维生素C凝结水处理反渗透膜清洗策略

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摘要:针对沈阳某药厂维生素C生产工艺中凝结水产量大、处理成本高和杂质复杂等问题,提出了采用反渗透技术对工艺凝结水进行处理。在前期确定的最优操作条件基础上持续运行,研究了运行临界通量、清洗时机和清洗方式等工艺条件。

结果表明,在本工艺条件下,反渗透膜系统的临界通量介于1.1 L/(m2•min)到1.2 L/(m2•min)之间,斜率变点分析法确定的可逆膜污染周期为10 d;加强型清洗策略EFM(enhanced flux maintenance)的操作是针对不可逆膜污染的一种有效清洗方式,EFM持续30 min为宜,NaClO和NaOH都是有机污染的有效清洗剂,膜的平均恢复率分别为85.4%和81.6%,显示出实际应用的可行性,具有推广价值。

在我国,近20年来,纯水制备工艺及控制技术有了根本性的变革,膜技术在纯水系统中的应用越来越受到重视。近年来,随着膜材料和制膜技术的迅猛发展,开发出了各种性能优异的反渗透和纳滤复合膜,这些膜对水中小分子有机物的截留率较高,有的还具有一定的抗污染、耐有机溶剂等性能,极大地提高了反渗透、纳滤技术用于小分子有机物分离的可行性,因此也重新引起了研究者对这一领域的关注。但是由于膜污染导致通量下降或膜压差上升,造成制水成本增加,制约了膜技术的推广与运用。

从根本上讲,防治浓差极化和膜污染可以采取以

下着眼点:(1)减小溶质在膜面的浓度,降低浓差极化影响;(2)增大同名粒子与膜面之间作用力,同时减小反名粒子与膜面间的作用力,降低沉积吸附影响;(3)膜的清洗与再生。关于膜污染的机理,研究者已经开展了深入的研究,但是针对膜的清洗与再生研究目前还更多停留在工艺、药剂的确定上,对于具

体清洗时机与清洗策略的研究较少。

近年来,通过采取合适的操作策略或膜组件和膜系统结构上的特殊设计来防治浓差极化和膜污染,进而提高渗透通量。本实验采用二级反渗透系统处理沈阳某药厂维生素C生产工艺中凝结水生产纯水,在前期确定的最优操作条件基础上持续运行,探讨运行临界通量、清洗时机和清洗方式等工艺条件,希望对反渗透处理有机废水提供一套可供借鉴的清洗策略。具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。

1实验部分

1.1实验原料与设备

由于维生素、生产工艺的特殊性,在提取有效成分古龙酸之前的工段都不涉及无机盐的摄入,并且提取工段中有效成分的回收率达到了95%以上,由此判断工艺冷凝水中只含有机杂质。同时由于受到发酵工段的影响,冷凝水有机成分较为复杂,不同批次的水样成分含量波动也较为明显。根据前期优化反渗透工艺条件结果,需要加入氢氧化钠将凝结水调节至中性。

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