坡缕石络合-超滤膜污染的气水冲洗方法技术

本发明专利技术公开了一种坡缕石络合‑超滤膜污染的气水冲洗方法，该所述坡缕石络合‑超滤膜污染为重金属离子废水先用坡缕石吸附络合处理，再经超滤膜超滤所产生的滤饼层，所述水力冲洗方法包括在超滤运行结束后，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗，所述清洗液为六偏磷酸钠水溶液，空气和清洗液的流量比为5:1～25:1。本发明专利技术的气水冲洗方法可以有效清除超滤膜表面覆盖的吸附络合了重金属离子的坡缕石污物，具有良好的膜通量恢复率，延长了超滤膜的使用寿命。

Gas-Water Flushing Method for Polluted Palygorskite Complex-Ultrafiltration Membrane

The invention discloses an air-water flushing method for palygorskite complexation and ultrafiltration membrane fouling. The palygorskite complexation and ultrafiltration membrane fouling is treated with palygorskite adsorption and complexation first, and then the cake layer produced by ultrafiltration membrane. The hydraulic flushing method includes the use of air-water mixed fluid composed of air and cleaning liquid to treat the ultrafiltration membrane after the end of ultrafiltration operation. The cleaning solution is sodium hexametaphosphate aqueous solution, and the flow rate ratio of air to cleaning solution is 5:1 to 25:1. The air-water flushing method of the invention can effectively remove palygorskite dirt adsorbed and complexed with heavy metal ions covered by the surface of the ultrafiltration membrane, has good flux recovery rate and prolongs the service life of the ultrafiltration membrane.

【技术实现步骤摘要】
坡缕石络合-超滤膜污染的气水冲洗方法
本专利技术涉及一种坡缕石络合-超滤膜污染的气水冲洗方法。
技术介绍
膜分离技术操作方便、能耗低、高效环保，但膜分离过程中产生的膜污染限制着膜分离技术的发展。为了恢复膜的过滤性能，通常使用物理清洗、化学清洗、生物清洗和其他清洗方法消除膜污染。物理方法常使用水或者空气和水的混合流体对膜进行冲洗，一方面物理清洗可以机械作用清除膜表面的滤饼层，另一方面可以降低原水与膜面之间的浓差极化，破坏垢层。气体冲洗是指利用空气压缩系统来制备压缩气源，向膜组件提供大量的压缩气体，通过气体摇荡膜丝，使膜丝之间相互碰撞、摩擦，清除膜表面的污染物。气液联合冲洗时，气体与液体混合时产生的大量气泡，气泡形成过程中会对膜表面产生强烈的震荡，使比较坚硬牢靠的污染物质疏松、脱落，同时气水混合冲洗在膜表面产生较大剪切力，使污染物质更易被冲刷去除。气水联合冲洗在中空纤维膜、管式超滤膜、平板超滤膜中应用较多。络合-超滤技术是一种处理重金属的高效工艺，络合-超滤中常用的络合剂多为有机高分子聚合物，但这些络合剂成本较高难以推广使用。坡缕石是一种吸附重金属的良好材料，它廉价且储量丰富可以作为传统络合剂的替代物，在络合-超滤处理重金属离子中有潜在的应用前景，但坡缕石络合金属离子产生的膜污染与有机络合剂产生的膜污染的性能存在明显的不同，对该类膜污染的气水冲洗的研究意义重大。
技术实现思路
针对
技术介绍
中提及的问题，本专利技术的目的在于提供一种坡缕石络合-超滤膜污染的水力冲洗方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：坡缕石络合-超滤膜污染的气水冲洗方法，所述坡缕石络合-超滤膜污染为重金属离子废水先用坡缕石吸附络合处理，再经超滤膜超滤所产生的滤饼层，所述水力冲洗方法包括在超滤运行结束后，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗，所述清洗液为六偏磷酸钠水溶液，空气和清洗液的流量比为5:1～25:1。优选地，所述六偏磷酸钠水溶液的浓度为0.3～0.5wt%。更优选地，所述六偏磷酸钠水溶液的浓度为0.5wt%。优选地，冲洗周期为60min，清洗液的流量为25L/h，冲洗时间为20min。优选地，所述重金属离子为铜离子。本专利技术的气水冲洗方法可以有效清除超滤膜表面覆盖的吸附络合了重金属离子的坡缕石污物，具有良好的膜通量恢复率，延长了超滤膜的使用寿命。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1（1）坡缕石络合-超滤处理铜离子废水的条件为：废水中坡缕石添加量为5g/L，Cu2+初始浓度为30mg/L，超滤膜的截留分子量为10000Da，操作压力为0.1MPa，流量为25L/h，pH值为7，超滤时间150min。（2）超滤运行结束后，超滤膜表面覆盖一层厚厚的滤饼层，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗（即流体与超滤运行的水流方向相同）。空气压缩机作为空气源。以下空气与清洗液的流量比简称为气水比。（3）用纯水作为清洗液，在水流量为25L/h，气水比分别为5:1、10:1、15:1、20:1、25:1的条件下，用气水混合流体对超滤膜进行正冲洗。结果如下：气体与液体混合时产生的大量气泡，气泡形成过程中会对膜表面产生强烈的震荡，使比较坚硬牢靠的污染物质疏松、脱落。同时气水混合冲洗在膜表面产生较大剪切力，使污染物质更易被冲刷去除。在各气水比下清洗15min膜通量就得到快速的恢复，膜通量恢复率超过80%，随冲洗时间增大，膜通量恢复率继续增大，气水比5:1、10:1时在25min基本达到稳定，通量恢复率稳定在88%-89%。气水比15:1、20:1、25:1时，清洗20min通量恢复率基本达到稳定。清洗30min后气水比为5:1、10:1、15:1、20:1、25:1的通量恢复率分别为89.05%、89.11%、89.66%、90.44%、90.72%。（4）分别用浓度为0.10wt%、0.30wt%、0.50wt%的六偏磷酸钠水溶液作为清洗液替代上述的纯水，在清洗液流量为25L/h，气水比为25:1的条件下，用气水混合流体对超滤膜进行正冲洗。结果如下：0.1%的六偏磷酸钠和纯水之间的清洗效果基本没有差异。在气水冲洗5min时，各浓度六偏磷酸钠下的清洗效果差异较小，随清洗时间的增加，使用0.3%和0.5%的六偏磷酸钠溶液的膜通量恢复率要明显高于0.1%六偏磷酸钠的膜通量恢复率，不同浓度的六偏磷酸在冲洗20min后基本稳定，且随浓度的增大，膜通量恢复率增大，0.5%六偏磷酸钠清洗效果最好，20min后的膜通量恢复率达到93.27%。六偏磷酸钠在水中电离能形成阴离子，并具有一定的表面活性，能够与络合重金属后的坡缕石结合，使坡缕石带负电位，通过静电斥力从而使坡缕石之间难以相互接触甚至团聚成更大的颗粒，达到分散的目的，因此，气水冲洗加入六偏磷酸钠会获得更好的清洗效果。实施例2（1）坡缕石络合-超滤处理铜离子废水的条件为：废水中坡缕石添加量为5g/L，Cu2+初始浓度为30mg/L，超滤膜的截留分子量为10000Da，操作压力为0.1MPa，流量为25L/h，pH值为7，超滤运行时间分别30、60、90、150min。（2）超滤运行结束后，在清洗液流量为25L/h，气水比为25:1的条件下，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗。空气压缩机作为空气源，清洗液为浓度为0.50wt%的六偏磷酸钠水溶液。冲洗周期（即上述的超滤运行时间）为30、60min时，膜污染较轻，经过10min的气水冲洗，膜通量恢复率基本达到稳定，膜通量恢复率分别达到98.04%和96.34%。冲洗周期为90、150min时膜污染状况严重，运行后的膜通量下降到初始通量的69.16%、48.86%，气水冲洗5min后膜通量得到很好的恢复，膜通量恢复率达到75%以上，随气水冲洗时间的增加，膜通量恢复率在15min时基本达到稳定，气水冲洗30min后膜通量恢复率达到94.78%、93.27%。冲洗周期过短，降低超滤效率，冲洗周期过长，又不利于超滤膜的恢复，综合考虑，冲洗周期以60min为佳。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.坡缕石络合‑超滤膜污染的气水冲洗方法，所述坡缕石络合‑超滤膜污染为重金属离子废水先用坡缕石吸附络合处理，再经超滤膜超滤所产生的滤饼层，所述水力冲洗方法包括在超滤运行结束后，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗，所述清洗液为六偏磷酸钠水溶液，空气和清洗液的流量比为5:1～25:1。

【技术特征摘要】
1.坡缕石络合-超滤膜污染的气水冲洗方法，所述坡缕石络合-超滤膜污染为重金属离子废水先用坡缕石吸附络合处理，再经超滤膜超滤所产生的滤饼层，所述水力冲洗方法包括在超滤运行结束后，用由空气和清洗液组成的气水混合流体对超滤膜进行正冲洗，所述清洗液为六偏磷酸钠水溶液，空气和清洗液的流量比为5:1～25:1。2.根据权利要求1所述的气水冲洗方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任珺，陶玲，曹天轶，杨宜珺，张雪彬，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62