一種利用單線態(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。膜清洗的目的就是通過采用合理的清洗方法對被污染的膜進行清洗和再生，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。
[0003]單線態(tài)氧0o2)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。
[0004]但是，目前沒有一種有效地利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法。
[0006]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:
[0007]—、將待清洗的受污染膜組件放入裝有自來水的池子中；
[0008]二、將催化劑和氧化劑按照摩爾比為1: (1?10)的比例混合后，加入到步驟一的池子中，攪拌均勻，控制過氧化物濃度為50?1000mg/L，浸泡30?180min ；
[0009]三、將步驟二浸泡后的膜組件放入另一個裝有自來水的池子中進行漂洗，即完成了利用單線態(tài)氧清洗膜污染；其中，所述的催化劑為丙酮酸，所述的氧化劑為過氧化物。
[0010]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法中所述過氧化物為過一硫酸鹽、過碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其中，過一硫酸鹽為過一硫酸鈉(NaHS05)、過一硫酸鉀(KHS05)、過一硫酸銨(NH4HS05)、過一硫酸鈣(Ca(HS05)2)、過一硫酸鎂(Mg(HS05)2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物；過碳酸鹽為過碳酸鈉(Na2C04)、過碳酸鉀(K2C04)中的一種或兩種按任意比混合的混合物。
[0011]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法的原理如下:首先，丙酮酸催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體；然后，雙環(huán)氧中間體進一步與過氧化物反應(yīng)產(chǎn)生單線態(tài)氧0θ2)和丙酮酸，同時雙環(huán)氧中間體也會發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧(?)和丙酮酸，生成的丙酮酸繼續(xù)催化過氧化物，在反應(yīng)中起到循環(huán)催化的作用；產(chǎn)生的強氧化性單線態(tài)氧可以直接作用于膜污染的生物細胞，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。具體反應(yīng)機理見附圖1。
[0012]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，具有如下優(yōu)點:
[0013](1)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧0θ2)氧化能力強，可以快速作用于膜污染的生物細胞，迅速破壞酶結(jié)構(gòu)，膜清洗效果好。
[0014](2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過程，因此，丙酮酸作為催化劑，安全可靠，無毒副作用。
[0015](3)綠色氧化劑過氧化物(過一硫酸鹽、過碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行。
[0016](4)膜清洗過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，清洗后廢液無需處理可直接排放，避免了常規(guī)膜清洗方法中生物污染清洗不干凈、易產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物、產(chǎn)生廢液需要再處理的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的反應(yīng)機理圖；
[0018]圖2是實施例1中膜清洗前后膜通量的變化，□為膜污染前的膜通量，中間柱狀圖為膜污染后的膜通量，■為清洗膜污染后的膜通量。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0020]【具體實施方式】一:本實施方式為一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:
[0021]—、將待清洗的受污染膜組件放入裝有自來水的池子中；
[0022]二、將催化劑和氧化劑按照摩爾比為1: (1?10)的比例混合后，加入到步驟一的池子中，攪拌均勻，控制過氧化物濃度為50?1000mg/L，浸泡30?180min ；
[0023]三、將步驟二浸泡后的膜組件放入另一個裝有自來水的池子中進行漂洗，即完成了利用單線態(tài)氧清洗膜污染；其中，所述的催化劑為丙酮酸，所述的氧化劑為過氧化物。
[0024]本實施方式的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法的原理如下:首先，丙酮酸催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體；然后，雙環(huán)氧中間體進一步與過氧化物反應(yīng)產(chǎn)生單線態(tài)氧0θ2)和丙酮酸，同時雙環(huán)氧中間體也會發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧0θ2)和丙酮酸，生成的丙酮酸繼續(xù)催化過氧化物，在反應(yīng)中起到循環(huán)催化的作用；產(chǎn)生的強氧化性單線態(tài)氧可以直接作用于膜污染的生物細胞，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。具體反應(yīng)機理見附圖1。
[0025]本實施方式的一種利用單線態(tài)氧清洗膜污染的方法的優(yōu)點:(1)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧0θ2)氧化能力強，可以快速作用于膜污染的生物細胞，迅速破壞酶結(jié)構(gòu)，膜清洗效果好。(2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過程，因此，丙酮酸作為催化劑，安全可靠，無毒副作用。(3)綠色氧化劑過氧化物(過一硫酸鹽、過碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行。(4)膜清洗過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，清洗后廢液無需處理可直接排放，避免了常規(guī)膜清洗方法中生物污染清洗不干凈、易產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物、產(chǎn)生廢液需要再處理的問題。
[0026]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:膜材料為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)。其它與【具體實施方式】一相同。
[0027]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述過氧化物為過一硫酸鹽、過碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實施方式】一相同。
[0028]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:過一硫酸鹽為過一硫酸鈉(NaHS05)、過一硫酸鉀(KHS05)、過一硫酸銨(NH4HS05)、過一硫酸鈣(Ca(HS05)2)、過一硫酸鎂(Mg(HS05)2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實施方式】一相同。
[0029]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:過碳酸鹽為過碳酸鈉(Na2C04)、過碳酸鉀(K2C04)中的一種或兩種按任意比混合的混合物。其它與【具體實施方式】一相同。
[0030]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:催化劑和氧化劑按照摩爾比為1:(1?9)。其它與【具體