一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法
【專利摘要】一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，它涉及膜清洗方法。本發(fā)明的膜污染清洗方法為：將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽加入到裝有受污染膜組件的池子中，攪拌，浸泡，再進(jìn)行漂洗，即可。本發(fā)明的膜清洗方法中過氧化物溶于水后緩慢釋放的過氧化氫與過一硫酸鹽迅速反應(yīng)，生成高活性單線態(tài)氧，直接作用于膜污染的生物細(xì)胞，迅速破壞酶結(jié)構(gòu)，膜清洗效果好。作為環(huán)境友好試劑，清洗過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，清洗后廢液可直接排放；作為固體試劑可以直接投加使用，不需要額外增加設(shè)備，操作簡單易行，藥劑運輸、儲存方便，價格低廉、易于獲得。
【專利說明】一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膜清洗方法，具體涉及一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對物質(zhì)的高分離與純化的要求，膜過濾技術(shù)應(yīng)運而生，成為一門新生的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)。由于其無相變化、能耗低、體系干凈等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工及水處理等領(lǐng)域，在世界各國得到迅猛發(fā)展。但是，隨著膜運行時間的增長，被處理原料液中的無機物、懸浮物、有機物和微生物等通過與膜材料存在的物理、化學(xué)和機械作用，吸附或沉積在膜表面或膜孔內(nèi)，使膜孔徑變小或堵塞，形成膜污染，導(dǎo)致膜通量下降，致使膜的分離效果變差。
[0003]膜清洗目的是通過采用合理的清洗方法對被污染的膜進(jìn)行清洗和再生，破壞膜表面的溶質(zhì)吸附層，清除膜孔道內(nèi)的雜質(zhì)，使膜盡可能恢復(fù)到原始通量。膜清洗方法可以分為物理清洗法和化學(xué)清洗法。物理清洗包括水力清洗、氣體脈沖清洗、超聲波清洗等，能夠較好地去除膜表面的污染物，但不能去除膜孔道內(nèi)的污染物，清洗效果不佳?；瘜W(xué)清洗是通過使用化學(xué)藥劑達(dá)到松動、溶解污垢、氧化有機物、滅活微生物清除膜污染的效果。常用的清洗方法有酸洗、堿洗、醇洗、氧化劑和殺菌劑(如臭氧、次氯酸、高錳酸鉀等)通過氧化反應(yīng)清洗膜污染等。
[0004]單線態(tài)氧(1O2)是一種處于激發(fā)態(tài)的分子氧，與超氧自由基(02_‘)、羥基自由基(? 0H)、硫酸根自由基(S04‘_)等活性氧物種類似，化學(xué)性質(zhì)活潑、不穩(wěn)定，在自然界中廣泛存在，是化學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域最長涉及的活性氧之一，具有氧化能力強、反應(yīng)活性高、存活時間短、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物等特點，屬于綠色、環(huán)境友好型氧化劑。
[0005]目前，產(chǎn)生單線態(tài)氧的方法主要有光敏化法和化學(xué)方法。光敏化法產(chǎn)生單線態(tài)氧涉及到一個光激發(fā)過程，一種光敏劑(玫瑰紅、曙紅、亞甲基藍(lán)、熒光黃、葉綠素和血卟啉等)，在光照射條件下，激發(fā)態(tài)的光敏劑與體系中的基態(tài)氧(3O2)作用，進(jìn)而得到單線態(tài)氧(1O2)?利用光敏化法可以快速產(chǎn)生單線態(tài)氧，但存在著光的限制(需要穩(wěn)定的光源)及光敏劑的引入會產(chǎn)生二次污染的問題?；瘜W(xué)方法產(chǎn)生單線態(tài)氧是由發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)的，最經(jīng)典的方法是將過氧化氫(H2O2)與氯氣(Cl2)的水溶液或次氯酸溶液混合即可產(chǎn)生單線態(tài)氧。這種利用化學(xué)方法產(chǎn)生單線態(tài)氧的生成速度快，其二級反應(yīng)速率常數(shù)約為IO4IT1s'即瞬時產(chǎn)生量大，自分解速度快，存活時間短，有機物利用率低；化學(xué)試劑為液態(tài)的過氧化氫和次氯酸溶液或氯氣，運輸儲存不方便，工藝操作復(fù)雜及存在安全隱患的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，以解決上述存在的問題。[0007]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:a、將待清洗的受污染膜組件放入裝有自來水的池子中；b、將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5~5)的比例加入到步驟一的池子中，攪拌均勻，控制過一硫酸鹽濃度為50~1000mg/L,浸泡10~180min ;c、將浸泡后的膜組件放入另一個裝有自來水的池子中進(jìn)行漂洗，即完成了利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染。
[0008]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，可以將無機固體過氧化物、過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5~5)制成粉末試劑混合投加或分別單獨投加，即為干式投加法；也可以將無機固體過氧化物、過一硫酸鹽分別制成溶液，進(jìn)行單獨投加，即為濕式投加法。
[0009]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法中，無機固體過氧化物(Na2O2、CaO2、MgO2、BaO2、Na2CO4、K2CO4)溶于水后會緩慢釋放出過氧化氫(H2O2),見反應(yīng)式(I)和(2)，這種通過無機固體過氧化物在水中原位產(chǎn)生的過氧化氫，可以迅速與過一硫酸鹽(HS05_)反應(yīng)產(chǎn)生高活性單線態(tài)氧(1O2)，見反應(yīng)式(3)，產(chǎn)生的單線態(tài)氧具有氧化能力強，可以直接作用于膜污染的生物細(xì)胞，迅速破壞酶結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，膜清洗效果好。
【權(quán)利要求】
1.一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:a、將待清洗的受污染膜組件放入裝有自來水的池子中；b、將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5?5)的比例加入到步驟一的池子中，攪拌均勻，控制過一硫酸鹽濃度為50?1000mg/L，浸泡10?180min ;c、將浸泡后的膜組件放入另一個裝有自來水的池子中進(jìn)行漂洗，即完成了利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物為過氧化鈉、過氧化鈣、過氧化鎂、過氧化鋇、過碳酸鈉、過碳酸鉀中的一種或幾種按任意比混合的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的過一硫酸鹽為過一硫酸鈉、過一硫酸鉀、過一硫酸銨、過一硫酸鈣、過一硫酸鎂中的一種或幾種按任意比混合的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.6 ?4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.7 ?3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.8 ?2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.9 ?1.5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的控制過一硫酸鹽濃度為100?800mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種利用無機固體過氧化物誘導(dǎo)過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的控制過一硫酸鹽濃度為200?500mg/L。
【文檔編號】B01D65/06GK103551044SQ201310589567
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】龐素艷, 王強, 郭曉瑜, 江進(jìn), 魯雪婷, 黃亮, 郭仕達(dá), 王玲 申請人:哈爾濱理工大學(xué)