CN101829505A - 一种中空纤维膜的化学清洗方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空纤维膜的化学清洗方法，步骤1)制备有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂；步骤2)采用复配的复合型化学清洗剂在线反冲洗中空纤维膜；还公开了一种中空纤维膜的化学清洗装置，设有复合型化学清洗剂储槽和包括反冲泵的反冲洗系统；储槽上部设有加注管、电磁阀以及放空阀。本发明可以有效保持膜生物反应器膜通量，且与膜生物反应器工艺运行特点匹配。解决了现有高浓度化学清洗方法存在的对系统中微生物冲击大、需要将膜组件吊出清洗等劳动强度大、运行难以管理的缺陷，可以将膜组件清洗系统与膜生物反应器设备集成，提高自动化控制水平。通过加入表面活性剂与调节系统pH值＞13，可以提高次氯酸钠溶液的稳定性。

Description

一种中空纤维膜的化学清洗方法及其装置

技术领域

本发明涉及清洗，尤其是涉及一种中空纤维膜的化学清洗方法及其装置。

背景技术

膜生物反应器的中空纤维膜的孔径小，在运行过程中容易被污染物堵塞，导致膜压上升，通量下降。必须采用清洗方法快速恢复膜通量。膜生物反应器目前常用的清洗方法中，化学清洗最为经济有效，成为目前膜生物反应器化学清洗的主要方式，但是，存在以下问题：

1)如果将膜组件整体吊出后离线用化学药剂浸泡清洗表面的污染物，需要起吊设备和专用的膜洗池，操作复杂、劳动强度大；而直接在反应器中进行浸泡清洗，消耗药剂量大，浪费严重，成本较高；

2)常用的化学清洗剂次氯酸钠化学性质不稳定，在常温条件下难以长期保存，只能由配套产业现配现用，不适合在配套产业相对落后、药剂采购不便的县城、农村应用，是制约分散式污水处理应用膜生物反应器的重要因素；

3)只是在膜材料污堵严重到系统无法稳定运行情况下才采用的一种快速恢复方法，化学清洗剂浓度高，对系统中微生物冲击大，会对膜材料造成损伤，而且不适用于日常维护与清洗。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是克服现有化学清洗方法的上述缺陷，提供一种中空纤维膜的化学清洗方法，可以有效保持膜生物反应器膜通量，且与膜生物反应器工艺运行特点匹配。

本发明所要解决的另一个技术问题是克服现有化学清洗方法的上述缺陷，提供一种中空纤维膜的化学清洗装置，可以有效保持膜生物反应器膜通量，且与膜生物反应器工艺运行特点匹配。

本发明的中空纤维膜的化学清洗方法通过以下技术方案予以实现。

这种中空纤维膜的化学清洗方法的特点是：

依次有以下步骤：

步骤1)制备有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂，所述复合型化学清洗剂的组分及其含量如下：

有效氯浓度10～13％工业用次氯酸钠     95.0～98.0％；

表面活性剂                           0.5～1.8％；

碱                                   余量。

工业用次氯酸钠中的有效氯成分可以灭活滋生在微滤膜表面的微生物；表面活性剂可以溶解并去除无机矿物质和盐类，溶出结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子，将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗；碱可以有效去除蛋白质污染，破坏凝胶层，使蛋白质从膜表面剥离，同时提高次氯酸钠溶液pH值，提高次氯酸钠溶液的稳定性。

步骤2)采用复配的复合型化学清洗剂在线反冲洗中空纤维膜，所述复配的复合型化学清洗剂是采用清洗中空纤维膜的出水稀释浓度为10～13％的复合型化学清洗剂至有效氯浓度为0.5～1.0％、pH值为7～8的复合型化学清洗剂。

本发明的中空纤维膜的化学清洗方法通过以下进一步的技术方案予以实现。

所述浓度为10～13％的复合型化学清洗剂的制备包括将有效氯浓度为10～13％的次氯酸钠溶液加入碱调节pH值＞13后，再加入表面活性剂0.5～1.8％。

所述碱是氢氧化钠，具体加入量根据工业次氯酸钠初始pH值而定，调节复合型化学清洗剂pH值＞13。

所述表面活性剂是十二烷基聚氧乙烯、硫酸钠、月桂基硫酸钠或月桂酸钠。

所述中空纤维膜是膜生物反应器内部的微滤膜。

所述在线反冲洗的频率由膜生物反应器内部的微滤膜内外压差情况具体调整，优选的频率为5～9日1次。

本发明的中空纤维膜的化学清洗装置通过以下技术方案予以实现。

这种中空纤维膜的化学清洗装置的特点是：

设有复合型化学清洗剂储槽和反冲洗系统。

所述复合型化学清洗剂储槽上部设有对接复合型化学清洗剂加注管道的加注管、电磁阀，以及复合型化学清洗剂储槽放空阀，分别用于复合型化学清洗剂的加注、放空，上部设计有盖板，防治电气原件被雨水淋湿损坏。

所述反冲洗系统包括反冲泵。

所述电磁阀采用PLC自动控制及手动控制，所述放空阀采用手动控制，所述反冲洗系统为PLC自动控制。

所述复合型化学清洗剂储槽浸没在清水区，由膜生物反应器出水维持其温度低于30℃。

所述复合型化学清洗剂储槽和反冲洗系统的操作包括以下步骤：

1)控制加剂泵与电磁阀开启；

2)加剂泵将复合型化学清洗剂储槽中的复合型化学清洗剂泵入清水区，加入量达到设定值后，控制加剂泵与电磁阀关闭；

3)采用反冲泵22反向将清水区中复配的复合型化学清洗剂泵入中空纤维膜组件内部，由内往外进行清洗；

4)加注复合型化学清洗剂。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明采用低浓度在线化学清洗的方式对膜生物反应器内部的中空纤维膜进行定期自动清洗，可以有效保持膜生物反应器膜通量，且与膜生物反应器工艺运行特点匹配。解决了现有高浓度化学清洗方法存在的对系统中微生物冲击大、需要将膜组件吊出清洗等劳动强度大、运行难以管理的缺陷，可以将膜组件清洗系统与膜生物反应器设备集成，提高自动化控制水平。而且，本发明通过加入表面活性剂与调节系统pH值为13，可提高次氯酸钠溶液的稳定性。初始有效氯浓度大于10％的复配复合型化学清洗剂放置2～3个月后有效氯浓度降低小于10％。

附图说明

附图是本发明具体实施方式的复合型化学清洗剂储槽的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种膜生物反应器微滤膜的化学清洗方法，依次有以下步骤：

步骤1)制备有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂，所述复合型化学清洗剂的组分及其含量如下：

有效氯浓度10～13％的工业用次氯酸钠    98.0％；

十二烷基聚氧乙烯                      1.8％；

氢氧化钠                              余量。

用氢氧化钠调节制备的有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂pH值＞13，根据购置的工业次氯酸钠初始pH值确定氢氧化钠的加入量；

步骤2)采用复配的复合型化学清洗剂在线反冲洗膜生物反应器内部的微滤膜，所述复配的复合型化学清洗剂是采用清洗膜生物反应器内部的微滤膜的出水稀释浓度为10～13％的复合型化学清洗剂至有效氯浓度为0.5％、pH值为7～8的复合型化学清洗剂。所述复配复合型化学清洗剂放置2～3个月后有效氯浓度仍然大于9％。

在线反冲洗的频率由膜生物反应器内部的微滤膜内外压差情况具体调整，优选的频率为5～9日1次。

一种膜生物反应器微滤膜的化学清洗装置安装在膜生物反应器16内部，设有如附图所示的带活动盖板15的复合型化学清洗剂储槽17和反冲洗系统。

复合型化学清洗剂储槽17浸没在清水区18，由膜生物反应器出水维持其温度低于30℃。其上部设有对接复合型化学清洗剂加注管道的加注管45、电磁阀12，以及复合型化学清洗剂储槽放空阀13，分别用于复合型化学清洗剂的加注、放空。电磁阀12采用PLC自动控制及手动控制，放空阀13采用手动控制。

反冲洗系统包括由PLC自动控制的反冲泵22、进水管41、出水管44以及出水管电磁阀11，与中空纤维膜组件的出水管33连接。

复合型化学清洗剂储槽17储槽及反冲洗系统的操作包括以下步骤：

1)通过PLC控制系统控制加剂泵21与电磁阀12开启；

2)加剂泵21将复合型化学清洗剂储槽17中的有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂通过加剂泵进水管42、加剂泵21以及出水管43泵入清水区18，加入量由电磁流量计14与PLC控制系统控制，加入量达到设定值后，PLC控制系统控制加剂泵21与电磁阀12关闭；

3)清水区18配备的有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂稀释为有效氯浓度为0.5％复合型化学清洗剂后，采用反冲泵22反向通过进水管41、出水管44以及出水管电磁阀11泵入中空纤维膜组件内部，由内往外进行清洗，消除沉积在膜表面的污染物，有效保持膜生物反应器的膜通量；

4)加注复合型化学清洗剂，是将复合型化学清洗剂加注管道与复合型化学清洗剂储槽加注管45对接，手动打开对接的电磁阀12以及与放空管46连接的复合型化学清洗剂储槽放空阀13；将复合型化学清洗剂通过加注管45、电磁阀12输入复合型化学清洗剂贮槽17，完成将复配的复合型化学清洗剂由外部储槽泵入复合型化学清洗剂储槽17内；当放空阀13有复合型化学清洗剂溢流时，依次停止复合型化学清洗剂加注、放空阀13、电磁阀12，拆除加注管道。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜的化学清洗方法，其特征在于：

依次有以下步骤：

步骤1)制备有效氯浓度为10～13％的复合型化学清洗剂，所述复合型化学清洗剂的组分及其含量如下：

有效氯浓度10～13％工业用次氯酸钠    95.0～98.0％；

表面活性剂                          0.5～1.8％；

碱                                  余量：

步骤2)采用复配的复合型化学清洗剂在线反冲洗中空纤维膜，所述复配的复合型化学清洗剂是采用清洗中空纤维膜的出水稀释浓度为10～13％的复合型化学清洗剂至有效氯浓度为0.5～1.0％、pH值为7～8的复合型化学清洗剂。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜的化学清洗方法，其特征在于：

所述浓度为10～13％的复合型化学清洗剂的制备包括将有效氯浓度为10～13％的次氯酸钠溶液加入碱调节pH值＞13后，再加入表面活性剂0.5～1.8％。

3.根据权利要求1或2所述的中空纤维膜的化学清洗方法，其特征在于：

所述碱是氢氧化钠，具体加入量根据工业次氯酸钠初始pH值而定，调节复合型化学清洗剂pH值＞13。

4.根据权利要求3所述的中空纤维膜的化学清洗方法，其特征在于：

所述表面活性剂是十二烷基聚氧乙烯、硫酸钠、月桂基硫酸钠或月桂酸钠。

5.根据权利要求4所述的，其特征在于：

所述中空纤维膜是膜生物反应器内部的微滤膜。

6.根据权利要求5所述的中空纤维膜的化学清洗方法，其特征在于：

所述在线反冲洗的频率由膜生物反应器内部的微滤膜内外压差情况具体调整。

7.一种中空纤维膜的化学清洗装置，其特征在于：

设有复合型化学清洗剂储槽和反冲洗系统；

所述复合型化学清洗剂储槽上部设有对接复合型化学清洗剂加注管道的加注管、电磁阀，以及复合型化学清洗剂储槽放空阀；

所述反冲洗系统包括反冲泵。

8.根据权利要求7所述的中空纤维膜的化学清洗装置，其特征在于：

所述电磁阀采用PLC自动控制及手动控制，所述放空阀采用手动控制，所述反冲洗系统为PLC自动控制。

9.根据权利要求8所述的中空纤维膜的化学清洗装置，其特征在于：

所述复合型化学清洗剂储槽浸没在清水区，由膜生物反应器出水维持其温度低于30℃。

10.根据权利要求9所述的中空纤维膜的化学清洗装置，其特征在于：

所述复合型化学清洗剂储槽和反冲洗系统的操作包括以下步骤：

1)控制加剂泵与电磁阀开启；

2)加剂泵将复合型化学清洗剂储槽中的复合型化学清洗剂泵入清水区，加入量达到设定值后，控制加剂泵与电磁阀关闭；

3)采用反冲泵反向将清水区中复配的复合型化学清洗剂泵入中空纤维膜组件内部，由内往外进行清洗；

4)加注复合型化学清洗剂。

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