[发明专利]一种膜组件保护液

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型膜组件保护液的配制方法。 

背景技术

膜法水处理技术是近年新开发的水处理与回用技术，其产生和发展是材料科学与环境科学应用和发展的必然结果。膜法水处理是一种高效、实用的净化技术，具有出水质量高、占地面积小、结构紧凑、易于自动控制等优点。由于膜法水处理技术具有诸多传统水处理工艺所无法比拟的优势，因此被公认为是未来最具发展前景的水处理技术之一。 

随着膜技术的快速的应用推广，膜材料的投资成本、系统的运行能耗成为其进一步大规模应用的瓶颈。而造成膜运行成本居高不下的关键因素之一是膜污染。膜污染会导致电耗与清洗维护费用的增加，缩短膜材料寿命，增加膜折旧成本。由于膜材料在膜过滤工程总运行成本中所占比例较大，如海水淡化占30％，膜生物反应器中膜占到40％以上，因此解决膜寿命和膜污染的问题是控制膜系统投资和运行成本的有效途径。 

随着膜过滤工艺的应用形式的拓展和应用领域的增加，膜组件所处的运行环境也越来越复杂。尤其是膜组件的低温运行与储存是目前在寒冷地区应用膜技术需要解决的一个关键问题。普通膜组件在一般的环境中使用寿命一般为4-5年，然而对于处在温差变化较大环境中的膜组件，使用寿命会大为缩短，这也无形之中增加了膜过滤工艺的使用成本。例如我国偏北方的一些地区，年运行温差较大，冬季时气温会达到零下二十几度，由于环境低于冰点，膜组件此时已无法正常工作，需要妥善的储存和保护。若采用常规膜组件保护液，低于零度的环境下会产生冻结，造成膜材料力学性能与材料性能的受损。因此寻找较低温度下的膜材料保护液是未来扩大膜应用领域的需要。 

一旦环境温度接近零度，膜组件应处在液体保护状态。当保护液接近冰点时，常规配方的保护液即发生冻结，影响膜材料性能。目前普遍采用的膜保护液主要以膜材料的润湿和抑菌为主要目的，低温下由于保护液的冻结导致膜材料自身受损的情况很多。同时，常规保护液具有一定的腐蚀性，对环境具有潜在影响。常规膜组件保护液的主要成分为乙二醇，其对眼睛、皮肤和上呼吸道具有刺激作用。因此，开发一种绿色无污染的低温环境下的膜组件保护液对于膜应用及维护体系的完善具有重要的意义。 

发明内容

本发明针对上述膜组件保护的不足，在传统膜保护液功能的基础上，根据不同运行环境温度，开发一种配制方法简单，对人体无害，且对环境友好，绿色环保无二次污染且适于低温环境的系列化膜组件保护液。 

其技术方案包括：甘油质量分数20％-60％，NaHSO₃质量分数5％-10％，丙酸钠0.5％-1％、三聚磷酸钠0.5％-1％。配制时先将甘油按所需要的量缓慢加入到清水中，搅拌混合均匀，将NaHSO₃等添加剂按照相对应比例的质量缓慢加入到甘油溶液中，静置一段时间后室温保存，稳定溶液的pH范围为7.5-8.5。该发明的配方原料易得，配制简便，防冻效果明显，对膜材料本身无影响，产品性能稳定，易清洗，环境友好且不会造成二次污染。 

附图说明

表1：不同质量浓度保护液冰点 

表中质量浓度是指保护剂甘油的质量浓度，而其他微量添加剂根据膜组件所处的环境按一定比例有所增加或减少。 

表2：未冻结膜材料和冻结膜材料性能对比 

表中显示，冻结后膜组件的清水通量有一定幅度的降低，这说明结冰后的膜组件过滤性能会降低；冻结后，膜材料的最大拉力改变较小，而最大拉伸位移却变化很大，这说明膜材料被冰冻后拉伸强度会降低。 

图1：不同甘油浓度保护液浸泡后膜组件清水通量 

图1中清水通量测定压力为40kpa。图中显示，膜材料经过保护液浸泡后清水通量没有明显变化，说明该保护液不会影响膜材料的过滤性能。 

图2：不同甘油浓度保护液浸泡后膜材料拉伸最大位移 

图3：不同甘油浓度保护液浸泡后膜材料拉伸最大拉力 

图2、3中膜材料的初始长度为150mm，最大位移为在150mm基础上伸长的位移；拉伸速度为50mm/min。图中显示，被保护液浸泡后膜材料拉伸位移以及最大拉力基本未发生改变，说明保护液不会影响膜材料的拉伸强度。 

具体实施方式