一种膜清洗剂及其制备方法与使用方法

本发明属于膜清洗，尤其涉及一种膜清洗剂及其制备方法与使用方法。

背景技术：

1、随着膜分离技术的发展，膜工艺的广泛应用，膜在使用过程中一定会出现不同程度的污染，膜的过滤性能下降，同时也伴随着膜的过滤精度和分离效果发生一定程度的改变，这将导致膜系统的工作能力下降，系统能耗增高，过滤或浓缩的产物偏离预期，影响了前后设备、工艺的运行。这个时候需要对污染的膜进行有效的清洗，移除膜上的污染物，恢复膜的通量和精度，从而使系统的工作能力恢复或接近到起始状态；否则膜系统的效能低下，运行成本与能耗增加，整体工艺出现紊乱，膜元件、膜设备报废也会周期大大缩短。因此对污染的膜进行高效、安全、彻底地清洗，是很有必要，是膜分离工艺膜分离系统中重要的步骤和环节，甚至成为成败的最关键步骤。

2、在膜分离中，特别是微滤膜、超滤膜在分离纯化、除杂的过程中，起到了很重要、很关键的作用，但是这也意味着它们要承受更多的污染物，表面吸附、堵塞的情况更加严重，通量和分离的效果将会发生很明显的改变，所以微滤膜、超滤膜的清洗尤为重要。

3、在目前微滤膜、超滤膜的清洗，由于材质上的优势，如陶瓷膜、耐酸碱氧化剂(主要是次氯酸钠)的聚偏氟乙烯，以及耐受一定量酸碱氧化剂的聚砜、聚醚砜等，可以使用相对纳滤反渗透膜使用更高浓度的酸碱，甚至可以使用氧化剂(主要是次氯酸钠)进行清洗。

4、这些方法虽然有效，但是较高浓度的酸碱一般情况下效果好，但是也会带来高浓度酸碱的清洗污水，给污水处理以及环境保护带来压力。另外对于不少的污染物，高浓度酸碱不是很有效的方法，需要结合一定浓度的氧化剂进行清洗，才能彻底地清除污染物。

5、对于现有的氧化型清洗剂，次氯酸钠是最常见的一种，成本低廉，使用也最广泛。而另一种氧化剂，过氧化氢，其成本同样低廉的，有更强氧化性，分解产物更加安全环保，却几乎没有得到广泛使用。

6、过氧化氢，俗称双氧水，是一种常见的氧化型化工产品，价格低廉，使用广泛。

7、过氧化氢的氧化性能相对于次氯酸钠更强，在标准状态下，其标准电势电位在酸性水溶液中约为1.78v，碱性水溶液中约为0.88v，其氧化能力主要来源于分解时候产生的活性氧。而次氯酸钠在碱性中约为0.89v，与过氧化氢相当。酸性中则发生歧化反应，生成物大部分变成氯气，容易挥发，少数留在溶液中氯气的标准电势电位为1.36v。次氯酸钠分解过程同样也会产生活性氧，这也是它氧化能力的一个重要部分。

8、由于次氯酸钠在酸性条件下发生歧化反应产生氯气，所以在存储和正常的使用过程中，均应在碱性条件下。也因为这个因素，导致它氧化能力比过氧化氢弱许多。实际上，有次氯酸钠的地方，无论采取如何的措施，氯气始终是以一定浓度存在的。氯气是一种毒性强的气体，对人体和设备均会造成伤害。

9、过氧化氢，在正常的存储条件下是很安全的；分解产物的是氧气，对环境无毒无害。

10、虽然过氧化氢的氧化能力强，但是在低温(比如小于80℃)、中性和酸性条件下，稳定性高，不易分解；在碱性条件下则相对容易发生分解，但速率还是相对较低。出于对膜设备和膜元件，特别是膜元件的安全、清洗能耗等考虑，很少在强酸强碱高温下进行清洗；这也限制了过氧化氢进行膜清洗的条件，造成在整个清洗过程中，大部分的过氧化氢还保留着正常状态，分解率及利用率极低，所以在膜清洗中极少用到过氧化氢。而次氯酸钠相对于过氧化氢是更容易分解的，所以被广泛使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种膜清洗剂及其制备方法与使用方法，以克服现有技术中的上述至少一种缺陷。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种膜清洗剂，分别为a、b组分，未使用时，a、b组分分别单独存放，a组分为功能组分，为液体状态，b组分为固体或膏状。

4、a组分按质量百分比包括以下原料：过氧化氢1-50％，金属螯合剂0.01-2％，介质稳定剂0.001-15％，余量为水。

5、优选地，a组分中的介质稳定剂为柠檬酸、硫酸、氨基磺酸中的一种或多种。其中，柠檬酸为0.001-5％，硫酸为0.001-5％，氨基磺酸为0.001-5％。a组分中按质量百分比还包括以下原料：表面活性剂0.001-8％。表面活性剂为烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基氧化胺、烷基苯磺酸钠中的一种或多种。其中，烷基磺酸钠为0-3％，烷基氧化胺为0.001-5％，烷基硫酸钠为0-3％，烷基苯磺酸钠为0-3％。金属螯合剂为乙二胺四乙酸(edta)及其盐类以及具有螯合功能的螯合剂，如焦磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸及其盐类、酒石酸及其盐类、柠檬酸及其盐类、氨基三乙酸及其盐类、聚羧酸及其盐类，优选采用二胺四乙酸二钠。烷基氧化胺具体选用十二烷基氧化胺。

6、b组分按质量百分比包括以下原料：过渡金属盐0.01-50％，介质稳定剂5-80％。

7、优选地，过渡金属盐为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸钴、氯化钴、硫酸锰、二氧化锰、硫酸镍、氯化镍、硫酸铜、氯化铜中的一种或多种。b组分中的介质稳定剂为柠檬酸、硫酸、氨基磺酸中的一种或多种，其中，柠檬酸为0-80％，硫酸为0-80％，氨基磺酸为5-80％。b组分中按质量百分比还包括以下原料：表面活性剂0.001-40％。表面活性剂为烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基氧化胺、烷基苯磺酸钠中的一种或多种。其中，烷基磺酸钠为0-40％，烷基硫酸钠0-40％，烷基苯磺酸钠为0-40％，烷基氧化胺为0.001-40％。烷基磺酸钠具体选用十二烷基磺酸钠、烷基硫酸钠具体选用十二烷基硫酸钠、烷基氧化胺具体选用十二烷基氧化胺、烷基苯磺酸钠具体选用十二烷基苯磺酸钠。

8、本发明还提供一种膜清洗剂制备方法，用于制备上述的膜清洗剂，包括以下步骤：按质量百分比计，将1-50％的过氧化氢、0.01-2％的金属螯合剂、0.001-15％的介质稳定剂和余量为水搅拌混合均匀后得a组分，按质量百分比计，将0.01-50％的过渡金属盐、5-80％的介质稳定剂各自粉碎后，搅拌混合均匀得b组分。

9、优选地，在a组分的制备中，按质量百分比计，还加入0.001-8％的表面活性剂，在b组分的制备中，按质量百分比计，还加入0.001-40％的表面活性剂。

10、本发明还提供一种膜清洗剂使用方法，根据污染物的量往膜清洗系统中添加上述的a、b组分，控制a、b组分中的过氧化氢与过渡金属盐的摩尔比为1-100000：1。a、b组分可同时添加，也可先后添加，但推荐先添加组分b后添加组分a。在使用过程中，需根据清洗液的ph情况，需补加酸性物质以维持介质稳定。

11、优选地，根据污染物的量先将b组分倒入清洗液中搅拌预溶解，然后加入膜清洗系统中，使得b组分与清洗液混合，混合均匀后，控制清洗液ph值≤3.5，再往清洗液中加入a组分，控制a、b组分中的过氧化氢与过渡金属盐的摩尔比为1-100000：1，清洗过程中维持清洗液ph值≤3.5，若清洗液ph值＞3.5时，往清洗液中加入酸性物质维持清洗液ph值≤3.5，清洗温度控制在10℃-80℃。

12、本发明的有益效果为：

13、1、膜清洗剂价格低廉，性能良好，分解产物更加安全环保，对环境无毒无害，且能够在低温清洗条件使用。

14、2、可以同时去除大部分的无机物和有机物，特别是无机物污染物有机物污染物互相包裹、覆盖、复合的情况。

15、3、膜清洗剂与碱性废水在中和过程中，会产生絮体，可减少或避免絮凝剂的添加。

16、4、膜清洗剂制备方法十分简单，只需要按配方将各物质搅拌混合即可。

17、5、结合本发明的膜清洗剂与通常进行的碱性膜清洗剂清洗，可以不必再进行酸性膜清洗剂的清洗，这样减少膜清洗的周期，增加设备的运行时间。