一种淡化海水的反渗透膜元件的修复剂的制作方法

文档序号:15393575发布日期:2018-09-08 01:38阅读:596来源:国知局
本发明涉及一种淡化海水的反渗透膜元件的修复剂,属于水处理
技术领域
。本发明适用于淡化海水的反渗透膜元件因次氯酸根氧化破坏脱盐层而导致的脱盐率衰减。
背景技术
:目前淡化海水的反渗透技术其一用于为沿海地区的工业园区提供工业用水,其二用于提供居民生活用水,其工作原理是以压力差为动力,利用膜的选择透过性达到溶剂与溶质的分离。由于海水水质中含有高浓度混合盐,特别是对反渗透膜结构具有破坏作用的游离次氯酸根离子。虽然反渗透系统的前处理过程中会添加药剂去除游离次氯酸根,但无法保证反渗透系统在3~8年的寿命期内完全不接触游离次氯酸根。经过日积月累的缓慢氧化破坏作用,淡化海水的反渗透膜元件最终因次氯酸根离子累积导致脱盐层受损,进而脱盐率下降。依照工程运行要求,应及时更换性能不合格的淡化海水的膜元件,以保证系统正常运行。然而元件更换成本高,若能通过低成本的修复手段延长海水淡化反渗透膜元件使用寿命,则明显降低工程运营成本。因此,针对上述问题,本发明提供一种用于淡化海水的反渗透膜元件的修复剂。技术实现要素:本发明的目的是提供一种海水淡化反渗透膜元件离线清洗修复剂,以解决现有技术中存在的问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种淡化海水的反渗透膜元件的修复剂,包括异氰酸酯和环氧树脂;还包括可溶性盐nano2、nahso3、mg(no2)2、fe(no3)2与ca(no2)2中任一;以及用于溶解上述物质的无机溶剂。进一步地,所述无机溶剂为纯净水。进一步地,按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.001-1份,可溶性盐0.0001-0.1份,无机溶剂95-99份。进一步地,按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.01-0.8份,可溶性盐0.008-0.05份,无机溶剂96-98份。进一步地,按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.5份,可溶性盐0.01份,无机溶剂97份。进一步地,所述异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯;所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂和缩水甘油胺类环氧树脂中任一。进一步地,脂肪族二异氰酸酯为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯;芳香族二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、间亚二甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯或甲苯-2,4-二异氰酸酯。进一步地,缩水甘油醚类环氧树脂为双酚a二缩水甘油醚或氢化双酚a二缩水甘油醚;缩水甘油酯类环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯或六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯;缩水甘油胺类环氧树脂为4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺或三缩水甘油基对氨基苯酚。本发明与现有技术相比具有以下的优点:1.本发明的淡化海水的反渗透膜元件的修复剂,可用于淡化海水反渗透膜元件因次氯酸根氧化破坏脱盐层而导致的脱盐率衰减,通过修复剂恢复膜元件的脱盐率;2.该修复剂修复得到的膜元件的各项参数接近新膜,膜元件的修复率高;3.通过低成本的修复手段延长海水淡化反渗透膜元件使用寿命,则明显降低工程运营成本。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明的海水淡化反渗透膜元件修复剂通过针对性修复因次氯酸根氧化破坏的交联网状结构的聚酰胺脱盐层。因海水淡化反渗透膜脱盐层相对普通反渗透膜致密,次氯酸根破坏使聚酰胺分子链断裂,导致脱盐层结构疏松,膜孔增大,盐透过量增加,而本修复剂可修复断裂的分子链,使脱盐层结构恢复致密状态,恢复膜元件的脱盐率以延长元件的使用寿命,降低反渗透系统运营成本。本发明淡化海水的反渗透膜元件修复剂可用于修复因次氯酸根氧化破坏脱盐层而导致的脱盐率下降的反渗透膜,包括以下步骤:(1)确定淡化海水的反渗透系统脱盐率下降,且存在产水不达标;(2)从设备上拆下膜元件,离线测试,确定海水淡化反渗透膜元件脱盐率下降;(3)分析淡化海水反渗透膜元件脱盐率下降的原因,确定脱盐率衰减是因为膜元件的脱盐层因次氯酸根氧化导致;(4)将修复剂配制成溶液,利用离线清洗设备引至膜元件内部进水侧或产水侧,循环冲洗并保证进水压力为0.1-1.0mpa。所述海水淡化反渗透膜元件经过化学清洗除去膜表面的无机胶体、无机盐垢和有机污垢后,膜元件产水流量增加(或进水压力低),脱盐率降低,根据《使用手册》故障排除指南分析,可能原因包括膜被氧化、膜面因产水背压导致剥离和严重的机械损伤三种,再结合运行记录调查分析,排除设备运行参数出现异常的可能,最终确定淡化海水的反渗透膜元件表面脱盐层是因次氯酸根氧化导致。本发明淡化海水的反渗透膜元件的修复剂包括异氰酸酯和环氧树脂;还包括可溶性盐nano2、nahso3、mg(no2)2、fe(no3)2与ca(no2)2中任一;以及用于溶解上述物质的无机溶剂。所述异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯;所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂和缩水甘油胺类环氧树脂中任一。所述溶解修复剂的溶剂为纯净水。脂肪族二异氰酸酯为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯;芳香族二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、间亚二甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯或甲苯-2,4-二异氰酸酯。缩水甘油醚类环氧树脂为双酚a二缩水甘油醚或氢化双酚a二缩水甘油醚;缩水甘油酯类环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯或六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯;缩水甘油胺类环氧树脂为4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺或三缩水甘油基对氨基苯酚。三甲基六亚甲基二异氰酸酯在常温常压下稳定,避免氧化物、酸类、胺、强碱、醇类、水接触。稍有刺激性臭味,易燃。不溶于冷水,溶于苯、甲苯、氯苯等有机溶剂。光稳定性较好,挥发性大,毒性大。化学性质非常活泼,能与水、醇及胺等含活泼氢化合物反应。与醇、酸、胺能反应,遇水、碱会分解。在铜、铁等金属氯化物存在下能聚合。与胺类反应产生取代脲,与醇类反应生成二氨基甲酸酯,与二醇类反应生成聚氨酯。1,6-己二异氰酸酯hdi是脂肪族二异氰酸酯(adi)中最重要的单体,约占adi总需求量的60%。大部分hdi被制备成hdi缩二脲或hdi三聚体。hdi及hdi缩二脲、三聚体是生产聚氨酯涂料及聚氨酯弹性体的重要原料。以hdi、hdi缩二脲或三聚体为原料生产的聚氨酯涂料,具有不泛黄、耐候性强等特点。二环己基甲烷二异氰酸酯在室温下为无色至浅黄色液体,有刺激性气味,不溶于水,溶于丙酮等有机溶剂。对湿气敏感,与含活性氢的化合物起反应。赖氨酸二异氰酸酯可用于研究材料试验分析,赖氨酸二异氰酸酯可以提高聚合乳酸竹纤维和聚丁烯琥珀酸酯聚合物的耐水性、拉伸性、界面粘结性能。用作特殊的生物化工。二苯基甲烷二异氰酸酯为白色至淡黄色熔触固体,加热时有刺激性臭味。溶于丙酮、四氯化碳、苯、氯苯、煤油、硝基苯、二氧六环等。有毒,蒸气压比tdi的低,对呼吸器官刺激性小,空气中最高容许浓度为0.20mg/m。对苯二异氰酸酯是结构最简单的芳香族二异氰酸酯,外观为白色片状结晶体,分子式为c6h4(nco)2.相对分子质量为160.1,nco质量分数为52.5%。甲苯-2,4-二异氰酸酯为无色液体,有刺鼻气味,日光下色变深,氢氧化钠或叔胺能引起聚合作用,与水反应产生二氧化碳,能与乙醇(分解)、乙醚、丙酮、四氯化碳、苯、氯苯、煤油、橄榄油和二乙二醇甲醚混溶,有毒,有致癌可能性,有刺激性。双酚a二缩水甘油醚主要用作阻燃复合材料、结构材料、胶黏剂、涂料,用于建筑、航空、船舶、电子电器行业。环己烷-1,2-二羧酸二(环氧乙基甲基)酯又称六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯,它是一种有机原料,其分子式为c14h18o6,分子量为282.2902。所述的淡化海水的反渗透膜元件的修复剂按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.001-1份,可溶性盐0.0001-0.1份,无机溶剂95-99份。优选地,按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.01-0.8份,可溶性盐0.008-0.05份,无机溶剂96-98份。更优选地,按照质量份计包括:异氰酸酯和环氧树脂0.5份,可溶性盐0.01份,无机溶剂97份。本发明的实施例采用的原料如下:厂家二苯基甲烷二异氰酸酯北京化工厂双酚a二缩水甘油醚北京化工厂间亚二甲苯二异氰酸酯国药集团化学试剂有限公司邻苯二甲酸二缩水甘油酯国药集团化学试剂有限公司二苯基甲烷二异氰酸酯北京化工厂二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺国药集团化学试剂有限公司间苯二异氰酸酯北京化工厂六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯北京化工厂氢化双酚a二缩水甘油醚国药集团化学试剂有限公司邻苯二甲酸二缩水甘油酯北京化工厂三甲基六亚甲基二异氰酸酯北京化工厂1,6-己二异氰酸酯国药集团化学试剂有限公司三缩水甘油基对氨基苯酚国药集团化学试剂有限公司二环己基甲烷二异氰酸酯国药集团化学试剂有限公司双酚a二缩水甘油醚北京化工厂甲苯-2,4-二异氰酸酯北京化工厂4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺国药集团化学试剂有限公司实施例1对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.82%;其次,将二苯基甲烷二异氰酸酯、双酚a二缩水甘油醚、nano2、hcl混合配制修复液,其中二苯基甲烷二异氰酸酯和双酚a二缩水甘油醚0.001份、nano20.1份,95份纯净水溶解,采用hcl调节ph为5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.61%。实施例2对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.25%;其次,将间亚二甲苯二异氰酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、nano2、hcl混合配制修复液,间亚二甲苯二异氰酸酯与邻苯二甲酸二缩水甘油酯1份、nano20.0001份,采用99份纯净水溶解,hcl调ph=4.5;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.59%,满足使用要求。实施例3对蓝星东丽公司生产的型号tm820m-400元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.43%;其次,将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、nahso3、hcl混合配制修复液,二苯基甲烷二异氰酸酯与二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺0.5份、nahso30.01份,采用97份纯净水溶解,hcl调ph=5.5;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.61%,满足使用要求。实施例4对蓝星东丽公司生产的型号tm820m-400元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.37%;其次,将间苯二异氰酸酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、nano2、hcl混合配制修复液,间苯二异氰酸酯与六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯0.01份、nano20.05份,纯净水96份,hcl调ph=5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.52%,满足使用要求。实施例5对蓝星东丽公司生产的型号tm820v-400元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.49%;其次,将氢化双酚a二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、nahso3、hcl混合配制修复液,氢化双酚a二缩水甘油醚与邻苯二甲酸二缩水甘油酯0.8份、nahso30.008份,采用纯净水98份溶解,hcl调ph=5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.53%,满足使用要求。实施例6对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.5%;其次,将缩水甘油醚类环氧树脂如氢化双酚a二缩水甘油醚、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、mg(no2)2、hcl混合配制修复液,氢化双酚a二缩水甘油醚与三甲基六亚甲基二异氰酸酯0.09份、mg(no2)20.08份,纯净水95.5份,hcl调ph=5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.55%,满足使用要求。实施例7对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.55%;其次,将1,6-己二异氰酸酯、三缩水甘油基对氨基苯酚、fe(no3)2、hcl混合配制修复液,1,6-己二异氰酸酯与三缩水甘油基对氨基苯酚0.3份、fe(no3)20.04份,纯净水98.5份,hcl调ph=5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.55%,满足使用要求。实施例8对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.62%;其次,将二环己基甲烷二异氰酸酯、双酚a二缩水甘油醚、ca(no2)2、hcl混合配制修复液,二环己基甲烷二异氰酸酯与双酚a二缩水甘油醚0.009份、ca(no2)20.005份,纯净水97份,hcl调ph=5.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99.53%,满足使用要求。实施例9对日东电工旗下海德能公司生产的型号swc5-8040元件进行模拟次氯酸根氧化破坏,然后利用所述修复液修复该元件,步骤为:首先测试破坏后元件性能,按照元件手册测试条件测试,测试液为tds32800ppmnacl溶液,测定压力为800psi,测定温度为25℃,回收率8%,脱盐率98.35%;其次,将缩水甘油醚类环氧树脂如甲苯-2,4-二异氰酸酯、4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、nahso3、hcl混合配制修复液,甲苯-2,4-二异氰酸酯与4,4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺0.9份、nahso30.08份,纯净水97份溶解,hcl调ph=6.0;然后,利用离线清洗循环装置连续冲洗2h,进水侧压力范围0.4mpa;最后,按照元件手册测试条件测试,复测元件性能,元件脱盐率上升至99./62%,满足使用要求。所述修复液利用离线清洗循环装置连续冲洗0.5-24h,进水侧压力范围0.1-1.0mpa。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12
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