一种陶瓷超滤膜用清洗剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种新型陶瓷超滤膜用清洗剂及其制备方法和在回收印钞凹印擦版废液的陶瓷超滤膜的清洗上的应用，陶瓷超滤膜用清洗剂由A组份及B组份组成，其中：A组份由下列组份按重量百分比溶解而成：氢氧化钠5－20％，烷基苯磺酸钠5－10％，碳酸钠5－10％，其余为水；B组份由下列组份按重量百分比溶解而成：硝酸1－5％，过氧化氢0.5－3％，次氯酸钠0.5－2.5％，其余为水。本发明陶瓷超滤膜用清洗剂具有如下优点：大大减低了膜表面的浓差极化，降低了膜的清洗频次；有效、彻底的恢复陶瓷膜的过滤通量，使系统得到再生；使超滤膜的使用寿命更长。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于超滤膜的清洗剂及其清洗方法，特别是一种运用于印钞凹印废水的陶瓷超滤膜清洗的清洗剂配方及其制备方法和应用。

背景技术

印钞凹印工艺过程是全世界印钞行业普遍使用的历史悠久的经典防伪印刷技术。在凹印过程中大量的凹印油墨被凹印擦版液擦洗下来，形成凹印擦版废液，这是一种COD(化学需氧量)值2-3万mg/l的高色度、高碱度、高浓度的有机废水。国内印钞厂每天产生的凹印擦版废液的量在200吨左右。其主要成分为氢氧化钠、太古油(磺化蓖麻油酸钠)、凹印油墨等物质，其余为软水。

擦版废液中的氢氧化钠含量为1.1％，太古油含量为60％，经济价值约为70-80元/吨，每吨废擦版液必须经环保处理达标后才能排放，其处理成本约为70-80元/吨，因此每吨擦版液的总成本在140-160元之间。

用超滤膜能够有效地回收氢氧化钠、太古油和软水，得到的清液使用效果与新配擦版液相同，能够直接作为擦版液回用，这对于节约资源、降低能耗，以及减少擦版液配制和处理的劳动强度具有重要意义，因此近十年来中国国内的印钞厂基本都采用超滤技术将废擦版液进行回收利用。

超滤回收氢氧化钠和太古油的原理是，超滤膜将大分子的油墨颗粒截留下来，使小分子的氢氧化钠、太古油和水透过膜层，得到回用清液。

现有的超滤膜的清洗方法有物理法和化学法两种，日常运行中，每天收工时，只需用物理法进行数分钟的物理清洗即可。凹印油墨中含有颜料、树脂、矿油、碳酸钙、二氧化钛等各种物质，它们对超滤膜都会产生不同程度的污染，造成的后果是运行一段时间后，膜通量会逐步衰减，直至不能有效供应生产的需要。此时，有必要对超滤膜进行化学清洗，使其膜通量得到恢复。

目前大多数印钞厂都使用有机材质的超滤膜，进行凹印废擦版液的回收。

在印钞行业中常用的化学清洗剂有以下几种：

1)中等强度以下的酸液：磷酸、柠檬酸、乳酸等；

2)碱液：氢氧化钠、碳酸钠等；

3)表面活性剂：离子型或非离子型；

4)配合剂：EDTA、聚丙烯酸脂、六偏磷酸钠。

这些清洗剂既可以单独使用，也可以组合形式使用。酸液使污染物中的一部分不溶性物质变为可溶性物质；碱液和表面活性剂用于清除油脂和小分子有机物质，配合物可与污染物中的无机离子络合成溶解度大的物质，减少膜表面积和孔内沉积的盐和吸附的无机污染物。

在印钞行业中，传统的膜清洗方法是酸碱交替清洗。由于有机膜本身易老化的特点，造成强酸不能使用，强碱的浓度也不能配得很高，以致超滤膜不能被彻底洗净，一般有机中空纤维超滤膜使用半年左右，就因通量跌尽通过化学清洗也不能恢复，或者膜层破损而报废。

发明内容

本发明要解决的就是上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种无机陶瓷超滤膜用清洗剂；

本发明的目的之二在于提供这种清洗剂的制备方法；

本发明的目的之三在于提供这种清洗剂的应用。

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种新型陶瓷超滤膜用清洗剂，由A组份及B组份组成，其中：

A组份由下列组份按重量百分比溶解而成：

组分                                 重量百分比

氢氧化钠                             5-20％

烷基苯磺酸钠                         5-10％

碳酸钠                               5-10％

其余为水；

B组份由下列组份按重量百分比溶解而成：

组分                                 重量百分比

硝酸                                 1-5％

过氧化氢                             0.5-3％

次氯酸钠                             0.5-2.5％

其余为水。

上述新型陶瓷超滤膜用清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

A、在一个带搅拌的耐硝酸的不锈钢清洗罐中，按配比依次加入自来水、氢氧化钠、烷基苯磺酸钠、碳酸钠，在室温下搅拌10-30分钟，即得本发明的液态清洗剂的A组份；

B、在一个带搅拌的耐硝酸的不锈钢清洗罐中，依次加入自来水、硝酸、过氧化氢、次氯酸钠，在室温下搅拌10-30分钟，即得本发明的液态清洗剂的B组份。

将上述新型陶瓷超滤膜用清洗剂用于回收印钞凹印擦版废液的陶瓷超滤膜的清洗，清洗步骤为：

第一步：将清洗剂A组份加热到40-70℃，打开清液侧阀门循环清洗，待产生通量后关闭清液侧阀门循环清洗，累计时间达到2-4小时后，停止清洗，排空A组份；

第二步：将清洗剂B组份加热到40-70℃，打开清液侧阀门循环清洗，累计时间达到2-4小时后，停止清洗，关闭阀门将清洗剂B组份留在组件内使陶瓷膜浸泡在其中，浸泡一个周末后排空清洗液；

第三步：重复清洗第一步后，整个清洗过程结束。

本发明清洗剂通过对强酸强氧化剂的引入使大分子树脂类物质被氧化分解成为小分子物质；周末的一到两天的浸泡使这一氧化过程更为彻底、强化；高浓度的氢氧化钠使被分解的有机物质和矿油被彻底地溶解带离膜表面。这些因素都使清洗过程更为强力。

本发明的清洗剂较传统清洗剂有以下优点：

1.大大减低了膜表面的浓差极化，降低了膜的清洗频次。

2.有效、彻底的恢复陶瓷膜的过滤通量，使系统得到再生。

3.超滤膜的使用寿命更长。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式进一步说明本发明是如何实现的：

实施例1

清洗步骤一：

A组分                                重量百分比

氢氧化钠                             5％

烷基苯磺酸钠                         5％

碳酸钠                               5％

其余为自来水

制备方法：在一个带搅拌的耐硝酸的不锈钢清洗罐中，依次加入自来水、氢氧化钠、烷基苯磺酸钠、碳酸钠，在室温下搅拌20分钟，即为本发明的液态清洗剂。

清洗：将清洗剂加热到40-70℃，打开清液侧阀门循环清洗，待产生通量后关闭清液侧阀门循环清洗，累计时间达到4小时后，停止清洗，排空清洗剂。

清洗步骤二：

B组分                                 重量百分比

硝酸                                  2％

过氧化氢                              0.5％

次氯酸钠                              0.5％

其余为自来水

制备方法：在一个带搅拌的耐硝酸的不锈钢清洗罐中，依次加入自来水、硝酸、过氧化氢、次氯酸钠，在室温下搅拌20分钟，即为本发明的液态清洗剂。

清洗：将清洗剂加热到40-70℃，打开清液侧阀门循环清洗，累计时间达到2小时后，停止清洗，关闭阀门将清洗剂留在组件内使陶瓷膜浸泡在其中。浸泡一个周末后排空清洗液。

清洗步骤三：重复清洗步骤一后，整个清洗过程结束。

实施例2

其他步骤与实施例1相同，只是组成变化，其中

A组分                                   重量百分比

氢氧化钠                                10％

烷基苯磺酸钠                            7％

碳酸钠                                  7％

其余为自来水

B组分                                   重量百分比

硝酸                                    3％

过氧化氢                                1％

次氯酸钠                                1％

其余为自来水

实施例3

其他步骤与实施例1相同，只是组成变化，其中

A组分                                   重量百分比

氢氧化钠                             20％

烷基苯磺酸钠                         10％

碳酸钠                               10％

其余为自来水

B组分                                重量百分比

硝酸                                 5％

过氧化氢                             3％

次氯酸钠                             2.5％

其余为自来水

通过以上步骤，即可恢复通量，清洗过程十分有效且控制简单。通过与其他印钞厂的传统弱酸碱交替清洗方法，与强酸强碱交替清洗并引入强氧化剂的方法进行比较，发现本发明的清洗方法在通量恢复上有非常大的优势。

下表为采用本发明实施的清洗方法与印钞行业传统的清洗方法技术性能对比表：

  清洗方法  本发明方法  印钞行业传统清洗法  通量恢复  99.9％  96.5％  通量彻底衰退周期  2年以上  6个月