用于膜保护和生物污损控制的多功能方法技术

本发明专利技术提供用于保护膜免于生物污损和杀生物剂引起的破坏的方法和组合物。本发明专利技术利用PAA作为杀生物剂和其它氧化杀生物剂的还原剂。这尤其有益，因为在没有本发明专利技术的情况下，将被迫在防止膜生物污损或防止膜被氧化杀生物剂破坏之间进行选择。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于膜保护和生物污损控制的多功能方法相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月31日提交的、序列号为14/586,989的美国专利申请的优先权，其披露内容通过引用并入本文中。关于联邦政府赞助的研究或研发的声明不适用。
技术介绍
本专利技术涉及用于改良水处理应用中所用的膜的性能的组合物、方法和设备。历史上，由于膜结垢、膜污损、膜降解等对从水性水物料流去除溶质的效率产生的不良影响，因此不认为膜分离工艺或系统对水处理有成本效益。随着技术发展，越来越多的使用膜作为分离系统的部分，但上文所讨论的问题继续存在。水源中存在的生物体通常导致生物污损，这损害膜性能和/或破坏膜本身。令人遗憾的是，处理生物膜或其杀生物剂(并且尤其是氧化杀生物剂)原因通常以破坏膜本身为代价来处理生物膜。因此，在处理生物膜的新颖方式中有不会同时破坏膜本身的明确效用，和/或在允许提高膜系统的运行能力的工艺中有明确效用。除非明确规定，否则这部分中所述的技术不打算是等同于承认本文提到的任何专利、公开案或其它信息是本专利技术的“现有技术”。另外，这部分不应解释为意味着已经进行检索或不存在如37CFR§1.56(a)中所定义的其它相关信息。
技术实现思路
为了满足上文确认的长期感到但未解决的需要，本专利技术的至少一个实施例针对一种保持工艺水流中的膜效用的方法。所述方法包含以下步骤：向工艺用水添加强氧化杀生物剂，再往下游但在膜的上游向水添加携带PAA的组合物，所述携带PAA的组合物是氧化剂但有效还原氧化杀生物剂使得它对膜造成的损害降低至少50％。所述方法不包括添加能够大体上中和氧化杀生物剂使得它对膜造成的损害降低至少50％的量的还原剂。携带PAA的组合物可以是eq-PAA。携带PAA的组合物可以包含1％到50％过氧化物。本专利技术的至少一个实施例针对一种保持工艺水流中的膜效用的方法。所述方法包含以下步骤：在所述膜的上游向工艺水流添加足以抑制过滤器上的生物膜生长的量的PAA。PAA可以是包含1％到50％过氧化物的eq-PAA。所述方法可进一步包含在PAA的添加的上游向水添加强氧化剂和还原剂中和剂的步骤。如果没有添加PAA，还原剂中和剂的添加可能导致水缺氧性(axonic)倒转。水可含有足够离子或金属粒子，如果不存在PAA，水将发生缺氧性倒转。所述方法可进一步包含从水去除沉淀的离子的步骤。所述方法的水可含有过氧化物，并且所述方法可进一步包含在与膜接触之前使过氧化物与经卤化的氧化剂接触，所述接触导致至少一些过氧化物转化成分子氧和水。可以产生足以减少水中的微生物种群的量的氧。馈送到工艺水流中的水可以是选自下述水组成的组：河水、海水、脱盐水、半咸水、井水、含水层水、池塘水、废水、再循环水、污水、纯水、脱氧水以及其任何组合。膜可以是选自下述膜组成的组：压力驱动膜、微过滤膜、超滤膜、纳米过滤膜、反向渗透膜、正向渗透膜、电渗析膜、电脱离子膜、渗透蒸发膜、膜萃取式膜、膜蒸馏式膜、膜汽提式膜、膜曝气式膜、浸没式膜以及其任何组合。到膜系统的PAA剂量可以在防垢剂和预处理化学物质中的一种或多种存在下。它可以在膜处于或不处于操作时添加。PAA可以就地清洁有效量的PAA向膜表面的至少一部分添加并且任选地用流体冲洗膜表面的部分。其它特征和优势描述于本文中，并且将从以下具体描述显而易知。附图说明下文具体参考附图描述本专利技术的具体实施方式，其中：图1是其数据说明本专利技术在50ppm剂量下对膜的效用的曲线图。图2是其数据说明本专利技术在15ppm剂量下对膜的效用的曲线图。图3是其数据说明本专利技术在10ppm剂量下对膜的效用的曲线图。图4是其数据说明本专利技术在10ppm剂量下对膜的效用与不应用本专利技术的对照组比较的曲线图。为了本公开的目的，除非另外指示，否则图中相同的附图标记将指的是相同的特征。附图仅是本专利技术的原理的范例，并且不打算将本专利技术限于所图示的具体实施例。具体实施方式提供以下定义来确定本申请中所用的术语，并且尤其是权利要求书如何解释。定义的组织仅为方便起见，并且不打算将任何定义限于任何特定类别。“PAA”意思是过乙酸或过氧乙酸，即一种可能的结构表示方式如下的分子：“eq-PAA”意思是平衡过乙酸，即组分在PAA、过氧化物和乙酸之间至少部分转变的物质的组合物，给定eq-PAA样品中存在的PAA、过氧化物和乙酸的相对量基于给定样品的具体热力学条件变化，在任何给定时刻，eq-PAA可包含0-100％PAA、0-100％过氧化物和0-100％乙酸，eq-PAA的其它细节以及其制造方法描述于以下论文中：《过氧乙酸(目录号79-21-0)以及其平衡溶液(PeraceticAcid(CASNo.79-21-0)anditsEquilibriumSolutions)》，JACC第40号，第2页-第3页(2013)，以及美国专利7,012,154，如本文所用，“PAA”和“eq-PAA”还包括已作必要修正的美国专利7,012,154中所述的全部其它过酸杀生物剂。“稀释过滤(DilutionFiltration)”意思是进行过滤处理的材料还通过向材料中添加液体进行稀释的工艺，稀释过滤可以是同时(过滤和稀释同时进行)、分阶段(稀释和过滤处理一个接一个进行)和/或两者，并且可以具有一种或多种相对速率(液体可使用与通过稀释处理添加的液体相比更快、更慢和/或相同的速率通过过滤处理从材料去除)。“过滤器(Filter)”意思是建构和配置成从穿过过滤器的液体内去除悬浮材料的结构，过滤器和过滤的更详细说明总的来说描述于《纳尔科水手册(TheNalcoWaterHandbook)》(第3版)，丹尼尔弗林(DanielFlynn)，麦格劳希尔(McGrawHill)(2009)，并且尤其是在第6.1页-第8.30页。″滤饼(FilterCake)″意思是保留在过滤器上的固体物质的积聚，它在过滤过程中增加并且随着保留更多的颗粒物质而变厚，随着层厚度增加，滤饼的流动阻力增加，并且如果不够迅速的去除，那么最终厚滤饼可能中断过滤，因为滤饼的流动阻力变得过高，以至于过少的待过滤的混合物可穿过滤饼和过滤器插塞。滤饼可以由生物膜和/或生物污损产生。“FO”意思是正向渗透，即与反向渗透类似的使用半透膜来实现水与所溶解的溶质的分离的渗透过程，这一分离的驱动力是渗透压梯度，使得高浓度(相对于馈料溶液的浓度)的“提取”溶液，被用于诱导净水流通过膜进入提取溶液，因此有效分离馈料水与其溶质，也就是与反向渗透过程相反，反向渗透过程可以使用液压作为分离的驱动力，这可以用来抵消渗透压梯度，该渗透压梯度会另外促成从渗透物到馈料的水通量。“膜(Membrane)”意思是横向尺寸比可供发生质量转移的厚度大得多的结构，膜可用于过滤液体。“MF”意思是微过滤，即超过0.1μm的粒子和溶解的大分子不穿过膜的基于膜的分离方法，MF可以是压力驱动的。“微生物(Microorganism)”意思是足够小以使本身在膜内、与膜靠近、在膜顶部或与膜附接的任何生物体，其包括但不限于小到不借助于显微镜就无法发现的那些生物体、可以被肉眼发现但包含太小而不能被肉眼发现的许多个别生物体的这类小生物体的集合或群落，以及可以被肉眼发现的一种或多种生物体，其包括但不限于其存在在一定程度上损害膜操作的任何生物体，其包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保持工艺水流中的膜效用的方法，包含以下步骤：向工艺用水添加强氧化杀生物剂，再往下游但在所述膜的上游向所述水添加携带PAA的组合物，所述携带PAA的组合物是氧化剂但有效还原所述氧化杀生物剂使得它对所述膜造成的损害降低至少50％，所述方法不包括添加能够大体上中和所述氧化杀生物剂使得它对所述膜造成的所述损害降低至少50％的量的还原剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 US 14/586,9891.一种保持工艺水流中的膜效用的方法，包含以下步骤：向工艺用水添加强氧化杀生物剂，再往下游但在所述膜的上游向所述水添加携带PAA的组合物，所述携带PAA的组合物是氧化剂但有效还原所述氧化杀生物剂使得它对所述膜造成的损害降低至少50％，所述方法不包括添加能够大体上中和所述氧化杀生物剂使得它对所述膜造成的所述损害降低至少50％的量的还原剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中携带PAA的组合物是包含1％到50％过氧化物的eq-PAA。3.一种保持工艺水流中的膜效用的方法，包含以下步骤：在所述膜的上游向所述工艺水流添加足以抑制过滤器上的生物膜生长的量的PAA。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述PAA是包含1％到50％过氧化物的eq-PAA。5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包含在所述PAA的所述添加的上游向所述水添加强氧化剂和还原剂中和剂的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其中如果没有添加所述PAA，所述还原剂中和剂的添加将导致水缺氧性倒转。7.根据权利要求3所述的方法，其中所述水含有足够离子或金属粒子，如果不存在所述PAA，所述水的缺氧性将倒转。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含从所述水去除沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿米特·古普塔，哈沙达·洛霍卡雷，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US