中空纖維超濾膜清洗劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種中空纖維超濾膜清洗劑，包括下列組份：5～15％的表面活性劑A，1～5％的烷基聚葡糖苷(APG)，6～18％的表面活性劑B，8～16％的分散劑，2～18％的亞氨基丁二酸鹽(IDS)，2.5～12％的高分子膜保護(hù)劑和余量的去離子水。另一方面，還提供了該清洗劑的制備方法。本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑高效、環(huán)保、特別適用于含油廢水、有機(jī)廢水類超濾膜的清洗、清洗成本低、且制備簡單。
【專利說明】中空纖維超濾膜清洗劑及其制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及清洗劑【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及超濾膜的清洗劑【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指中空纖維超濾膜清洗劑及其制備。
【背景技術(shù)】
[0002]超濾膜分離技術(shù)作為二十一世紀(jì)六大高新技術(shù)之一，以其常溫、低壓操作、無相變、能耗低等顯著特點(diǎn)成為一種分離過程的標(biāo)準(zhǔn)，在歐美等發(fā)達(dá)國家得到廣泛的使用。我國將超濾膜分離技術(shù)作為國家“七.五”和“八.五”的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，在《“十五”國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)支持的【技術(shù)領(lǐng)域】》中將超濾膜技術(shù)列為火炬計(jì)劃重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，進(jìn)一步推進(jìn)了國內(nèi)超濾膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前已廣泛在飲用水凈化、工業(yè)用水處理、飲料、生物、食品、醫(yī)藥、化工等許多方面得到應(yīng)用。然而膜在使用過程中都存在不同程度的污染，直接影響了超濾技術(shù)在膜分離領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，因此尋找有效的膜清洗方法成為當(dāng)前膜分離領(lǐng)域急需解決的問題。
[0003]目前，超濾膜污染后的清洗方法主要有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。物理清洗主要有水力清洗法、氣一液脈沖法、反沖洗法、超聲波清洗法、機(jī)械清洗法及負(fù)壓清洗法。當(dāng)污染比較嚴(yán)重時(shí)，采用物理清洗的方法已不能恢復(fù)通量，需采用化學(xué)方法清洗?；瘜W(xué)清洗從本質(zhì)上講就是污染物與清洗劑之間的一個(gè)多相反應(yīng)。傳統(tǒng)的化學(xué)清洗是酸堿交替清洗，對污染特別嚴(yán)重的采用強(qiáng)堿和氧化劑(如次氯酸鈉)組合清洗，但使用次氯酸鈉清洗對膜本身的性能有一定的影響，特別是對膜絲的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率有很大影響，一定程度上縮短了膜的使用壽命。目前市面上也出現(xiàn)了少量的超濾膜清洗劑，但都含有大量諸如磷、EDTA、LAS、烷基酚聚氧乙烯醚類等一些難生物降解的物質(zhì)，使用后會對環(huán)境造成了新的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是提供一種中空纖維超濾膜清洗劑及其制備方法。該中空纖維超濾膜清洗劑高效、環(huán)保，特別適用于含油類廢水、有機(jī)廢水類超濾膜的清洗，清洗成本低，且制備方法簡單。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種中空纖維超濾膜清洗劑，包括如下組份(質(zhì)量質(zhì)量百分比):5?15%的表面活性劑A，I?5%的烷基聚葡糖苷(APG)，6?18%的表面活性劑B，8?16%的分散劑，2?18%的業(yè)氨基丁二酸鹽(IDS)，2.5?12%的高分子膜保護(hù)劑和余量的去離子水。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，上述表面活性劑A和表面活性劑B均為不含有苯環(huán)的表面活性劑，優(yōu)選述表面活性劑A為含有磺酸鹽基團(tuán)的表面活性劑,可以選自十六烷基磺酸鈉(601)、仲烷基磺酸鈉(SAS)、a-烯基磺酸鈉(AOS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)中的至少一種。優(yōu)選表面活性劑B為含有硫酸鹽或羧酸鹽基團(tuán)的表面活性劑，可以選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)、烷基醇醚羧酸鹽(AEC)和十二烷基硫酸鈉(K12)中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，同時(shí)使用兩種表面活性劑復(fù)配具有很大的協(xié)同增效功能。[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，上述分散劑為含有羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或者其鹽類的水溶性高分子化合物，可以選自馬來酸酐、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的聚合物或者共聚物中的至少一種。
[0008]上述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，高分子膜保護(hù)劑為帶有羥基基團(tuán)的水溶性的化合物，可以選自小分子的醇，或者分子量低于1000的聚合物醇，小分子的醇可以選自乙醇、丙
三醇、乙二醇和二甘醇中的至少一種。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，，清洗劑包括如下組份:表面活性劑A 5%，烷基聚葡糖苷(APG) 2%，表面活性劑B 18 %，分散劑8%，亞氨基丁二酸鹽(IDS) 8%，高分子膜保護(hù)劑6%和余量的去尚子水。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，清洗劑包括如下組份:表面活性劑A10%，烷基聚葡糖苷(APG) I %，表面活性劑BlO %，分散劑16%，亞氨基丁二酸鹽(IDS) 18%，高分子膜保護(hù)劑2.5%和余量的去尚子水。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，清洗劑包括如下組份:表面活性劑A 15%，烷基聚葡糖苷(APG) 5%，表面活性劑B6%，分散劑12%，亞氨基丁二酸鹽(IDS) 2%，高分子膜保護(hù)劑12%和余量的去尚子水。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，清洗劑包括如下組份:表面活性劑A 9%，烷基聚葡糖苷(APG) 3%，表面活性劑B 12%，分散劑10%，亞氨基丁二酸鹽(IDS) 10%，高分子膜保護(hù)劑8%和余量的去離子水。
[0013]上述的中空纖維超濾膜清洗劑特別適用于處理含油類廢水或有機(jī)類廢水的中空纖維超濾膜的清洗。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備上述的中空纖維超濾膜清洗劑的方法，其制備方法包括以下步驟:
[0015]1.在預(yù)熱的去離子水中按質(zhì)量百分比分批緩慢加入5?15%的表面活性劑
[0016]A、6?18%的表面活性劑B、0?5%的烷基聚葡糖苷(APG)，攪拌至溶液呈均勻透明；
[0017]I1.在攪拌條件下，向I中制備的透明溶液中加入8?16%的分散劑，待分散劑溶解完畢，再加入2?18%的亞氨基丁二酸鹽(IDS)直至溶解；
[0018]II1.將II中制備的溶液冷卻，加入2.5?12%的高分子膜保護(hù)劑，再攪拌10?60分鐘，然后靜置或抽真空將氣泡排出；
[0019]其中表面活性劑A為含有磺酸鹽基團(tuán)的表面活性劑,表面活性劑B為含有硫酸鹽或羧酸鹽基團(tuán)的表面活性劑。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，上述清洗劑的制備方法中，預(yù)熱的去離子水的溫度為30?60°C，優(yōu)選去離子水的溫度為50°C。根據(jù)本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑的制備方法中,表面活性劑A和表面活性劑B均為不含有苯環(huán)的表面活性劑，優(yōu)選表面活性劑A為含有磺酸鹽基團(tuán)的表面活性劑，可以選自十六烷基磺酸鈉出01)、仲烷基磺酸鈉(SAS)、a_烯基磺酸鈉(AOS)和十二烷基磺酸鈉(SDS)中的至少一種。優(yōu)選表面活性劑B為含有硫酸鹽或羧酸鹽基團(tuán)的表面活性劑，可以選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)、烷基醇醚羧酸鹽(AEC)和十二烷基硫酸鈉(K12)中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，同時(shí)使用兩種表面活性劑復(fù)配具有很大的協(xié)同增效功能。[0021]根據(jù)本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑的制備方法中，分散劑為含有羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或者其鹽類的水溶性高分子化合物，可以選自馬來酸酐、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的聚合物或者共聚物中的至少一種。
[0022]上根據(jù)本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑的制備方法中，高分子膜保護(hù)劑為帶有羥基基團(tuán)的水溶性的化合物，可以選自小分子的醇，或者分子量低于1000的聚合物醇，小分子的醇可以選自乙醇、丙三醇、乙二醇和二甘醇中的至少一種。
[0023]在制備上述中空纖維超濾膜清洗劑的過程中，在步驟I和II中，優(yōu)選制備過程保持恒溫，以利于各組分的溶解。需要注意的是，在步驟II中，優(yōu)選在前一組份完全溶解后再加入后一組份。
[0024]本發(fā)明的清洗劑制備簡單，不含磷、生物降解性好，減少了對環(huán)境的二次污染，針對中空纖維超濾膜的特點(diǎn)添加多種高效表面活性劑，能快速高效除去膜表面的油脂、有機(jī)物污垢，可降低膜的清洗頻率，特別適用于含油類廢水、有機(jī)廢水類中空超濾膜的清洗。本發(fā)明的清洗劑添加了高分子膜保護(hù)劑，在對中空纖維膜絲清洗的同時(shí)還對膜絲的表面改性具有保護(hù)再生功能，增強(qiáng)了中空纖維膜絲的表面功能特性，能快速高效的恢復(fù)中空纖維膜的滲透通量，加強(qiáng)了膜系統(tǒng)的再生，對膜絲的各項(xiàng)機(jī)械性能沒有損傷，保證了滲透液的品質(zhì)，由于針對性強(qiáng)、高效，使系統(tǒng)清洗時(shí)間大大縮短，從而降低了系統(tǒng)的能耗。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例1
[0027]在預(yù)熱到50°C左右的去離子水中按質(zhì)量百分比同時(shí)分批緩慢加入5%的表面活性劑A(仲烷基磺酸鈉)、18%的表面活性劑B (十二烷基硫酸鈉)、2%的烷基聚葡糖苷(APG)，攪拌至溶液呈均勻透明；在攪拌條件下，加入8%的分散劑(水解聚馬來酸酐)，待分散劑溶解完畢，再加入8%的亞氨基丁二酸鹽(IDS)直至溶解；自然冷卻，加入6%的高分子膜保護(hù)劑(乙二醇)，再攪拌30分鐘左右，攪拌完成后靜置將氣泡排出，即得本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑，活性物含量達(dá)到36.8%。
[0028]實(shí)施例2
[0029]在預(yù)熱到50°C左右的去離子水中按質(zhì)量百分比同時(shí)分批緩慢加入10%的表面活性劑A (十六烷基磺酸鈉)、10%的表面活性劑B (脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉)和I %的烷基聚葡糖苷(APG)，攪拌至溶液呈均勻透明；在攪拌條件下，加入16%的分散劑(聚丙烯酸鈉)，待分散劑溶解完畢，再加入18%的亞氨基丁二酸鹽(IDS)直至溶解；自然冷卻，加入
2.5%的高分子膜保護(hù)劑(丙三醇)，再攪拌30分鐘左右，攪拌完成后抽真空將氣泡排出，即得本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑，活性物含量達(dá)到35.4%。
[0030]實(shí)施例3
[0031]在預(yù)熱到50°C左右的去離子水中按質(zhì)量百分比同時(shí)分批緩慢加入15%的表面活性劑A( a烯基磺酸鈉)、6%的表面活性劑B(十二烷基硫酸鈉)、5%的烷基聚葡糖苷(APG)，攪拌至溶液呈均勻透明；在攪拌條件下，加入12%的分散劑(馬來酸-丙烯酸共聚物)，待分散劑溶解完畢，再加入2%的亞氨基丁二酸鹽(IDS)直至溶解；自然冷卻，加入12%的高分子膜保護(hù)劑(聚乙二醇400)，再攪拌30分鐘左右，攪拌完成后抽真空將氣泡排出，即得本發(fā)明的中空纖維超濾膜清洗劑，活性物含量達(dá)到38.10%。
[0032]由實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4制備的本發(fā)明的清洗劑的使用方法如下:
[0033]①先將過濾料液排放干凈，用清水沖洗5~10分鐘；
[0034]②根據(jù)膜的污染情況，用去離子水配制3~4%本發(fā)明的清洗劑進(jìn)行循環(huán)清洗；
[0035]③清洗中先將產(chǎn)水閥門關(guān)閉，清洗溫度控制在40 V，采用動(dòng)靜相結(jié)合的方式，20分鐘進(jìn)行循環(huán)和浸泡，并在清洗的最后兩次循環(huán)清洗中適當(dāng)增加清洗壓力；
[0036]④清洗時(shí)間視膜污染的情況而定，一般在2~5小時(shí)左右。如果污染特別嚴(yán)重可適當(dāng)延長時(shí)間，有時(shí)需要浸泡一夜，可采用低流量維持清洗溫度；
[0037]⑤放空膜中的清洗液，用去離子水漂洗3~5分鐘；
[0038]⑥設(shè)備重新投入使用。
[0039]如開始時(shí)清洗液十分混濁，建議在清洗的前十分鐘將清洗液排放不循環(huán)。
[0040]經(jīng)過上述幾步清洗，即可基本恢復(fù)中空纖維超濾膜的滲透通量，清洗操作方便易于控制。設(shè)備重新投入使用時(shí)前30分鐘的滲透要排掉。
[0041]通過用傳統(tǒng)的酸堿交替清洗方法以及在強(qiáng)堿條件下加入氧化劑清洗再用酸清洗的方法與采用本清洗劑清洗的反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用本發(fā)明的清洗劑在不需要酸清洗的前提下在清洗時(shí)間和滲透通量恢復(fù)情況上有很大的優(yōu)勢。清洗結(jié)果見下表:
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種中空纖維超濾膜清洗劑，包括如下組份:5~15%的表面活性劑A，I~5%的烷基聚葡糖苷，6~18%的表面活性劑B，8~16%的分散劑，2~18%的亞氨基丁二酸鹽，.2.5~12%的高分子膜保護(hù)劑，和余量的去離子水，所述表面活性劑A為含有磺酸鹽基團(tuán)的表面活性劑,表面活性劑B為含有硫酸鹽或羧酸鹽基團(tuán)的表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑A選自十六烷基磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、a -烯基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑B選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基醇醚羧酸鹽、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述分散劑為帶有羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或者其鹽類的水溶性高分子化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述分散劑選自馬來酸酐、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的聚合物或者共聚物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述高分子膜保護(hù)劑為帶有羥基基團(tuán)的水溶性化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述高分子膜保護(hù)劑選自乙醇、丙三醇、乙二醇、二甘醇以及分子量低于1000的聚合物醇中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑A為5%，所述烷基聚葡糖苷為2 %，所述表面活性劑B為18 %，所述分散劑為8 %，所述亞氨基丁二酸鹽為8%，所述高分子膜保護(hù)劑為6%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑A為10%，所述烷基聚葡糖苷為1%，所述表面活性劑B為10%，所述分散劑為16%，所述亞氨基丁二酸鹽為18%，所述高分子膜保護(hù)劑為2.5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑A為.15%，所述烷基聚葡糖苷為5%，所述表面活性劑B為6%，所述分散劑為12%，所述亞氨基丁二酸鹽為2 %，所述高分子膜保護(hù)劑為12%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空纖維超濾膜清洗劑，其特征在于，所述表面活性劑A為9%，所述烷基聚葡糖苷為3%，所述表面活性劑B為12%，所述分散劑為10%，所述亞氨基于二酸鹽為10%，所述高分子膜保護(hù)劑為8%。
12.根據(jù)權(quán)利要求8~11任一所述的中空纖維超濾膜清洗劑在清洗處理含油類廢水或有機(jī)類廢水的中空纖維超濾膜中的應(yīng)用。
13.—種如權(quán)利要求1所述的中空纖維超濾膜清洗劑的制備方法，包括如下步驟: .1.在預(yù)熱的去離子水中按質(zhì)量百分比分批緩慢加入5~15%的表面活性劑A、6~.18%的表面活性劑B、1~5%的烷基聚葡糖苷，攪拌至溶液呈均勻透明； I1.在攪拌條件下，向I中制備的透明溶液中加入8~16%的分散劑，待分散劑溶解完畢，再加入2~18%的亞氨基丁二酸鹽直至溶解； I I1.將II中制備的溶液冷卻，加入2.5~12%的高分子膜保護(hù)劑，再攪拌10~60分鐘，然后靜置或抽真空將氣泡排出； 其中，表面活性劑A為含有磺酸鹽基團(tuán)的表面活性劑,表面活性劑B為含有硫酸鹽或羧酸鹽基團(tuán)的表面活性劑，預(yù)熱的去離子水的溫度為30~60°C。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述去離子水的預(yù)熱溫度為50°C。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑A選自十六烷基磺酸鈉、仲烷基磺酸鈉、a -烯基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑B選自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基醇醚羧酸鹽、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的制備方法， 其特征在于，所述分散劑為帶有羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或者其鹽類的水溶性高分子化合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的制備方法，其特征在于，所述分散劑選自馬來酸酐、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的聚合物或者共聚物中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的制備方法，其特征在于，所述高分子膜保護(hù)劑為帶有羥基基團(tuán)的水溶性的化合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的制備方法，其特征在于，所述高分子膜保護(hù)劑選自乙醇、丙三醇、乙二醇、二甘醇以及分子量低于1000的聚合物醇中的至少一種。
【文檔編號】B01D65/06GK103657427SQ201210325515
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】袁新兵, 寧超峰 申請人:湖州歐美新材料有限公司