[发明专利]膜污染控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜污染控制方法，尤其涉及一种膜法处理含油及阳离子型表面活性剂的污水工艺中的膜污染控制方法。

背景技术

含油污水是一种量大面广且危害严重的工业污水，常用的处理方法包括化学破乳法、重力分离法、离心法、聚结法、热处理法、电絮凝法以及膜分离法。一股浮油可以用传统的机械重力分离设备去除，不稳定的油水乳化液可以通过机械或化学法破乳后由过滤法加以分离，而针对含有稳定的乳化油尤其是溶解油的污水，则需要更为复杂和深度的处理方法才能达到排放标准。

近年来，随着法律法规对污染程度的限定标准的不断提高，传统的处理方式已无法达到出水要求，而超滤膜技术作为一种节能高效的新兴技术已被越来越多的应用于含油污水的处理。但在实际应用中，由于膜污染而导致膜性能的下降是不可避免的。膜污染不仅会降低膜通量，还会缩短膜的使用寿命。因此寻求经济合理的膜污染控制方法，对于恢复膜通量，延长膜的使用周期和寿命具有重要的意义。

在膜法处理含油污水的过程中，由于水质复杂，除含有油类和固体悬浮颗粒外，还含有可溶性盐类、重金属、硫化物以及一些化学添加剂、除氧剂、润滑剂、杀菌剂、阻垢剂等，处理难度大，容易造成膜污染。对于膜污染，通常的清洗方法采用酸洗、碱洗、表面活性剂清洗三步进行，基本可以恢复膜通量。但当污水中含有阳离子型表面活性剂时(例如油田回注水中会添加抑制容易导致油井腐蚀结垢的硫酸盐还原菌等细菌的缓蚀杀菌剂)，这种带正电荷的表面活性剂就会在静电作用下极易吸附于带负电荷的亲水性超滤膜表面，并在膜表面和膜孔内不断聚积，造成膜孔径变小或堵塞，致使膜通量和产水量迅速下降，而且水力清洗难以恢复。举例来说，如图1所示，原水采自某油田含阳离子型表面活性剂的回注水，超滤膜采用德国MEMBRANA公司的亲水性磺化聚醚砜材质中空纤维膜，膜丝内外径0.7/1.0mm，切割分子量80000Da，组件膜面积55m²。系统间歇运行累计32h，期间进行周期性反洗，反洗时间30s。由图中可见，运行期间超滤膜的产水量持续下降，虽经周期性反洗，下降趋势仍然比较明显，运行30h后，产水量仅为原产水量的58％。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在提供一种可有效控制膜污染、恢复膜通量的膜污染控制方法，用以解决膜法处理含油及阳离子型表面活性剂污水工艺中，阳离子型表面活性剂对超滤膜造成的不可逆污染问题。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种膜污染控制方法，其具体步骤如下：

(1)采用非离子型表面活性剂对新膜表面进行预处理；之后用反渗透水进行反冲洗和浸泡；

(2)将经上述处理后的膜用于处理含油及阳离子型表面活性剂的污水，使用时一并投加非离子型表面活性剂；

(3)膜污染后，经反渗透水冲洗即可恢复通量。

进一步的，所述步骤(1)中的预处理是指将新膜浸泡在非离子型表面活性剂溶液中，溶液浓度100-500ppm，浸泡时间24h以上；在此步骤中，非离子型表面活性剂的疏水基团能够与膜发生吸附而使亲水基团背离膜表面，在膜表面形成一层致密亲水层，对其他离子型表面活性剂离子端电荷的静电吸附产生一定的屏蔽作用。

同样在所述步骤(1)中用反渗透水浸泡的时间为18h以上；在此步骤中，由于表面活性剂是水溶性的，经过反洗和浸泡可以将其从膜孔道内洗脱出来，使膜恢复通量。

所述步骤(2)中膜使用时一并投加的非离子型表面活性剂浓度为100-500ppm；在此步骤中，非离子型表面活性剂能够与阳离子型表面活性剂形成混合胶束，由于其亲水基体积较大，插入水相较深，对混合胶束形成的空间位阻效应较小，减小离子端电荷间静电作用的屏蔽效应占优势，因此容易形成较密实的胶束，从而减弱了阳离子型表面活性剂与膜间的吸附作用。

所述步骤(3)中，由于混合胶束与超滤膜间的静电吸附作用减弱，且亲水性强，因此经反渗透水不断反洗，可以使超滤膜恢复通量，甚至略高于初始通量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述膜污染控制方法可以有效控制含油污水中阳离子型表面活性剂对超滤膜造成的不可逆污染；超滤膜经简单反洗即可恢复膜通量，甚至略高于初始通量，延长了其使用寿命，节约运行成本。

附图说明

图1是现有技术中超滤膜产水量随时间的变化图；

图2是采用本发明过程中超滤膜通量随时间的变化图。

具体实施方式

现采用加入DX-1245型缓蚀杀菌剂的原水进行抗污染实验来进一步具体说明本发明提供的膜污染控制方法的实施效果：