CN100444936C - 一种对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动清洗污水处理系统中使用的超滤膜的方法。该方法包括如下步骤：(1)气洗：对超滤膜进行气洗；(2)排水：将超滤设备内部的脏水排出；(3)反洗处理：使清水从产水道向浓水道反向流动；(4)正洗：按运行状态将超滤膜清洗干净；(5)配药：补水，对药剂进行混合，混合时间根据需要进行设定；(6)注药：将用于清洗超滤膜的药剂注入超滤膜，回流至清洗罐；(7)循环清洗：使用药剂对浓水道及膜丝表面进行化学清洗；(8)清洗：用清水清洗超滤膜及清洗管路中存留的药剂；(9)排水：清洗结束，将管道及清洗罐内的清洗液排净，完成清洗。本方法简化了清洗超滤膜的有关操作，可以显著提高清洗的效率和质量。

Description

一种对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法

技术领域

本发明涉及一种对污水处理系统中的超滤膜进行自动清洗的方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

现有的污水回收再利用技术经过多年的发展，基本的工艺流程已经比较成熟。一般而言，污水处理系统可以分为三部分：分别是预处理单元、反渗透单元和电脱盐单元。其中预处理单元的作用在于使工业污水转换成较为清洁的中水，以便在反渗透单元中进行脱盐处理。超滤技术主要使用在预处理单元中。

超滤(Ultra Filtration，简称UF)是溶液在压力作用下，溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧，而高分子溶质或其它乳化胶束团被截留，实现从溶液中分离的目的。它的分离机理主要是靠物理的筛分作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附，在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止，而水和低分子物质通过膜。超滤膜比微滤膜孔径小，在0.7～7kg/cm²的压力下，可用于分离直径小于10μm的分子和微粒。它主要应用于生活污水、含油废水、纸浆废水、染料废水等废水处理。

在超滤技术中，发挥分离作用的核心是超滤膜。在长期使用之后，超滤膜的表面会逐渐形成凝胶层，使透过通量下降，当通量达到某一最低数值时，就需要进行冲洗，以保持一定的透过量，并能延长膜的使用寿命。如果超滤膜清洗不佳，会使膜的寿命缩短。

目前，对有机材料制成的超滤膜，通过在清洗时通过改变pH值和温度，膜孔会发生扩张，因此被堵塞在膜孔上和基材上的污染物可以完全清除，膜通量可以完全恢复。对于陶瓷膜和金属膜制成的超滤膜而言，不能通过改变pH值和温度来疏松膜孔，需采用强酸或强碱溶解或破坏污染物的方法来达到清洗的目的。

申请号为00129852.6的发明专利申请公开了一种用于处理回用印钞擦版废液超滤膜的清洗方法，该方法包括：用软水清洗；用pH值范围为1至5的酸液清洗；用软水清洗；和用pH值范围为10以上的碱液清洗。该方法操作方便，清洗效果好。但仍以手工操作为主，清洗效率不高。

申请号为95103432.4的发明专利申请公开了一种提高超滤膜分离效率的方法。该方法通过在中空纤维滤膜分离或浓缩物质的流程中增设一个可对膜面进行逆向冲洗的逆向清洗系统，从而较好地解决了原膜分离过程中产生的膜污染问题，使膜分离效率得到提高。但是，该方法利用透过液对膜面进行逆向清洗，对于受污染较重的超滤膜而言，清洗的力度可能不够，因此在实用性上仍受到一定制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对污水处理系统中使用的超滤膜进行自动清洗的方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法，所述污水处理系统包括预处理单元和反渗透单元，所述超滤膜位于所述预处理单元中，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(1)气洗：对超滤膜进行气洗；

(2)排水：将超滤设备内部的脏水排出；

(3)反洗处理：使清水从产水道向浓水道反向流动；

(4)正洗：按运行状态将超滤膜清洗干净；

(5)配药：清洗罐补水，对药剂进行混合，混合时间根据需要进行设定；

(6)注药：将用于清洗超滤膜的药剂注入超滤膜，并使所述药剂回流至清洗罐；

(7)循环清洗：首先使用所述药剂对浓水道及膜丝表面进行化学清洗，到达设定时间后，使所述药剂从产水道向浓水道流动，清洗堵塞在膜丝孔内的污物；

(8)清洗：用清水清洗所述超滤膜及清洗管路中存留的所述药剂；

(9)排水：步骤(8)的清洗步骤结束后，将管道及清洗罐内的清洗液排净，完成整个自动清洗过程。

其中，所述步骤(1)中，用于气洗的进气压力在0.1～0.2MPa之间。

所述步骤(3)中，打开氧化剂加入泵，加入氧化剂以进行氧化、杀菌。

步骤(8)所述的清洗环节分为三步，分别是排水：药剂清洗完毕后，将清洗罐内的药剂排空；补水：将清水补充到清洗罐内，补满后自动关阀；洗净：用清水清洗超滤膜及清洗管路中存留的药剂，回流至清洗罐。

在清洗过程中，对清洗液的pH值、温度和流量进行实时监控。

根据对所述清洗液的监控结果确定重复进行所述步骤(7)或步骤(8)的次数。

本发明所述的对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法简化了清洗超滤膜的有关操作，可以显著提高清洗的效率和质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为用于实施本发明所述方法的污水处理系统的整体结构示意图。

图2为本清洗超滤膜的方法所使用的超滤设备的基本结构示意图。

图3为本发明所述清洗超滤膜的方法的基本流程示意图。

具体实施方式

在现有的污水处理系统中，对超滤膜的清洗普遍采用人工进行清洗的方式，效率较低，操作也比较麻烦。因此，本发明提出一种针对超滤膜的自动清洗方法。下面对此具体展开说明。

图1所示为用于实施本发明所述方法的污水处理系统的整体结构示意图。在该污水处理系统中，基本的系统组成与现在普遍使用的污水处理系统差别不大，也是由预处理单元、反渗透单元和电脱盐单元三部分组成。其中，多介质滤器、超滤设备和活性炭过滤设备组成预处理单元。通过预处理单元，可以使污水的SDI值小于1。双级反渗透设备中的第一级可以实现脱盐率95％的目标，而第二级可以实现脱盐率90％的目标，因此，经过二级脱盐处理，污水中的盐分被去除掉99.5％。一般而言，对污水处理结果要求不太高的场合，经过双级反渗透处理之后的污水就可以达到使用要求了。如果需要将污水进一步提纯以制成高纯水，则需要进一步通过电脱盐单元进行处理。电脱盐单元通称为EDI单元，该单元利用电场对水中带电离子产生吸引迁移的作用，可以进一步脱除水中的极少量盐分。通过电脱盐单元，可以将污水最终加工成高纯水，此时水的电阻率将大于或等于12MΩ·cm。达到这一要求的纯水可以供生产线上直接使用。

在上述的污水处理系统中，预处理单元发挥着十分重要的作用。由于反渗透单元和电脱盐单元主要用于处理水中的盐分，因此送入这两个设备进行处理的水应该是基本除去盐类以外杂质的水。这里的除杂工作主要由预处理单元中的超滤设备来完成。

为了保证超滤设备的正常使用，需要定期对超滤设备中的超滤膜进行清洗。如图2所示，该图显示了本发明所使用的超滤设备的基本结构。该超滤设备的结构和内部组成都是现有技术所通用的，在此不详细说明。但与现有设备稍有不同的是，本超滤设备中所使用的阀门采用自动阀，由污水处理系统的中心控制器进行自动控制其开闭，以便于实现全自动清洗。

参照图3所示，本超滤膜自动清洗方法具体包括如下的步骤：

1.气洗：进气阀、浓排阀打开，对超滤膜进行气洗。

气洗的目的是用空气对膜丝进行吹扫，使附着在膜丝表面的污物脱落。进气压力通过减压阀控制在0.1～0.2MPa之间。

2.排水：浓排阀、下排阀打开，将超滤设备内部的脏水排出。

3.第一次反洗处理：打开反洗阀、浓排阀、超滤反洗泵、氧化剂加入泵，第一次反洗处理的目的是使清水从产水道(膜丝内部)向浓水道(膜丝外部)反向流动，从膜管的上部排出，将存在膜管内部的污物冲出，同时加入氧化剂进行氧化、杀菌。

4.第二次反洗处理：打开反洗阀、下排阀、超滤反洗泵、氧化剂加入泵，第二次反洗处理的目的是使清水从产水道(膜丝内部)向浓水道(膜丝外部)反向流动，从膜管的下部排出，将存在膜管内部的污物冲出，同时加入氧化剂进行氧化、杀菌。

5.正洗：正洗阀、浓排阀和超滤进水泵打开，按运行状态将超滤膜清洗干净。

6.配药：清洗罐补水，水补满后，循环阀打开，开启清洗泵，对药剂进行混合，混合时间根据需要进行设定。到达设定时间自动进入下一步。

7.注药：打开清洗进水阀、清洗回水阀1、清洗回水阀2和清洗泵，将用于清洗超滤膜的药剂注入超滤膜，并使之回流至清洗罐。到达设定时间自动进入下一步。

8.正向循环清洗：打开清洗进水阀1、清洗回水阀、清洗泵，使药剂对浓水道及膜丝表面进行化学清洗。时间根据需要进行设定。到达设定时间自动进入下一步。

9.反向循环清洗：打开清洗进水阀2、清洗回水阀、清洗泵，使药剂从产水道(膜丝内部)向浓水道(膜丝外部)流动，清洗堵塞在膜丝孔内的污物。时间根据需要进行设定。到达设定时间自动进入下一步。

需要说明的是，上述的正向循环清洗和反向循环清洗可以重复进行多次，其重复的次数可以根据实际清洗的需要加以确定。

10.排水：药剂清洗完毕后，将清洗罐内的药剂排空。到达设定时间自动进入下一步。

11.补水：将清水补充到清洗罐内，补水阀受罐内液位自动控制，补满后自动关阀，到达设定时间自动进入下一步。

12.洗净：打开清洗进水阀1、清洗回水阀、清洗泵，用清水清洗超滤膜及清洗管路中存留的药剂，回流至清洗罐。到达设定时间自动进入下一步。

上述步骤10、11、12组成一个清洗环节，用于清洗前述步骤所使用的化学药剂。因此，该清洗环节也可以重复多次，直至清洗干净为止。

13.排水：清洗结束，将管道及清洗罐内的清洗液排净，完成本次对超滤膜的清洗。

在上述的超滤膜清洗过程中，可以对清洗液进行实时监控，监控的内容主要包括清洗液的pH值；清洗液温度和清洗流量等。通过对清洗液pH值等参数的监控，可以随时了解超滤膜清洗的状况。根据清洗的状况可以调整上述循环清洗和清洗环节的重复次数，避免不必要的浪费。另外，上述的调整过程可以通过编制专门的计算机程序，由污水处理系统中的计算机自动完成。这是计算机领域技术人员能够轻易做到的，在此不予赘述。

以上对本发明所述的对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法进行了详细的说明。对于本领域的普通技术人员而言，本发明还有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，所附的权利要求将包括这些变形和变化。

Claims (4)

1.一种对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法，所述污水处理系统包括预处理单元和反渗透单元，所述超滤膜位于所述预处理单元中，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(1)气洗：对超滤膜进行气洗；

(2)排水：将超滤设备内部的脏水排出；

(3)反洗处理：使清水从产水道向浓水道反向流动；

(4)正洗：按运行状态将超滤膜清洗干净；

(5)配药：清洗罐补水，对药剂进行混合，混合时间根据需要进行设定；

(6)注药：将用于清洗超滤膜的药剂注入超滤膜，并使所述药剂回流至清洗罐；

(7)循环清洗：首先使用所述药剂对浓水道及膜丝表面进行化学清洗，到达设定时间后，使所述药剂从产水道向浓水道流动，清洗堵塞在膜丝孔内的污物；

(8)清洗：用清水清洗所述超滤膜及清洗管路中存留的所述药剂；

(9)排水：步骤(8)的清洗步骤结束后，将管道及清洗罐内的清洗液排净，完成整个自动清洗过程。

2.如权利要求1所述的对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，用于气洗的进气压力在0.1～0.2MPa之间。

3.如权利要求1所述的对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法，其特征在于：

在整个自动清洗过程中，对清洗液的pH值、温度和流量进行实时监控。

4.如权利要求1所述的对污水处理系统中超滤膜进行自动清洗的方法，其特征在于：

所述步骤(7)和步骤(8)分别根据需要重复多次。

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