CN109499378A - 一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法 - Google Patents

一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，包括以下步骤：先通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗，再通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗，该方法能够实现对中空纤维超滤膜有机污堵的清洗，并且清洗效果好，操作简单，成本低。

Description

一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法
技术领域
本发明属于膜清洗技术领，涉及一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法。
背景技术
超滤是一种筛孔分离技术，超滤膜有一定大小和形状的孔，在压力的作用下，溶剂水和小的溶质离子从原液侧透过膜到产水侧，而大分子及微粒组分被膜阻挡。通常超滤膜的孔径为0.01μm。利用超滤膜能够分离固液的特性，可以除去液体中细菌、微生物、胶体、悬浮物固体及高分子化合物的固体离子。超滤膜具有分离精度高、占地省、自动化程度高、出水水质优良等优点，目前已广泛应用于反渗透预处理、饮用水处理、中水回用以及污水处理等领域。
超滤膜在截留水中的颗粒杂质、胶体物质以及细菌和病毒等微生物过程中，不可避免的会产生膜污染，造成超滤系统出力下降，膜压差增加，从而提高运行费用和制水成本。天然有机物(NOM)是导致超滤污染的最主要的因素。天然有机物是一种具有不同分子量和官能团的均匀混合性物质，主要是指动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物，主要由腐殖质(腐殖酸、富里酸)组成，腐殖质是主要含有羧基与酚醛基的芳香族与脂肪族有机物组成。NOM在水体中的存在形态主要有可溶态和悬浮态，是造成色度、异臭味、配水管腐蚀和沉淀物的原因，并为微生物的生命活动提供碳源，致使系统内微生物大量繁殖,这些微生物的代谢物质(主要为胞外聚合物)将形成一种黏稠状的污染物质黏附在膜表面,加剧超滤膜的有机污堵。因此，超滤膜有机污堵的同时通常伴随着微生物的滋生。
目前，工程实践过程中针对超滤膜有机污堵通常采用杀菌剂—次氯酸钠在碱性条件下进行在线清洗，可以去除膜系统内的微生物，但不能去除膜表面因有机物积累产生的凝胶层，清洗后膜通量和压差难以恢复，膜有机污染的累积会造成清洗次数的大量增加，使得膜系统的性能明显下降。因此亟待提出更合理的清洗药剂和方式有效来解决超滤膜有机污堵，有望确保系统的运行经济性与安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，该方法能够实现对中空纤维超滤膜有机污堵的清洗，并且清洗效果好，操作简单，成本低。
为达到上述目的，本发明所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法包括以下步骤：先通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗，再通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗。
通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
11)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入表面活性剂，搅拌均匀后，使得化学清洗水箱中溶液的pH值为11-12；
12)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，然后开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，再关闭超滤反洗排水阀；
13)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
14)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
步骤12)中，在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
21)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入杀菌剂，再搅拌均匀；
22)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，再开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，然后关闭超滤反洗排水阀；
23)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
24)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
杀菌剂为H2O2、NaClO与NaOH的混合物或高锰酸钾与HCI的混合物。
当杀菌剂为H2O2时，向化学清洗水箱中加入H2O2后，化学清洗水箱内溶液中H2O2的质量浓度为1％。
当杀菌剂为NaClO与NaOH的混合物时，向化学清洗水箱中加入NaClO与NaOH的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为10-11；
在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
当杀菌剂为高锰酸钾与HCI的混合物时，向化学清洗水箱中加入高锰酸钾与HCI的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为2-3；
在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充HCI。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法在具体操作时，采用两步法以实现对中空纤维超滤膜有机污堵的清洗，具体的，先通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜有机污堵进行清洗，然后通过杀菌剂对中空纤维超滤膜有机污堵进行清洗，以实现中空纤维超滤膜有机污堵的清洗，清洗效果好，操作简单，成本低，解决了超滤膜有机污堵化学清洗恢复率低及制水周期短等问题。另外，需要说明的是，本发明不仅可有效去除膜丝表面因有机污染物沉积形成的凝胶污染层及膜孔堵塞物，还可以清除高有机物条件下超滤系统滋生的微生物，对有机物、微生物均有良好的清洗效果，可恢复超滤膜通量、跨膜压差，延长制水周期，同时可以降低清洗频率。另外，本发明中的清洗剂不含磷，生物降解性好，对环境的二次污染较少。
附图说明
图1为清洗前中空纤维超滤膜的示意图；
图2为清洗后中空纤维超滤膜的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法包括以下步骤：先通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗，再通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗。
通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
11)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入表面活性剂，搅拌均匀后，使得化学清洗水箱中溶液的pH值为11-12；
12)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，然后开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，再关闭超滤反洗排水阀；
13)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
14)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
步骤12)中，在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
21)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入杀菌剂，再搅拌均匀；
22)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，再开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，然后关闭超滤反洗排水阀；
23)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
24)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
其中，杀菌剂为H2O2、NaClO与NaOH的混合物或高锰酸钾与HCI的混合物。
具体的，当杀菌剂为H2O2时，向化学清洗水箱中加入H2O2后，化学清洗水箱内溶液中H2O2的质量浓度为1％。
当杀菌剂为NaClO与NaOH的混合物时，向化学清洗水箱中加入NaClO与NaOH的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为10-11；在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
当杀菌剂为高锰酸钾与HCI的混合物时，向化学清洗水箱中加入高锰酸钾与HCI的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为2-3；在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充HCI。
实施例
某电厂采用污水处理厂的二级污水作为生产水源，采用曝气生物池和超滤膜对二级污水进一步处理，系统运行过程中出现跨膜压差升高，常规酸碱的化学清洗效率低，出力下降明显等问题，取超滤膜丝进行深入分析。分析结果表明，膜表面污染层是由底部较为致密的污染层和上面附着的颗粒物组成，污染物质中C、N、O三种元素的质量分数达到96％以上。
图1为清洗前超滤膜的示意图，图2为经本发明清洗后超滤膜的示意图，化学清洗后，超滤膜的产水通量及跨膜压差得以恢复，超滤系统恢复了正常的运行性能。

Claims (8)

1.一种中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：先通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗，再通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗。
2.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，通过表面活性剂及NaOH对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
11)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入表面活性剂，搅拌均匀后，使得化学清洗水箱中溶液的pH值为11-12；
12)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，然后开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，再关闭超滤反洗排水阀；
13)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
14)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
3.根据权利要求2所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，步骤12)中，在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
4.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，通过杀菌剂对中空纤维超滤膜进行清洗的具体操作为：
21)向化学清洗水箱加入水，再将化学清洗水箱中水加热至25℃～35℃，然后向化学清洗水箱中加入杀菌剂，再搅拌均匀；
22)将中空纤维超滤膜放置到化学清洗水箱中，并开启化学清洗箱出口阀、清洗泵出口阀、清洗保安过滤器出口阀、超滤化学清洗进口阀、清洗液产水回流阀及化学清洗水箱进液阀，再启动超滤清洗水泵，通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h，再开启超滤反洗排水阀排空超滤膜系统内存水，然后关闭超滤反洗排水阀；
23)开启罗茨风机，通过罗茨风机输出的风对中空纤维超滤膜进行空气擦洗30s-60s，然后关闭罗茨风机；
24)打开超滤装置冲洗进水阀及清洗水泵，通过清洗水泵输出的清水对中空纤维超滤膜进行冲洗，并将冲洗后的水排出化学清洗水箱。
5.根据权利要求4所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，杀菌剂为H2O2、NaClO与NaOH的混合物或高锰酸钾与HCI的混合物。
6.根据权利要求5所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，当杀菌剂为H2O2时，向化学清洗水箱中加入H2O2后，化学清洗水箱内溶液中H2O2的质量浓度为1％。
7.根据权利要求5所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，当杀菌剂为NaClO与NaOH的混合物时，向化学清洗水箱中加入NaClO与NaOH的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为10-11；
在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充NaOH。
8.根据权利要求5所述的中空纤维超滤膜有机污堵的清洗方法，其特征在于，当杀菌剂为高锰酸钾与HCI的混合物时，向化学清洗水箱中加入高锰酸钾与HCI的混合物后，化学清洗水箱中溶液的pH值为2-3；
在通过超滤清洗水泵使得化学清洗水箱中的水对中空纤维超滤膜进行循环清洗2h-4h，然后关闭超滤清洗水泵及超滤膜清洗进水阀，将中空纤维超滤膜浸泡3h～6h的过程中，当化学清洗水箱中水的pH值下降0.5以上时，则向化学清洗水箱内的水中补充HCI。
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