CN108176229B - 水处理中超滤滤芯污染控制方法 - Google Patents

水处理中超滤滤芯污染控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水处理中超滤滤芯污染控制方法，涉及对用水进行净化处理领域，是在现有的反渗透净水工艺中，增加了预处理流程，同时改进了超滤滤芯的清洗方法；预处理是在机械过滤装置前加装了絮凝装置，而超滤滤芯的清洗方法具体为一种物化联合冲洗方法，即依次使用碱洗法、酸洗法和氧化剂清洗法，碱洗法是利用强碱中的氢氧化钠正向反向冲洗滤芯去除有机杂质和油腻；酸洗法是利用盐酸来去除水中的无机杂质，氧化剂清洗法是为了杀菌和去除污垢。该方法在现有技术基础上延长了超滤滤芯的使用寿命，使产水水质提高，避免了水资源的浪费，同时也产生了较大的经济效益。

Description

水处理中超滤滤芯污染控制方法
技术领域
本发明涉及水处理领域中滤芯的污染控制领域，具体为一种水处理中超滤滤芯污染控制方法，适用于所有采用超滤滤芯的水厂中，对超滤滤芯的污染和防治。
背景技术
多数水厂采用的是国际先进的反渗透工艺，具体工艺如图1所示，反渗透装置是整个工艺的心脏，直接影响产水量和水质，超滤装置是工艺的大脑，负责反渗透进水。有的水厂在运行时间长了以后，产水量和产水水质都有所下降。如果采用更换超滤滤芯的办法，一根中空纤维超滤滤芯的价格大约是1万元，若有100根滤芯，更换费用需要100万左右。超滤滤芯能有效地分离去除水中的微生物、无机颗粒和有机物质等,但由于滤芯表面极易形成泥饼层，引起滤芯污染，减少膜通量，导致需要更为频繁的反冲洗及减少膜的寿命，并导致反渗透进水不足，产水下降，从而增加了运行和经营成本，膜过滤工艺的最终目标是要实现最低能耗下的高膜通量，因此如何控制水处理工艺的超滤膜污染，并提出相应的防制措施成为现阶段需要解决的主要问题。
发明内容
本发明为了解决水处理工艺中的超滤膜污染问题，提供了一种水处理中超滤滤芯污染控制方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种水处理中超滤滤芯污染控制方法，包括水过滤前的预处理和污染后的膜冲洗；所述预处理是在机械过滤器前增设絮凝装置，所述絮凝装置内采用絮凝剂对原水进行处理；所述膜冲洗是采用与反渗透装置并列设置的清洗水箱，所述清洗水箱与超滤装置的清洗泵入口连接，并采用物化联合冲洗方法，具体清洗步骤如下：
一、配制清洗液
①准备配液所需化学药品和器具，所述化学药品包括：氢氧化钠NaOH、盐酸HCl、次氯酸钠NaClO或双氧水H2O2，所述器具包括pH检测装置；化学药品纯度级别为分析纯；
②配置多种清洗液
a.碱性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入NaOH并搅拌均匀，用pH检测装置调节到pH=11即停止加药；
b.酸性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入盐酸并搅拌均匀，用pH检测装置调节到pH=2即停止加药；
c.氧化剂清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入NaClO并搅拌均匀，浓度为0.5%；或者配制浓度为2%的H2O2溶液；
二、清洗
A.碱洗，包括如下步骤：
①开启超滤装置排水阀，把滤芯组件内的水位降至中上位置；
②关闭超滤清洗泵出口阀，全开超滤清洗泵入口阀，开启超滤清洗泵，使清洗水箱内的清洗液流入超滤装置；
③调节超滤清洗泵，使反洗进水压力＜0.15Mpa，防止压力过大造成膜破裂；
④监测清洗液的pH值，使其保持在10.5~11.5，若pH＜10.5，则继续加入NaOH；
⑤观察回到清洗水箱的清洗液状况，观察清洗液颜色是否发黄或者出现泡沫；
⑥循环半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑦放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗碱液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性后执行酸洗；
B.酸洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④监测清洗液的pH值，使其保持在1.5~2.5，若pH＞2.5，则继续加入盐酸；
⑤循环清洗，边清洗边观察，观察回到清洗水箱的清洗液状况，观察清洗液颜色是否发黄或者出现泡沫；
⑥放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗酸液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性后执行氧化剂清洗；
C.氧化剂清洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④循环清洗半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑤检验清洗液的菌落总数指标和大肠肝菌数目指标，判定清洗效果；
⑥将超滤装置和清洗水箱内的清洗液排净，再向清洗水箱中加入干净纯水或RO产水，开启清洗泵，对系统进行反向冲洗，冲洗次数不少于3次，直至将装置内清洗液和污染物冲洗干净为止，即出水呈中性，同时菌落总数和大肠肝菌均为零，则清洗结束。
本发明是针对超滤滤芯的污染所提出的污染控制方法，预处理是在水进入过滤设备以前进行的预先过滤，采用絮凝沉淀法，其选用絮凝剂配制成水溶液加入水处理工艺中，便会产生压缩双电层，使水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除水中的大量悬浮物，以达到水预处理的效果。
但更重要的是：在超滤滤芯被污染后，对于超滤滤芯中的膜组件进行定期清洗可在很大程度上恢复膜通量，延长超滤膜的使用寿命，膜的清洗一般包括物理冲洗、化学冲洗、物化联合冲洗，但物理冲洗清洗效果不能持久，单独进行水反冲洗不能有效去除膜面的阻垢层；化学清洗是利用化学试剂和沉积物、污垢、腐蚀产物及影响通量速率和产水水质的其他污染物的反应去除滤芯上的污染物。进行化学清洗时，水温、加药量及清洗时间是决定清洗效果的重要因素，再者，化学药剂的残留问题也是我们必需考虑到的；因此在做化学清洗前后，我们务必一定要用干净的清水冲洗每支超滤组件；在进行化学清洗时我们还注意到单一的化学清洗液对复杂的污染物没有效果，我们采用了三种化学试剂：①酸洗法：配制pH=2的酸溶液，有效地去除无机杂质。②碱洗法：配制pH=12的碱溶液，有效地去除有机杂质和油脂。③氧化性清洗剂清洗法：配制2%H2O2溶液或者0.5%NaCLO水溶液，此洗液能有效地去除污垢，又能杀灭细菌。化学清洗液通过物理手段注入超滤装置内，与污染物反应，只有将物理和化学清洗方法结合使用才可以有效提高清洗效果；可以利用超滤装置本身的配套装置超滤清洗泵对超滤滤芯实行物化联合冲洗，并按照上面的步骤进行。
优选的，絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM，该种絮凝剂经过实践表明投加絮凝剂后能大大降低膜污染，增加膜能量，比投加活性炭更加有效。
优选的，在配置清洗液的过程中使用加药循环泵，这样可防止未溶解的氢氧化钠进入系统内导致局部pH值超标，造成滤芯损坏。
优选的，检测pH值的工具可以为pH计或者pH试纸。
每配一种清洗液前，都要放空清洗水箱并用RO产水对清洗水箱进行反复冲洗，严禁各种化学药品发生反应，降低药效，造成事故。而且配制过程中要注意：始终正确佩戴好防护手套、防护面罩，防止化学药品对人体造成伤害。
本发明根据污染物性质不同，采用相应的化学清洗液对超滤滤芯进行清洗，采用物理化学相结合的清洗方式，并采用正向和变向清洗，清洗效果大大提高；产品水质的提高，避免了水资源浪费，同时也产生了较大的经济效益：节省了膜更换费用，也提高了产水量，与现有技术相比，有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为现有技术中反渗透过滤工艺流程图。
图2为增加了本发明的反渗透过滤工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
在有下列情形之一发生时需要对超滤滤芯进行清洗：
1.在正常压力下产水流量降至正常值的15-20%；
2.正常的产水流量，给水压力增加了10-15%；
3.产品水质下降，细菌增加10%；
4.使用压力增加了10-15%。
一种水处理中超滤滤芯污染控制方法，包括水过滤前的预处理和污染后的膜冲洗；如图2所示，所述预处理是在机械过滤器前增设絮凝装置，所述絮凝装置内采用絮凝剂对原水进行处理；所述膜冲洗是采用与反渗透装置并列设置的清洗水箱，所述清洗水箱与超滤装置的清洗泵入口连接，并采用物化联合冲洗方法，具体清洗步骤如下：
一、配制清洗液
①准备配液所需化学药品、器具和防护用品，所述化学药品包括：氢氧化钠NaOH、盐酸HCl、次氯酸钠NaClO或双氧水H2O2，所述器具包括pH检测装置；化学药品纯度级别为分析纯；
②配置多种清洗液
a.碱性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，缓慢倒入NaOH并搅拌，防止溅射，使NaOH充分溶解均匀，用pH检测装置调节到pH=11即停止加药；
b.酸性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，缓慢倒入盐酸并搅拌，防止溅射，使盐酸充分溶解均匀，用pH检测装置调节到pH=2即停止加药；
c.氧化剂清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，缓慢倒入NaClO并搅拌，防止溅射，使次氯酸钠充分溶解均匀，浓度为0.5%；或者配制浓度为2%的H2O2溶液；
二、清洗
A.碱洗，包括如下步骤：
①开启超滤装置排水阀，把滤芯组件内的水位降至中上位置；
②关闭超滤清洗泵出口阀，全开超滤清洗泵入口阀，开启清洗泵，使清洗水箱内的清洗液流入超滤装置；
③调节超滤清洗泵，使反洗进水压力＜0.15Mpa，防止压力过大造成膜破裂；
④监测清洗液的pH值，使其保持在10.5~11.5，若pH＜10.5，则继续加入NaOH；
⑤观察回到清洗水箱的清洗液，看清洗液颜色是否发黄、变深并出现大量泡沫，当清洗液颜色发黄、变深并出现大量泡沫时，表明清洗效果较好；
⑥循环半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑦放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗碱液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性才可执行酸洗；
B.酸洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④监测清洗液的pH值，使其保持在1.5~2.5，若pH＞2.5，则继续加入盐酸；
⑤循环清洗，边清洗边观察，观察回到清洗水箱的清洗液，看清洗液颜色是否发黄、变深并出现大量泡沫；当清洗液颜色发黄、变深并出现大量泡沫时，表明清洗效果较好；
⑥放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗酸液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性才可执行氧化剂清洗；
C.氧化剂清洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④循环清洗半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑤检验清洗液的菌落总数指标和大肠肝菌数目指标，判定清洗效果；
⑥将超滤装置和清洗水箱内的清洗液排净，再向清洗水箱中加入干净纯水或RO产水，开启清洗泵，对系统进行反向冲洗，冲洗次数不少于3次，直至将装置内清洗液和污染物冲洗干净为止，即出水呈中性，同时菌落总数和大肠肝菌均为零，则清洗结束。
本实施例中采用了优选方案，絮凝剂采用聚丙烯酰胺，配置清洗液的过程中使用加药循环泵；pH检测装置为pH试纸。
因此具体操作为：利用超滤装置本身的配套装置超滤清洗泵，按照清洗步骤进行超滤滤芯的清洗。需要特别注意的是：一、化学清洗的频次越高，对滤芯的损伤越大，会严重影响滤芯的使用寿命，所以一定要掌握好滤芯的化学清洗频率，这个依据就是超滤产水水质和超滤透水通量以及使用压力；二、每步化学清洗之后，必须将超滤装置和清洗水箱内的清洗液排净，再向清洗水箱中加入干净纯水或RO产水，开启清洗泵，对系统进行反向冲洗，不得少于3次，直至将装置内清洗液和污染物冲洗干净为止（出水呈中性）。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水处理中超滤滤芯污染控制方法，包括水过滤前的预处理和污染后的膜冲洗；其特征在于：所述预处理是在机械过滤器前增设絮凝装置，所述絮凝装置内采用絮凝剂对原水进行处理；所述膜冲洗是采用与反渗透装置并列设置的清洗水箱，所述清洗水箱与超滤装置的清洗泵入口连接，并采用物化联合冲洗方法，具体清洗步骤如下：
一、配制清洗液
①准备配液所需化学药品和器具，所述化学药品包括：氢氧化钠NaOH、盐酸HCl、次氯酸钠NaClO或双氧水H2O2，所述器具包括pH检测装置；化学药品纯度级别为分析纯；
②配置多种清洗液
a.碱性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入NaOH并搅拌均匀，用pH检测装置调节到pH=11即停止加药；
b.酸性清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入盐酸并搅拌均匀，用pH检测装置调节到pH=2即停止加药；
c.氧化剂清洗液：往清洗水箱内注入RO产水，注入到水箱4/5处，倒入NaClO并搅拌均匀，浓度为0.5%；或者配制浓度为2%的H2O2溶液；
二、清洗
A.碱洗，包括如下步骤：
①开启超滤装置排水阀，把滤芯组件内的水位降至中上位置；
②关闭超滤清洗泵出口阀，全开超滤清洗泵入口阀，开启超滤清洗泵，使清洗水箱内的清洗液流入超滤装置；
③调节超滤清洗泵，使反洗进水压力＜0.15Mpa，防止压力过大造成膜破裂；
④监测清洗液的pH值，使其保持在10.5~11.5，若pH＜10.5，则继续加入NaOH；
⑤观察回到清洗水箱的清洗液状况，观察清洗液颜色是否发黄或者出现泡沫；
⑥循环半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑦放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗碱液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性后执行酸洗；
B.酸洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④监测清洗液的pH值，使其保持在1.5~2.5，若pH＞2.5，则继续加入盐酸；
⑤循环清洗，边清洗边观察，观察回到清洗水箱的清洗液状况，观察清洗液颜色是否发黄或者出现泡沫；
⑥放空清洗水箱内的清洗液，并用RO产水清洗清洗水箱，再往清洗水箱中注入RO产水，用清水冲洗酸液清洗过的超滤滤芯；直至清洗水箱内的液体pH值呈中性后执行氧化剂清洗；
C.氧化剂清洗，包括如下步骤：①~③步骤与碱洗相同；
④循环清洗半小时后，停机浸泡1小时，重复3次；
⑤检验清洗液的菌落总数指标和大肠肝菌数目指标，判定清洗效果；
⑥将超滤装置和清洗水箱内的清洗液排净，再向清洗水箱中加入干净纯水或RO产水，开启清洗泵，对系统进行反向冲洗，冲洗次数不少于3次，直至将装置内清洗液和污染物冲洗干净为止，即出水呈中性，同时菌落总数和大肠肝菌均为零，则清洗结束。
2.根据权利要求1所述的水处理中超滤滤芯污染控制方法，其特征在于：所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的水处理中超滤滤芯污染控制方法，其特征在于：在配置清洗液的过程中使用加药循环泵。
4.根据权利要求1所述的水处理中超滤滤芯污染控制方法，其特征在于：所述pH检测装置为pH试纸或者pH计。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Lian You

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