一种陶瓷膜的清洗方法及其应用与流程

本发明属于水处理，具体涉及一种陶瓷膜的清洗方法及其应用。

背景技术：

1、在水处理过程中，陶瓷膜因其耐高温、耐腐蚀、机械强度高和使用寿命长等特性，被广泛应用于各种过滤场景。然而，随着时间的推移，陶瓷膜可能会遭受污染，导致膜通量下降和分离性能恶化。因此，定期清洗陶瓷膜对于维持其效率和延长使用寿命至关重要。

2、冷轧含油废水的陶瓷膜处理技术是现代工业废水处理领域中一项非常有效的技术，尤其是在钢铁行业。冷轧过程中产生的含油废水由于其高有机物含量、复杂的化学成分和高油分含量，处理起来相当困难。陶瓷膜因其独特的性质，如高耐温性、耐腐蚀性、耐磨损性和高孔隙率，成为处理这类废水的理想选择。

3、我国部分油田已处于开发的中后期，大量的采出污水需要处理，且采出水成分复杂多变，往往含有大量的乳化油或烃类、可溶性有机物、固体颗粒、无机离子、细菌等，用一般的物理法或化学方法很难将其分离，难以满足排放水质和回注水的要求。膜面污染物可分为污垢层和凝胶层两层。油田污水进行陶瓷膜处理是一种先进的废水处理技术，尤其适用于处理含有高浓度油、悬浮物、溶解性有机物和无机盐的油田废水。

4、目前市面上的多数陶瓷膜清洗剂都存在使用领域单一，清洗不彻底，很难深入膜孔，陶瓷膜的通量恢复率不高，清洗效果也不理想的问题。申请号为202111096888.x的中国发明专利公开了一种陶瓷膜清洗剂，由臭氧和液体强化剂共同组成，对沉积的顽垢有很好的清洗效果。但是该专利的清洗剂无法同时对处理冷轧含油废水陶瓷膜、处理油田污水后陶瓷膜均具有很好的清洗效果。

5、因此，亟需一种清洗效果好、成本更低的陶瓷膜的清洗方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种陶瓷膜的清洗方法及其应用。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种陶瓷膜的清洗方法，所述清洗方法包括以下步骤：

4、（1）配制清洗剂：所述清洗剂包括以下质量份数的组分：甲酸20-25份、植酸水溶液16-21份、柠檬酸4-8份、乙醇酸9-14份、软化剂2-5份、表面活性剂3-6份、异丙醇15-20份、水40-45份；表面活性剂包括质量比1：（1.3-1.6）：（0.5-0.8）的非离子表面活性剂、椰油酸胺丙基甜菜碱和两性离子表面活性剂：

5、（2）将清洗剂配成溶液，并加热到25-30℃，无渗透循环清洗3-5min，渗透循环清洗2-3min，停止清洗；

6、（3）将臭氧从陶瓷膜系统的产水端反向输入系统；利用陶瓷膜的微孔结构，使得臭氧通过膜孔，在膜管内形成纳米级气泡，输入臭氧10-15min，排空臭氧，水漂洗至排水为中性，清洗过程结束。

7、现有技术中清洗剂中加入无机酸，比如盐酸或硝酸等，不仅对管道的腐蚀性较强，并且对处理冷轧含油废水的渗透膜的清洗效果不理想。本发明通过将甲酸、植酸水溶液、柠檬酸、乙醇酸特定比例进行复配，对管道的腐蚀性降低，同时改善了对处理冷轧含油废水的渗透膜的清洗效果。这些酸具有不同的作用机制，能够协同作用，有效去除膜上的各种污染物。甲酸和乙醇酸可以共同作用于有机物和无机盐垢，而植酸水溶液和柠檬酸则专注于金属离子和生物膜的控制，这种多酸混合物可以全面覆盖冷轧含油废水处理过程中可能出现的各种污染类型，提高清洗效率，恢复膜的通量和选择性。但是此条件下对处理油田污水后陶瓷膜清洗效果不理想。

8、进一步地，步骤2中，将清洗剂配成质量浓度为0.2-5%的水溶液。

9、进一步地，所述两性离子表面活性剂的制备方法为：

10、s1：将13-15质量份的4-氨基-3-羟基苯甲酸与18-20质量份三元环状含氯化合物溶于50质量份乙醇中，加入4-6质量份0.1-0.3mol/l氢氧化钠的水溶液，加热至82-85℃，反应10-15小时，得到中间产物；

11、s2：将中间产物、50-55质量份的十六烷基二甲基叔胺、80-85质量份乙醇和60-65质量份水混合，加热至82-85℃，反应25-30小时，旋蒸除去乙醇，得到两性离子表面活性剂。

12、进一步地，三元环状含氯化合物为质量比（1.5-1.7）：1：（0.3-0.6）的1,2-环氧氯丁烷、环氧氯丙烷、2-（氯甲基）-1,2-环氧丁烷混合。

13、进一步地，按质量份，所述非离子表面活性剂的制备方法为：

14、s1：向不锈钢反应釜中加入混合醇150-155份、氢氧化钾4-6份，温度保持32-35℃，将反应釜抽真空，升温至112-115℃，加入环氧烷烃1720-1750份，7-9h加完，控制压力0.1-0.3mpa，温度110-115℃，反应3-5h，得到聚醚多元醇；

15、s2：向不锈钢反应釜中加入聚醚多元醇900-920份、甘油1200-1230份，反应釜氮气置换后，升温至140-145℃，釜内充压至0.2-0.3mpa，待釜内压力出现下降时，控制温度110-113℃，压力0.3-0.4mpa，反应6-8h，得到非离子表面活性剂。

16、进一步地，环氧烷烃为质量比（1.3-1.6）：1：（0.2-0.5）的环氧乙烷、环氧丙烷和2,3-环氧丁烷混合。

17、进一步地，混合醇为质量比（0.3-0.5）：（1.5-1.7）：1的月桂醇、乙二醇单甲醚和异构十三醇混合。

18、为了改善处理油田污水后陶瓷膜清洗效果，本发明试图在清洗剂中加入市售的表面活性剂，但是效果并不理想。本发明通过非离子表面活性剂、椰油酸胺丙基甜菜碱和两性离子表面活性剂混合得到的表面活性剂可以改善处理油田污水后陶瓷膜清洗效果。非离子表面活性剂中既保留部分羟基、又具有重复烷烃基团，可以乳化油类污染物，降低油水界面张力，使得油滴更容易从膜表面脱离并分散在清洗液中。两性离子表面活性剂含有正负两种电荷，可以中和膜表面或污染物上的电荷，减少电荷吸引导致的污染，大位阻的空间基团可以阻止污染物重新吸附到膜表面，减少二次污染。椰油酸胺丙基甜菜碱能够产生稳定的泡沫，有助于清洗剂更好地接触和分解污染物。椰油酸胺丙基甜菜碱具有一定的抗菌性能，乙醇酸含有羟基和羧基的特殊结构，对铁氧化细菌的生长具有明显的抑制作用，可用作杀菌剂。可以减少膜表面的微生物污染。当这三种表面活性剂混合使用时，它们之间的协同作用可以进一步增强清洗效果。当非离子表面活性剂、椰油酸胺丙基甜菜碱和两性离子表面活性剂特定比例混合，可以提高清洗剂的储存稳定性。

19、进一步地，植酸水溶液的浓度为质量分数60-70%。

20、进一步地，所述软化剂选自甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

21、进一步地，所述软化剂为质量比（1.5-1.8）：1：（0.3-0.5）甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素钠混合。

22、进一步地，臭氧流量：0.2-0.3l/min，臭氧压力0.1-0.3mpa。

23、本发明还提供了一种陶瓷膜的清洗方法的应用。

24、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

25、1、本发明提供了一种陶瓷膜的清洗方法，同时对处理冷轧含油废水陶瓷膜、处理油田污水后陶瓷膜均具有很好的清洗效果。

26、2、本发明通过将甲酸、植酸水溶液、柠檬酸、乙醇酸特定比例进行复配，对管道的腐蚀性降低，同时改善了对处理冷轧含油废水的渗透膜的清洗效果。

27、3、本发明通过非离子表面活性剂、椰油酸胺丙基甜菜碱和两性离子表面活性剂混合得到的表面活性剂可以改善处理油田污水后陶瓷膜清洗效果。

28、4、当非离子表面活性剂、椰油酸胺丙基甜菜碱和两性离子表面活性剂特定比例混合，可以提高清洗剂的储存稳定性。