专利名称：一种清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法
技术领域：
本发明涉及一种清洗反渗透(RO)膜或纳滤(NF)膜硫酸钙结垢污染的方法，该方 法主要是针对反渗透膜或纳滤膜硫酸钙垢污染的有效清洗而开发的，属于环境保护领域。
背景技术：
目前，随着工业的发展及污水回用要求的提高，反渗透或纳滤技术在电厂锅炉供 水、海水淡化、医药电子行业软化水供水以及市政污水深度处理等领域开始大量应用，但 运行实践已表明，无机盐结垢污染特别是硫酸钙污垢是影响该技术应用推广的重要因素之 一。而常规的碱洗、酸洗的组合清洗对硫酸钙污垢的去除几乎没有效果，严重制约了反渗透 或纳滤技术在上述领域的应用，迫切需要开发有效清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的新 方法。
发明内容
本发明的目的在于能够提供一种有效地清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方 法，推进反渗透膜或纳滤膜技术在海水淡化、软化水生产、污水的膜法深度处理回用等方面 的应用。为此，我们开发了一种利用微生物清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法。为了解决常规的物理清洗、化学清洗对反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢无法有效去 除的问题，根据厌氧菌菌种特性，利用硫酸盐还原菌属(sulfate-reducing bacteria, SRB) 在厌氧条件下分解有机物，并以硫酸钙污垢中的硫酸根为电子受体(氧化剂)进行新陈代 谢，硫酸根中的硫离子在厌氧条件下得到电子形成溶解性的硫化氢气体，使得硫酸钙的溶 度积小于饱和值，从而使硫酸钙污垢不断从膜表面溶解脱落，达到彻底清洗的目的。具体实施方法本发明的清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，通过下述步骤完成1)在蒸馏水中接种硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌的接种数量为IO2 105CFU/mL ；2)再加入易降解的有机物，使溶液的CODtt含量为300 500mg/L，并加入微生物 生长所需的微量元素；3)然后调整溶液的pH值为6. 5 8. 5、并且保持20 35°C温度注入膜组件中，浸 泡48 96小时后排放；4)采用盐酸和蒸馏水配制的酸溶液，PH值在2 3之间，循环清洗1 2小时后 排放；5)非氧化性杀菌剂的配制浓度在50 200mg/L之间，清洗20 40分钟后排放， 用蒸馏水冲净膜组件完成膜清洗。所述的硫酸盐还原菌的菌种包括脱硫孤菌属、脱硫杆菌属、脱硫念珠菌属或脱硫 线菌属的菌种。所述的易降解有机物由葡萄糖、乙酸纳、淀粉、二糖、多糖或脂肪酸中的一种或几 种混合提供的。
本发明的微生物洗膜法有效地解决了反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的清洗问题， 对反渗透或纳滤技术的推广应用具有重要意义，为反渗透膜或纳滤膜的清洗提供了新的方 法和思路，扩大了膜技术的应用范围。
图1 浸泡时间与硫酸盐还原菌量及膜通量的关系；图2 反渗透膜进出水电导率变化曲线；图3 反渗透膜进出水硬度变化曲线。
具体实施例方式实施例1 在蒸馏水中接种105CFU/mL脱硫孤菌属(Desulfovibrio)或脱硫杆菌属 (Desulfobacterium)后，再添加分析纯葡萄糖配制洗膜液，使洗膜液的CODtt在400mg/L 左右，并在洗膜液中加入镁、铁、锌等微量元素，用分析纯的氢氧化钠调整洗膜液的PH值在 7. 0左右；之后将该洗膜液注入硫酸钙污堵的反渗透膜组件中进行浸泡，浸泡时保持温度 为20°C，浸泡时间与硫酸盐还原菌量及膜通量的关系如图1所示。在测定膜通量时，先用pH为2. 5的盐酸溶液清洗2h，再用浓度为200mg/L非氧化 性911型杀菌剂清洗40min后测定。实施例表明在完成上述清洗步骤后，膜通量较清洗前有大幅度的提高，恢复到硫 酸钙污染前的99%以上，从硫酸盐还原菌(SRB)的增长量上可推测硫酸盐还原菌(SRB)能 很好的转变硫酸钙污垢为溶解性物质，以达到清洗的目的。为了确定微生物清洗对反渗透膜性能的影响，在微生物清洗后对反渗透产水水质 指标进行的测定如图2、图3所示。产水电导率与微生物洗膜前相比有所下降，可能与清洗后产水通量增多有关；溶 解性固体、硬度、CODcr的去除率等指标与洗前基本无变化；该例表明对于硫酸钙污堵的反 渗透膜，采用硫酸盐还原菌清洗是有效的，清洗前后对膜的性质没有明显的影响，而反渗透 膜通量则有显著的提高，可以恢复到原通量的99%以上。实施例2 在蒸馏水中接种102CFU/mL脱硫念珠菌属(DesulfomoniIe)或脱硫线菌属 (Desulfonema)后，再加入工业级乙酸纳配制洗膜液，使洗膜液的C0D&在500mg/L左右，并 在洗膜液中加入部分微量元素，并加氢氧化钠调整PH值为8. 0 ；之后将该溶液体系注入硫 酸钙污堵的纳滤膜组件中进行浸泡，浸泡时保持温度为30°C，浸泡时间为48小时，达到浸 泡时间后排放，用PH值为2的盐酸溶液循环清洗1小时后排放，再用浓度为50mg/L的非氧 化性异噻唑啉酮杀菌剂循环清洗20分钟，用蒸馏水冲净就完成了清洗，清洗后膜通量达到 了硫酸钙污堵前的98%以上，清洗后纳滤膜的性质没有变化，清洗效果良好，而采用化学清 洗方法仅能恢复到硫酸钙污堵前的45%左右，该例子证明硫酸盐还原菌清洗纳滤膜硫酸钙 污堵的效果良好。实施例3 在蒸馏水中接种104CFU/mL脱硫杆菌属(Desulfobacterium)后，再加入淀粉，调整溶液体系的CODtt含量为300mg/L，并加氢氧化钠调整pH值为8. 5 ；之后将该溶液体系注 入硫酸钙污堵的纳滤膜组件中进行浸泡，浸泡时保持温度为25°C，浸泡时间75小时，达到 浸泡时间后排放，用PH值为3的盐酸溶液循环清洗1. 5小时后排放，再用HY-220非氧化性 杀菌剂循环清洗30分钟，最后用蒸馏水冲净就完成了清洗，清洗后膜通量达到了硫酸钙污 堵前的98%以上，纳滤膜的性质没有变化，清洗效果良好，而采用化学清洗方法仅能恢复到 硫酸钙污堵前的55%左右，该例子证明硫酸盐还原菌清洗纳滤膜的效果良好。
本发明提出的清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，已通过实施例进行了描 述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改 动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领 域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。
权利要求
一种清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，其特征是通过下述步骤完成1)在蒸馏水中接种硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌的接种数量为102～105CFU/mL；2)然后再加入易降解有机物，使洗膜溶液的CODCr含量为300～500mg/L；3)调整pH值为6.5～8.5、保持20～35℃温度并注入膜组件中，浸泡48～96小时；4)采用盐酸和蒸馏水配制酸溶液，pH值在2～3之间，循环清洗1～2小时；5)非氧化性杀菌剂的配制浓度在50～200mg/L之间，清洗20～40分钟，用蒸馏水冲净膜组件完成膜清洗。
2.如权利要求1所描述清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，其特征是所述的硫 酸盐还原菌的菌种包括脱硫孤菌属、脱硫杆菌属、脱硫念珠菌属或脱硫线菌属的菌种。
3.如权利要求1所描述清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，其特征是所述的易 降解有机物由葡萄糖、乙酸纳、淀粉、二糖、多糖或脂肪酸中的一种或几种混合提供的。
4.如权利要求1所描述清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，其特征是所述的非 氧化性杀菌剂包括PT-R0BI0911杀菌剂、异噻唑啉酮杀菌剂、HY-220非氧化性杀菌剂、季 铵盐类杀菌剂、戊二醛或氯酚类的一种或几种混合使用。
全文摘要
本发明涉及一种清洗反渗透膜或纳滤膜硫酸钙污垢的方法，具体实施方法1)在蒸馏水中接种硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌的接种数量为102～105CFU/mL；2)再加入易降解有机物使溶液的CODCr含量为300～500mg/L；3)然后调整pH值为6.5～8.5、保持20～35℃温度并注入膜组件中，浸泡48～96小时后排放；4)采用盐酸和蒸馏水配制的酸溶液，pH值在2～3之间，循环清洗1～2小时后排放；5)非氧化性杀菌剂的配制浓度在50～200mg/L之间，清洗20～40分钟后排放，用蒸馏水冲净膜组件完成膜清洗。本发明有效地解决了反渗透膜或纳滤膜硫酸钙结垢污染的清洗问题，对反渗透或纳滤技术在海水淡化、软水制造及污水深度处理回用等方面的推广应用具有重要意义，扩大了膜技术的应用范围。
文档编号B01D65/08GK101816896SQ20101015451
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者张宏伟, 张景丽, 曹占平 申请人:天津工业大学