用于清洁过滤膜的化学清洁剂和方法技术

本发明专利技术公开了清洁诸如多孔聚合物超滤或微滤膜（例如ＰＶｄＦ或Ｈａｌａｒ）的膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子的水溶液接触的步骤。可加入缓冲剂、螯合剂、催化剂及其组合。所述单过硫酸根阴离子最理想是Ｈ↓［２］ＳＯ↓［５］、ＨＳＯ↓［５］↑［－］、ＳＯ↓［５］↑［２－］的三聚钾盐形式。含有单过硫酸根阴离子的溶液可以注入所述膜的进料侧，并将所述膜在所述溶液中静置并浸透，或在膜回洗之前注入滤出液侧。可以使用通气步骤和／或用紫外光照射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于清洁膜的组合物和方法，特别涉及使用单过硫酸根化合 物的组合物和方法。下面将主要参考中空纤维聚合物微滤膜和超滤膜的清洁 来说明本专利技术，但是应理解本专利技术可应用于多种的膜应用(包括纳米过滤和 反渗透膜)、膜组合物(包括无机膜)和膜形状(包括管状和平片状膜)， 并且不限于聚合物微滤膜和超滤膜。
技术介绍
已知聚合物微滤膜和超滤膜广泛用于水的过滤。 一般使用的多孔微滤和 超滤膜通常为被装成束的中空纤维的形式。然后将这些束安装到模块中，模 块可被进一步布置到模块组中。这样，对于给定的体积，膜的表面积被最大 化，因而用具有较小占地面积的装置可得到大的水通过量。在一些操作模式中，被污染的给水以使其仅仅接触中空纤维外侧的方式 被引入所述模块中。如果需要的话，可借助加压或抽吸的方式使水通过所述 膜。当水通过中空纤维聚合物膜时，其积聚于所迷纤维的腔内，因此水从那 里被排出并被使用。污染物则留在中空纤维的外侧。当这些污染物堆积在该过滤器上时，它们降低了膜的整体渗透性。所以， 在给定的压力下通过膜的水的体积减少，或者为保持给定的膜通过量，所需 的压力值增加了。任一情况下的状况都是所不希望的，因为这样膜会很快完 全停止生产干净的水，或者需要在有破坏膜的完整性风险的压力下运行。因 此需要清洁所述膜。利用周期性回洗可以把大量的污染物从中空纤维中除去，即，使气体或滤出液以与水流相反的方向通过中空纤维膜的内腔，这样气体和/或滤出液 将污染物从膜的孔中推至周围的水中，这些水能够排出并送至例如沉淀池或 罐中。如果需要的话，同样可以用其他形式的机械搅动来清洁。这些其他形 式的搅动包括通气、超声波振动和振荡。然而，这些机械的和回洗的方法不能完全有效去除所有的污染物，并且 随着时间的推移，因为这些膜被不容易用这些方法清除的物质淤塞，所以这 些方法的有效性会慢慢下降。由于要被过滤的物质的性质，这些物质通常是 地表水、地下水，或通过膜生物反应器的物质等，积垢本质上一般是生物的 和/或有机的并通常含有实质上是无机的污垢。通常需要用化学清洁从膜孔和表面上完全清除污垢。因为存在多于一种 类型的污垢(一方面是生物/有机污垢，另一方面是无机污垢)，通常需要 双重化学清洁来完全恢复膜的性能。使用氧化剂或苛性剂来清除有机污垢， 使用酸或螯合剂来清除积垢的膜的无机物质。这两种清洁连续进行，通常要用4小时到2天的时间才能完成。例如，由生物物质或有机物质积垢的聚合物微滤和超滤膜通常用诸如次 氯酸钠(氯)、过氧化氢和以较小的量使用臭氧的氧化清洁剂来清洁。无机 物通常用不同的酸去除。油脂，如果有的话，用苛性溶液和表面活性剂来清除。氯是最广泛应用的清洁剂，但是将其作为水处理化学试剂广泛使用并不理想。水处理系统中，已知氯制剂是导致产生致癌氯化有机副产物的原因。这很危险，并且会产生环境处理问题。氯气本身，并且还具有难闻的气味，对于该领域的人们也是一种健康危害。过氧化氢的使用能够避免危险的和环境不健康的氯化副产物的问题，但 是作为清洁化学品通常不如氯有效。臭氧是比氯或过氧化氩更有效的清洁剂，也避免了许多围绕氯使用的安 全性/环境问题。但是能够抵抗氯或过氧化物氧化的诸如PVdF的膜却易于被 臭氧降解，因为臭氧是一种更强的氧化剂。芬顿试剂已用于清洁膜，并且在有效的同时，它还适合提供可能在某种 情况下更适宜或者更便利的选择。本申请文件中对在先技术的任何讨论都不应该理解为承认这样的在先 技术被广泛知晓，或构成本领域公知技术的 一部分。本专利技术的目的是克服或改善在先技术的上述缺点中的至少一个。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种清洁膜的方法，包括将所述膜与含 有单过硫酸根阴离子的溶液相接触。优选所述清洁在最适于清洁所述膜的理想pH值下进行，其中所述pH 值通过緩冲剂来控制。除非上下文明显需要，否则在整个说明书和权利要求书中，"包括"、"含 有"等应解释为包括在内的含义，而不是排他或穷尽的意思，即，其含义为"包括，但不限于"。在优选实施方式中，本专利技术提供了 一种用于清洁微滤膜或超滤膜或纳米 过滤膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子和选自如下组中的 制剂的溶液相接触緩冲剂，螯合剂，催化剂，緩冲剂和螯合剂的组合，緩 冲剂和催化剂的组合，螯合剂和催化剂的组合，以及緩冲剂、螯合剂和催化剂的组合。在一个优选的实施方式中，本专利技术提供了 一种清洁微滤膜或超滤膜的方 法，包括将所述膜与含有单过疏酸根阴离子和緩沖剂的溶液相接触的步骤。 可以使用任何緩冲剂来控制pH值并提高单过石克酸根前体盐的稳定性。 也可加入螯合剂或催化剂。在一个可替代的优选的实施方式中，本专利技术提供了一种清洁微滤膜或超 滤膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子和螯合剂的溶液相接触 的步骤。也可加入緩冲剂或催化剂。在一个可替代的优选的实施方式中，本专利技术提供了一种清洁微滤膜或超 滤膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子和催化剂的溶液相接触的步骤。也可加入緩冲剂或螯合剂。在一个可替代的优选的实施方式中，本专利技术提供了一种清洁微滤膜或超 滤膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子、螯合剂、緩冲剂和催化剂的溶液相接触的步骤。所述单过硫酸根可以单独存在，或者以H2S05、 HS(V、 SO -成分的混 合物的形式存在。优选以盐的形式提供单过硫酸根，例如钾盐或钠盐。 一个 特别优选的单过硫酸根的来源为oxone 。附图说明图1显示实施例2中的整体渗透性趋势和每次清洁的恢复率。具体实施方式下面将参考一种市售单过硫酸盐，0乂0加@的使用描述本专利技术，其为一 种杜邦公司专卖的产品，含有单过硫酸盐、硫酸氬盐和硫酸盐，特别是单过碌u酸氢钾、辟u酸氢钾和碌b酸钟。然而，本领域:技术人员还应理解的是可以寸吏 用任何适宜的单过硫酸盐。Oxone 中的活性成分是KHS05。单过硫酸氲根离子结构如下所示<formula>formula see original document page 8</formula>在固体形式中，Oxone⑧以分子式为2KHS05.KHS04.K2S04的三聚盐形 式存在。市售的Oxone混合物包括起緩冲剂作用的KHS04。不希望被理论所限制，相信Oxone，特别是活性单过疏酸根，起清除有 机污垢和生物污垢的作用。存在的緩沖剂可保持最优的pH值并协助去除无机污垢。螯合剂，如果存在的话，用于无机污垢的清除。催化剂，如果存在 的话，用于加速所述反应并缩短所需的清洁时间。基于(^01^@盐溶于水的总量，(^0116@的浓度为0.01 wt%~10wt%，优 选0.1 wt% ~ 10wt%，更优选0.5wt% ~ 5wt%。螯合剂优选为柠檬酸。也可以使用诸如草酸和EDTA的其他螯合剂。螯 合剂的浓度为0.1 wt%~5wt%,优选0.1%~3\\^%。为了加快反应速率，可以加入催化剂。优选的催化剂包括金属离子，例 如Fe"、 Cu2+、 Ni2+、 Co2+等。如果使用的话，催化剂的量优选为0.001wt%~ 0.1 wt%，更优选0.001wt°/o ~ 0.01 wt%。在另一方面，本专利技术提供了一种在需要清洁膜的情况下清洁膜的方法， 包括将所述膜与包括如下成分的溶液接触i)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁膜的方法，包括将所述膜与含有单过硫酸根阴离子的水溶液接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨约阿希姆穆勒，王东亮，查富芳，
申请(专利权)人：西门子水技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]