)為粘稠狀判斷，還含有生物污垢或者有機(jī)污垢。其中，所述的的膜性能相關(guān)參數(shù)，包括除鹽率，水回收率，壓差，計(jì)算方法為除鹽率 =(Ei-Eo)/Ei水回收率=Vo/Vi壓差=Pi-Po,其中，Ei-反滲透膜的進(jìn)水電導(dǎo)率；Eo-反滲透膜的淡水電導(dǎo)率；Vo-反滲透膜的淡水流量；Vi-反滲透膜的進(jìn)水流量；Pi-反滲透膜的進(jìn)水入口壓力；Po-反滲透膜的濃水出口壓力。其中，所述的合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法為(1)在清洗修復(fù)過(guò)程中，在介質(zhì)為電導(dǎo)率在450-550 μ s/cm的自來(lái)水，測(cè)定壓力為 1. 5MPa，測(cè)定溫度為自來(lái)水水溫即常溫條件下，分別測(cè)定新反滲透膜和廢舊反滲透膜的各項(xiàng)性能參數(shù)；(2)對(duì)測(cè)量得到的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行比較，差別主要有①壓差升高，新反滲透膜的壓差為0. IMPa，而廢舊反滲透膜的初始?jí)翰疃歼h(yuǎn)高于0. 2MPa ；②水回收率下降，新反滲透膜的水回收率為15%，而廢舊反滲透膜的水回收率為10% ；③除鹽率下降；新膜除鹽率一般大于99%，而廢舊反滲透膜的除鹽率下降很多，一般低于80% ；(3)針對(duì)各種不同的垢類(lèi)分別進(jìn)行清洗，在同樣的測(cè)試條件下進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量；(4)對(duì)比清洗后的廢舊反滲透膜與新的反滲透膜的性能，并對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行劃界， 直到達(dá)到兩者的性能相當(dāng)，確立了本發(fā)明廢舊反滲透膜清洗修復(fù)的合格標(biāo)準(zhǔn)除鹽率達(dá)到 85. 0%以上，水回收率達(dá)到12%以上，壓差低于0. 2MPa。其中，所述廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備可以是如下結(jié)構(gòu)見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖7 該設(shè)備主要由閥門(mén)、流量計(jì)、電導(dǎo)率儀、壓力表和進(jìn)水儀pH、加壓泵P和精密過(guò)濾器PPl和PP2組成，所述閥門(mén)由濾芯排空閥VO、自來(lái)水閥VI、自來(lái)水入口閥V2、自來(lái)水出口閥V3、酸性洗劑進(jìn)水閥V4、堿性洗劑進(jìn)水閥V5、修復(fù)劑進(jìn)水閥V6、總進(jìn)水閥V7、舊膜進(jìn)水閥 V8、舊膜濃水出口閥V9、舊膜短路閥V10、制純水-新膜進(jìn)水閥VII、舊膜淡水出口閥V12、新膜進(jìn)水閥V13、新膜濃水出口閥V14、新膜短路閥V15、淡水排放閥V16、濃水排放閥V17、修復(fù)劑濃水回流閥V18、修復(fù)劑淡水回流閥V19、堿洗濃水回流閥V20、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥V22、酸洗濃水回流閥V23、濃水止逆閥V24、V25、V26、V27、廢液排放閥N28組成；所述流量計(jì)由舊膜進(jìn)水流量計(jì)F1、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、舊膜淡水流量計(jì)F3和新膜淡水流量計(jì)F4組成；所述電導(dǎo)率儀由舊膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E1、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2和舊膜淡水電導(dǎo)率儀E3組成；所述壓力表由進(jìn)水總壓力表P1、新膜進(jìn)水壓力表P2和新膜出口壓力表 P3組成；精密過(guò)濾器PPl入口通過(guò)自來(lái)水閥Vl與市政自來(lái)水管連接，出口通過(guò)自來(lái)水入口閥V2與自來(lái)水箱1進(jìn)口連接，自來(lái)水箱1、酸洗箱2、堿洗箱3、修復(fù)劑箱4出口分別通過(guò)自來(lái)水出口閥V3、酸性洗劑進(jìn)水閥V4、堿性洗劑進(jìn)水閥V5、修復(fù)劑進(jìn)水閥V6與加壓泵5入水口相連，中間串接舊膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E1、進(jìn)水儀pH、加壓泵5的出口通過(guò)總進(jìn)水閥V7、舊膜進(jìn)水閥V8、舊膜進(jìn)水流量計(jì)Fl與廢舊RO膜6進(jìn)口相連，同時(shí)通過(guò)舊膜短路閥V10、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、新膜進(jìn)水閥V13與新膜7進(jìn)口相連，中間串接新膜進(jìn)水壓力表P2、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2、廢舊RO膜6濃水出口通過(guò)舊膜濃水出口閥V9、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、新膜進(jìn)水閥 V13與新膜7進(jìn)口相連，中間串接新膜進(jìn)水壓力表P2、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2，同時(shí)通過(guò)新膜短路閥V15與PP2精密過(guò)濾器入口相連，廢舊RO膜淡水出口通過(guò)舊膜淡水出口閥V12、舊膜淡水流量計(jì)F3、修復(fù)劑淡水回流閥V19、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥V22分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連，中間串接舊膜淡水電導(dǎo)率儀E3，末端接淡水排放閥V16，同時(shí)通過(guò)制純水-新膜進(jìn)水閥Vll與新膜7進(jìn)口相連，新RO膜7濃水出口通過(guò)新膜濃水出口閥V14、濃水止逆閥VM與精密過(guò)濾器PP2入口相連，中間串接新膜出口壓力表 P3，新RO膜7淡水出口通過(guò)新膜淡水流量計(jì)F4、修復(fù)劑淡水側(cè)回流閥V19、堿洗淡水回流閥 V21、酸洗淡水回流閥V22分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連，末端接淡水排放閥V16，PP2精密過(guò)濾器出口通過(guò)修復(fù)劑濃水回流閥V18、堿洗濃水回流閥V20、酸洗濃水回流閥V23分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連，末端接濃水排放閥V17。本發(fā)明公開(kāi)的廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗修復(fù)方法和試劑，對(duì)不同種類(lèi)的反滲透膜垢類(lèi)進(jìn)行針對(duì)性的清洗修復(fù)，解決了原粗獷式清洗方式造成的清洗不徹底的問(wèn)題，并開(kāi)創(chuàng)性地研發(fā)了損傷膜的修復(fù)試劑和方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此方面的空白。該方法及試劑清洗修復(fù)得到的膜的各項(xiàng)參數(shù)更接近新膜，膜修復(fù)率大大增強(qiáng)，針對(duì)性更高，同時(shí)避免了現(xiàn)有清洗方法中對(duì)完好膜化學(xué)損傷的弊端。本發(fā)明的離線(xiàn)清洗修復(fù)廢舊反滲透膜的方法和試劑，能夠保證膜清洗后的性能達(dá)到或接近新膜，大大降低了企業(yè)膜消耗成本，保證了生產(chǎn)和膜清洗互不影響，杜絕了在線(xiàn)化學(xué)清洗對(duì)正常膜的損傷。下面實(shí)驗(yàn)例和實(shí)施例用于進(jìn)一步說(shuō)明但不限于本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例實(shí)驗(yàn)例1各種金屬離子對(duì)修復(fù)劑MXFJ-400的性能的影響(1)對(duì)用MXFJ-400修復(fù)廢舊反滲透膜前后的溶液進(jìn)行紫外表征對(duì)用MXFJ-400修復(fù)廢舊反滲透膜前后的溶液進(jìn)行紫外表征，結(jié)果如圖2。從紫外光譜圖可以看出，修復(fù)廢舊反滲透膜前MXFJ-400在213nm和272nm處存在兩個(gè)最大吸收峰，并且213nm處吸收峰比272nm處吸收峰高；修復(fù)廢舊反滲透膜后剩余的MXFJ-400溶液在213nm和272nm處也存在最大吸收峰，但其在213nm處的紫外吸收變小，在272nm處的紫外吸收變大。后在MXFJ-400水溶液中加入一些常見(jiàn)的金屬離子，以考察常見(jiàn)金屬離子對(duì) MXFJ-400的影響。(2)考察各種離子對(duì)修復(fù)劑MXFJ-400的影響Fe3+ 對(duì) MXFJ-400 的影響在MXFJ-400水溶液中加入i^e3+，發(fā)現(xiàn)原來(lái)無(wú)色透明的MXFJ-400水溶液變褐色。對(duì)加入不同量的MXFJ-400溶液進(jìn)行紫外光譜掃描，如圖3所示，從光譜圖可以看出，加入1 3+ 之后MXFJ-400紫外吸收峰發(fā)生明顯的紅移，并且在213nm和272nm處的紫外吸收大幅度減少；這說(shuō)明MXFJ-400對(duì)!^3+具有很強(qiáng)的螯合作用，如果膜表面含有大量的!^3+的，會(huì)導(dǎo)致化學(xué)修復(fù)時(shí)MXFJ-400的有效濃度急劇降低，導(dǎo)致其修復(fù)能力下降。所以在對(duì)廢舊反滲透膜修復(fù)過(guò)程中，需要將膜表面的鐵垢徹底清洗，配制修復(fù)液的水也要進(jìn)行除1 3+處理。Al3+對(duì) MXFJ-400 的影響在MXFJ-400中加入Al3+，對(duì)該混合液進(jìn)行紫外光譜掃描。結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出在MXFJ-400中加入Al3+之后紫外最大吸收峰發(fā)生了顯著紅移，同時(shí)213nm和 272nm處的紫外吸收降低。這說(shuō)明MXFJ-400對(duì)Al3+有螯合作用。Al3+存在也會(huì)使得MXFJ-400 的有效濃度下降。因此，配制MXFJ-400的水需進(jìn)行除Al3+處理，廢舊反滲透膜表面的Al垢也需要在清洗前徹底除去。Ca2+ 對(duì) MXFJ-400 的影響在MXFJ-400水溶液中加入Ca2+，對(duì)混合溶液進(jìn)行紫外光譜掃描，結(jié)果如圖5所示。從圖中可以看出，在MXFJ-400中加入Ca2+后沒(méi)有發(fā)生紫外吸收峰的紅移，同時(shí)213nm 和272nm處的紫外吸收強(qiáng)度也基本保持不變。這說(shuō)明Ca2+對(duì)MXFJ-400影響不大。配制 MXFJ-400時(shí)可以不考慮Ca2+的影響。Zn2+ 對(duì) MXFJ-400 的影響在MXFJ-400水溶液中加入Si2+，對(duì)混合溶液進(jìn)行紫外光譜掃描，結(jié)果如圖6所示。 從圖中可以看出，加入Si2+后，MXFJ-400的最大吸收峰沒(méi)有發(fā)生變化。另外，MXFJ-400的在213nm和272nm處的紫外吸收均增強(qiáng)。這說(shuō)明Si2+對(duì)MXFJ-400有增效作用，Si2+在一定程度上對(duì)MXFJ-400進(jìn)行了激活，使得MXFJ-400的有效濃度得到了提高。于是，在廢舊反滲透的修復(fù)過(guò)程中可以加入Si2+以提高M(jìn)XFJ-400的修復(fù)能力。本發(fā)明通過(guò)對(duì)修復(fù)劑MXFJ-400的性能研究，在使用其對(duì)廢舊反滲透膜進(jìn)行修復(fù)時(shí)，需要將膜表面的狗和Al垢類(lèi)先進(jìn)行去除，同時(shí)配制修復(fù)劑的溶劑也需要除去其中的 Fe3和Al3+。Ca2+對(duì)修復(fù)劑影響不大。Si2+可以增加修復(fù)劑的能力，在進(jìn)行反滲透膜修復(fù)時(shí)可在修復(fù)劑中加入Si2+。


圖1.膜垢晶體結(jié)構(gòu)形貌放大1000倍圖和放大5000倍2. MXFJ-400修復(fù)反滲透膜前后紫外光譜3. MXFJ-400中加入!^3+后紫外光譜圖
圖4. MXFJ-400中加入Al3+后紫外光譜5. PMXFJ-400中加入Ca2+后紫外光譜6. MXFJ-400中加入Si2+后紫外光譜7廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)中濾芯排空閥V0、自來(lái)水閥VI、自來(lái)水入口閥V2、自來(lái)水出口閥V3、酸性洗劑進(jìn)水閥V4、堿性洗劑進(jìn)水閥V5、修復(fù)劑進(jìn)水閥V6、總進(jìn)水閥V7、舊膜進(jìn)水閥V8、舊膜濃水出口閥V9、舊膜短路閥V10、制純水-新膜進(jìn)水閥VII、舊膜淡水出口閥V12、新膜進(jìn)水閥V13、 新膜濃水出口閥V14、新膜短路閥V15、淡水排放閥V16、濃水排放閥V17、修復(fù)劑濃水回流閥V18、修復(fù)劑淡水回流閥V19、堿洗濃水回流閥V20、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥 V22、酸洗濃水回流閥V23、濃水止逆閥V24、V25、V26、V27、廢液排放閥V28、舊膜進(jìn)水流量計(jì) F1、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、舊膜淡水流量計(jì)F3、新膜淡水流量計(jì)F4、舊膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E1、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2、舊膜淡水電導(dǎo)率儀E3、進(jìn)水儀pH、加壓泵P、進(jìn)水總壓力表P1、新膜進(jìn)水壓力表P2、新膜出口壓力表P3、精密過(guò)濾器PPl和PP2、自來(lái)水箱1、酸洗箱2、堿洗箱3、修復(fù)劑箱4。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例均能實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)例的效果。實(shí)施例1 對(duì)日東電工株式會(huì)社生產(chǎn)的型號(hào)為CPA3-8080的25號(hào)廢舊反滲透膜進(jìn)行膜垢成分分析，步驟為首先采集廢舊反滲透膜表面的截留物樣品，分別用化學(xué)分析法、掃描電鏡 (SEM)、x衍射儀鑒定截留物樣品，膜垢晶體結(jié)構(gòu)形貌如圖1。對(duì)廢舊反滲透膜內(nèi)形成的垢類(lèi)進(jìn)行表征與分析，確認(rèn)污染類(lèi)型為硅酸鹽和/或碳酸鹽；其次對(duì)不同污染類(lèi)型的膜垢經(jīng)過(guò)三種化學(xué)方法的分析和測(cè)定，得出廢舊反滲透膜的膜垢成分組成；最后在不能進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，利用SDI儀的測(cè)試反滲透膜片上殘留物的顏色、密度，判斷污垢分類(lèi)，白色殘留物是硅、砂質(zhì)粘土、鈣垢；晶狀體外形是無(wú)機(jī)膠體、鈣垢；最終得出廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果為膜垢主要成分為SiO2,還含有伊利石、云母石和斜綠泥石，主要由Si、K、Ca、Mg、Al 元素構(gòu)成；(2)根據(jù)廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果，利用說(shuō)明書(shū)附圖7所示的廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備，使用針對(duì)不同的膜垢的本發(fā)明清洗劑和修復(fù)劑進(jìn)行，在液體流速> 10 米/秒條件下進(jìn)行高速清洗，在壓力》1. 5Mpa條件下進(jìn)行修復(fù)；(3)測(cè)定在化學(xué)清洗、化學(xué)修復(fù)過(guò)程中膜性能的相關(guān)參數(shù)，包括除鹽率，水回收率， 壓差，計(jì)算方法為除鹽率=(Ei-Eo)/Ei水回收率=Vo/Vi壓差=Pi-Po，其中，Ei-反滲透膜的進(jìn)水電導(dǎo)率；Eo-反滲透膜的淡水電導(dǎo)率；Vo-反滲透膜的淡水流量；Vi-反滲透膜的進(jìn)水流量；Pi-反滲透膜的進(jìn)水入口壓力；Po-反滲透膜的濃水出口壓力。測(cè)定條件為介質(zhì)為電導(dǎo)率在450-550 μ s/cm的自來(lái)水，測(cè)定壓力為1. 5MPa，測(cè)定溫度為自來(lái)水水溫即常溫。測(cè)量得到的各種參數(shù)如表1。清洗前該膜的初始?jí)翰顬?. 25MPa，膜已被堵死，無(wú)法對(duì)其初始除鹽性能進(jìn)行測(cè)定。首先進(jìn)行逆向沖洗，膜的流路被開(kāi)通。隨后，使用配方一對(duì)其進(jìn)行清洗，其壓差逐漸下降到0. 17MPa，除鹽率和水回收率分別為71. 9%和11.4%。后又對(duì)其進(jìn)行配方三清洗，主要為了清除膜表面的有機(jī)物、膠體、及Si02等。清洗后除鹽率下降到69. 9%，水回收率上升到19. 2%，壓差下降到0. 15MPa。經(jīng)過(guò)多次配方一、配方三反復(fù)清洗之后，最后使用修復(fù)劑對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修復(fù)，使除鹽率為86.9%，水回收率為13.8%，壓差為 0.15MPa。表1. 25號(hào)膜清洗試劑及參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑，其特征在于， 對(duì)于無(wú)機(jī)鹽垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 1-0. 5% HCl溶液，清洗條件為pH 值1-4，溫度< 38°C ；對(duì)于金屬氧化物垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 6-1. 2% Na2S2O4溶液，清洗條件為溫度< 35°C ；對(duì)于不溶于酸的垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 08-0. 14% NaOH溶液與0. 8-1. 3% Na4EDTA溶液的混合溶液，混合比例為1 1， 清洗條件為pH值11-12，溫度< 30°C;對(duì)于無(wú)機(jī)膠體垢類(lèi)、硅垢或微生物垢類(lèi)，廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 08-0. 14% NaOH溶液和0. 020-0. 0 %十二烷基磺酸鈉(Na-SDS) 的混合溶液，混合比例為1 1，清洗條件為PH值11-12，溫度<30°C;對(duì)于有機(jī)物垢類(lèi)， 廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗的試劑為0. 08-0. 14% NaOH溶液和0. 020-0. 029% Na-SDS溶液的混合溶液，混合比例1 1，清洗條件為pH值11-12，溫度<30°〇，堿洗后使用0.2(%!1(1 酸性清洗液，清洗條件為PH值1-2，溫度< 38°C;廢舊反滲透膜離線(xiàn)式修復(fù)試劑為美國(guó)勝達(dá)亞科技有限公司生產(chǎn)的成孔劑MXFJ-400，批號(hào)為FJ-090708D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)鹽垢類(lèi)為鈣垢。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑，其特征在于，所述的金屬氧化物垢類(lèi)為鐵或/和鋁垢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)膠體垢類(lèi)為淤泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑，其特征在于，所述的不溶于酸的垢類(lèi)為CaF2、BaS04、SrSO4或CaS04。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、 修復(fù)的試劑，其特征在于，所述的修復(fù)試劑MXFJ-400在進(jìn)行反滲透膜修復(fù)時(shí)配制溶液時(shí)加入 Si2+。
7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-5之一所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的試劑進(jìn)行離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于包括如下步驟(1)對(duì)廢舊反滲透膜的膜垢成分分析，步驟為首先采集廢舊反滲透膜表面的截留物樣品，分別用化學(xué)分析法、掃描電鏡分析、X衍射儀分析鑒定截留物樣品，對(duì)廢舊反滲透膜內(nèi)形成的垢類(lèi)進(jìn)行表征與分析，確認(rèn)污染類(lèi)型為硅酸鹽、碳酸鹽和/或鐵氧化物；其次對(duì)不同污染類(lèi)型的膜垢經(jīng)過(guò)三種化學(xué)方法的分析和測(cè)定，得出廢舊反滲透膜的膜垢成分組成； 最后在不能進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，利用SDI儀的測(cè)試反滲透膜片上殘留物的顏色、密度，判斷污垢分類(lèi)為褐色殘留物是鐵污垢；白色殘留物是硅、砂質(zhì)粘土、鈣垢；晶狀體外形是無(wú)機(jī)膠體、鈣垢；從氣味和污染物的形態(tài)為粘稠狀判斷，還含有生物污垢或者有機(jī)污垢；最終得出廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果膜垢主要成分為SiO2,還含有伊利石、云母石和斜綠泥石，主要由Si、K、Ca、Mg、Fe、Al元素構(gòu)成；(2)根據(jù)廢舊反滲透膜的膜垢成分分析結(jié)果，利用廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備，使用針對(duì)不同的膜垢的應(yīng)用權(quán)利要求1-5中的清洗劑和修復(fù)劑在液體流速> 10米/秒條件下進(jìn)行高速清洗，在壓力≥1. 5Mpa條件下進(jìn)行修復(fù)；(3)在化學(xué)清洗、化學(xué)修復(fù)過(guò)程中，連續(xù)測(cè)定膜性能的相關(guān)參數(shù)，測(cè)定條件為介質(zhì)為電導(dǎo)率在450-550 μ s/cm的自來(lái)水，測(cè)定壓力為1. 5MPa，測(cè)定溫度為自來(lái)水水溫即常溫，清洗修復(fù)至達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于所述廢舊反滲透膜清洗、修復(fù)設(shè)備是結(jié)構(gòu)構(gòu)成和連接關(guān)系如下該設(shè)備主要由閥門(mén)、流量計(jì)、電導(dǎo)率儀、壓力表和進(jìn)水儀pH、加壓泵P和精密過(guò)濾器PPl 和PP2組成，所述閥門(mén)由濾芯排空閥VO、自來(lái)水閥Vl、自來(lái)水入口閥V2、自來(lái)水出口閥V3、 酸性洗劑進(jìn)水閥V4、堿性洗劑進(jìn)水閥V5、修復(fù)劑進(jìn)水閥V6、總進(jìn)水閥V7、舊膜進(jìn)水閥V8、舊膜濃水出口閥V9、舊膜短路閥V10、制純水-新膜進(jìn)水閥VII、舊膜淡水出口閥V12、新膜進(jìn)水閥V13、新膜濃水出口閥V14、新膜短路閥V15、淡水排放閥V16、濃水排放閥V17、修復(fù)劑濃水回流閥V18、修復(fù)劑淡水回流閥V19、堿洗濃水回流閥V20、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥V22、酸洗濃水回流閥V23、濃水止逆閥V24、V25、V26、V27、廢液排放閥N28組成；所述流量計(jì)由舊膜進(jìn)水流量計(jì)Fl、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、舊膜淡水流量計(jì)F3和新膜淡水流量計(jì) F4組成；所述電導(dǎo)率儀由舊膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E1、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2和舊膜淡水電導(dǎo)率儀 E3組成；所述壓力表由進(jìn)水總壓力表P1、新膜進(jìn)水壓力表P2和新膜出口壓力表P3組成；精密過(guò)濾器PP1入口通過(guò)自來(lái)水閥Vl與市政自來(lái)水管連接，出口通過(guò)自來(lái)水入口閥V2 與自來(lái)水箱1進(jìn)口連接，自來(lái)水箱1、酸洗箱2、堿洗箱3、修復(fù)劑箱4出口分別通過(guò)自來(lái)水出口閥V3、酸性洗劑進(jìn)水閥V4、堿性洗劑進(jìn)水閥V5、修復(fù)劑進(jìn)水閥V6與加壓泵5入水口相連，中間串接舊膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E1、進(jìn)水儀pH、加壓泵5的出口通過(guò)總進(jìn)水閥V7、舊膜進(jìn)水閥V8、舊膜進(jìn)水流量計(jì)Fl與廢舊反滲透膜6進(jìn)口相連，同時(shí)通過(guò)舊膜短路閥V10、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、新膜進(jìn)水閥V13與新膜7進(jìn)口相連，中間串接新膜進(jìn)水壓力表P2、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2、廢舊反滲透膜6濃水出口通過(guò)舊膜濃水出口閥V9、新膜進(jìn)水流量計(jì)F2、新膜進(jìn)水閥V13與新膜7進(jìn)口相連，中間串接新膜進(jìn)水壓力表P2、新膜進(jìn)水電導(dǎo)率儀E2，同時(shí)通過(guò)新膜短路閥V15與PP2精密過(guò)濾器入口相連，廢舊反滲透膜淡水出口通過(guò)舊膜淡水出口閥 V12、舊膜淡水流量計(jì)F3、修復(fù)劑淡水回流閥V19、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥V22 分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連，中間串接舊膜淡水電導(dǎo)率儀E3，末端接淡水排放閥V16，同時(shí)通過(guò)制純水-新膜進(jìn)水閥Vll與新膜7進(jìn)口相連，新反滲透膜7濃水出口通過(guò)新膜濃水出口閥V14、濃水止逆閥VM與精密過(guò)濾器PP2入口相連，中間串接新膜出口壓力表P3，新反滲透膜7淡水出口通過(guò)新膜淡水流量計(jì)F4、修復(fù)劑淡水側(cè)回流閥V19、堿洗淡水回流閥V21、酸洗淡水回流閥V22分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連， 末端接淡水排放閥V16，PP2精密過(guò)濾器出口通過(guò)修復(fù)劑濃水回流閥V18、堿洗濃水回流閥 V20、酸洗濃水回流閥V23分別與修復(fù)劑箱4、堿洗箱3、酸洗箱2進(jìn)口相連，末端接濃水排放閥 V17。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于，所述的膜性能相關(guān)參數(shù)，包括除鹽率，水回收率，壓差，計(jì)算方法為除鹽率=(Ei-Eo)/Ei 水回收率=Vo/Vi壓差=Pi-Po，，Ei-反滲透膜的進(jìn)水電導(dǎo)率；Eo-反滲透膜的淡水電導(dǎo)率；Vo-反滲透膜的淡水流量；Vi-反滲透膜的進(jìn)水流量；Pi-反滲透膜的進(jìn)水入口壓力；Po-反滲透膜的濃水出口壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于，所述的合格標(biāo)準(zhǔn)為指除鹽率達(dá)到85.0%以上，水回收率達(dá)到12%以上，壓差低于0. 2MPa。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于，所述合格標(biāo)準(zhǔn)的確定方法為(1)在清洗修復(fù)過(guò)程中，在介質(zhì)為電導(dǎo)率在450-550μ s/cm的自來(lái)水，測(cè)定壓力為 1. 5MPa，測(cè)定溫度為自來(lái)水水溫即常溫條件下，分別測(cè)定新反滲透膜和廢舊反滲透膜的各項(xiàng)性能參數(shù)；(2)對(duì)測(cè)量得到的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行比較，差別主要有①壓差升高，新反滲透膜的壓差為 0. IMPa,而廢舊反滲透膜的初始?jí)翰疃歼h(yuǎn)高于0. 2MPa ；②水回收率下降，新反滲透膜的水回收率為15%，而廢舊反滲透膜的水回收率為10% ；③除鹽率下降；新膜除鹽率一般大于 99 %，而廢舊反滲透膜的除鹽率下降很多，一般低于80 % ；(3)針對(duì)各種不同的垢類(lèi)分別進(jìn)行清洗，在同樣的測(cè)試條件下進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量；(4)對(duì)比清洗后的廢舊反滲透膜與新的反滲透膜的性能，并對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行劃界，直到達(dá)到兩者的性能相當(dāng)，確立了廢舊反滲透膜清洗修復(fù)的合格標(biāo)準(zhǔn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于，所述的廢舊反滲透膜修復(fù)前先除去狗3+和Al3+。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-11之一所述的針對(duì)不同的廢舊反滲透膜的膜垢進(jìn)行的離線(xiàn)式清洗、修復(fù)的方法，其特征在于，所述的廢舊反滲透膜修復(fù)前先除去1 3+和Al3+。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢舊反滲透膜離線(xiàn)式清洗修復(fù)方法和試劑，對(duì)不同種類(lèi)的反滲透膜垢類(lèi)進(jìn)行針對(duì)性的清洗修復(fù)，解決了原粗獷式清洗方式造成的清洗不徹底的問(wèn)題，并開(kāi)創(chuàng)性地研發(fā)了損傷膜的修復(fù)試劑和方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此方面的空白。該方法及試劑清洗修復(fù)得到的膜的各項(xiàng)參數(shù)更接近新膜，膜修復(fù)率大大增強(qiáng)，針對(duì)性更高，同時(shí)避免了現(xiàn)有清洗方法中對(duì)完好膜化學(xué)損傷的弊端。本發(fā)明的離線(xiàn)清洗修復(fù)廢舊反滲透膜的方法和試劑，能夠保證膜清洗后的性能達(dá)到或接近新膜，大大降低了企業(yè)膜消耗成本，保證了生產(chǎn)和膜清洗互不影響，杜絕了在線(xiàn)化學(xué)清洗對(duì)正常膜的損傷。
文檔編號(hào)B01D65/10GK102210978SQ20111006040
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者尹鳳剛, 文劍丹, 李維麗 申請(qǐng)人:四川科倫藥業(yè)股份有限公司