[发明专利]一种微滤、超滤膜再生剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微滤、超滤膜清洗再生剂技术领域，具体是一种微滤、超滤膜再生剂及其制备方法。

背景技术

在食品工业、石化工业、污水处理、钢铁行业中各种微滤、超滤膜应用广泛，主要在除杂、大分子物质提取、脱盐、脱色、有机物浓缩、油水分离等工艺步骤中应用；微滤、超滤膜的再生工艺对于膜分离工艺的生产效率和生产成本有很重要的影响，其中再生剂性能是其重要因素之一。

膜再生剂作为清洁膜表面、膜孔内部以及溶解被截留物质的化学溶液，对于恢复膜的有效通透面积，增加净水通量具有重要作用；目前，最常用的膜再生剂如氢氧化钠，由于黏附性较强，难于被水冲洗，残留于膜表面，尤其是膜孔内部的碱容易和截留物质中的钙镁离子，以及水中的钙镁离子形成结构紧密的晶体，造成膜通透面积和净水通量的永久性下降，另外单一氢氧化钠对于截留物质的溶解，清洗能力有限，其再生效果并不理想，因此限制了其应用范围；常用的鳌合剂如乙二胺四乙酸(EDTA)，其鳌合能力显著，但无法增加氢氧化钠的过水能力，对于抑制膜孔内钙镁晶体结构的形成并无显著效果，而且鳌合能力并不会由于碱度和温度的增加而增加，应用范围受到限制。

一般的微滤、超滤膜在膜分离的过程中会在膜的一侧形成截留物质的浓差极化层，有的甚至部分进入膜孔内部，造成膜面积的下降以及净水通透量的减少，这种膜面积的下降是暂时的，一般可以通过反冲、振动、超声波等物理手段进行膜再生，以及添加含有氢氧化钠或者磷酸的溶液进行循环溶解截留物等化学手段进行再生；传统的氢氧化钠溶液再生后，由于氢氧化钠比较不容易过水，尤其是孔径比较微小的膜孔内部，几乎无冲刷机械力，因此造成氢氧化钠在膜孔内残留，残留在膜内的碱结合截留物或者分离溶液、清洗配制用水中的钙、镁离子会形成钙、镁化合物晶体，这类晶体如果形成在膜孔内部，会造成膜孔堵塞，且由于此类晶体与膜材料的结合非常紧密，除非特殊手段一般很难再生，这种膜面积的下降为永久性的；近年来，研究人员对不含钠离子的活性碱以及多聚磷酸盐的性质进行了研究，发现不含钠离子的活性碱其表面黏附性小，相对容易被水冲洗完全，尤其是在膜孔内部等一些冲洗水量微小，且机械力较小的区域，其碱残留量相对较小对于抑制在膜孔内钙、镁晶体结构的形成有显著作用；多聚磷酸盐能够明显增加蛋白、油脂、多糖类高分子物质在水中的分散能力，能够加快截留物质从膜表面去除的速度，加快膜再生的速度，改善膜再生的效果；另外，鳌合剂，尤其是鳌合能力随温度和碱度上升而上升的鳌合剂在膜再生过程中可以进一步抑制膜孔内钙镁离子和残留碱的结合，对于耐高温高碱的膜材料在再生过程中形成的晶体可以进一步抑制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以不含钠离子的活性碱、水处理剂以及鳌合剂为原料，由稳定化工艺制得的，具有优良的微滤、超滤膜再生能力、易于过水性能，有机聚合物兼容性，并在再生过程中具有显著抑制钙、镁等晶体结构形成效果的微滤、超滤膜再生剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微滤、超滤膜再生剂，通过不含钠离子的活性碱即氢氧化钾的优良过水能力、水处理剂即氨基三亚甲基膦酸对大分子物质的分散能力、在碱溶液中对有机物溶解能力的改善以及螯合剂对于水中钙镁离子的螯合能力共同作用实现的。

作为本发明进一步的方案：所述不含钠离子的活性碱为氢氧化钾，鳌合剂为葡萄糖酸钾，水处理剂为氨基三亚甲基膦酸；各原料按照质量百分比的配比分别为：氢氧化钾30％～45％、氨基三亚甲基膦酸含量6％～10％、葡萄糖酸钾5％～15％、去离子水30％～59％。

作为本发明再进一步的方案：所述微滤、超滤膜再生剂的制备方法，包括以下步骤：

1)首先，按配方量各原料，在去离子水中加入葡萄糖酸钾，搅拌使得葡萄糖酸钾在去离子水中完全溶解；

2)其次，在步骤1)制备的葡萄糖酸钾水溶液中加入氢氧化钾，搅拌15min以上至氢氧化钾完全溶解；

3)最后，在步骤2)制备的含有鳌合剂、活性碱的水溶液中加入液体水处理剂氨基三亚甲基膦酸，搅拌均匀，得到再生剂成品，制成的再生剂成品于20℃条件下的比重为1.25～1.50g/ml。

再生剂成品加入去离子水，稀释成浓度为1％的再生剂水溶液，用于食品工业、石化工业、污水处理、钢铁行业中微滤、超滤膜的清洗再生，浓度为1％的再生剂水溶液的pH值为12.5～14.0。

作为本发明再进一步的方案：所述微滤、超滤膜再生剂的制备方法包括以下步骤：