CN110871034B - 一种mbr板式膜清洗药剂及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MBR板式膜清洗药剂，其包括碱性清洗药剂和/或酸性清洗药剂，所述清洗药剂能够高效去除残留在超滤膜表面和膜孔内的各类污染物；本发明还提供了一种MBR板式膜清洗方法，通过错流循环的方式将所述清洗药剂打入板式膜内部，随后静置曝气擦洗后，将膜内残余的清洗药剂进行回收，一方面能够克服现有板式膜化学清洗不均匀、药剂无法回收的缺点，另一方面又有效提高了化学清洗强度和化学清洗后模性能恢复率，延长了MBR板式膜系统的化学清洗周期和使用寿命。

Description

一种MBR板式膜清洗药剂及清洗方法

技术领域

本发明属于有机超滤膜处理污水技术领域，具体涉及一种MBR板式膜清洗药剂及在线循环清洗方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人口的急剧增加，中国水资源问题也日趋严重。提高水环境质量，是我们的当务之急。我国的污水处理一般采用膜生物反应器(MBR)技术，因其具有出水品质高、结构稳定和操作简便等特征，被广泛应用于市政用水和工业废水的回用领域，是最有市场前景的废水处理技术之一，而MBR板式膜是MBR技术重要的方式之一，板式超滤膜是其中使用的关键。

然而在超滤膜使用过程中，与膜孔径相当的颗粒物会堵塞膜孔，较大的颗粒物也会在膜表面发生富集，形成污染，从而降低超滤膜的通量，增加跨膜压力，从而影响到MBR的正常运行。此时，就需要对其进行常规的物理和化学清洗。由于板式膜特殊的结构，造成其不能采用类似帘式膜一样的反冲洗手段，常规方法中只能通过在线化学清洗，通过重力作用或低压力将化学清洗液通过产水口加入到膜组件内部，然后通过静置过程，在浓度差的作用下，化学清洗液从膜的内部流出到膜外，从而实现化学清洗的作用。但是，通过这种方式，一方面化学清洗液在膜组件内部分布不均匀，化学清洗液进入位置(产水口)的浓度较大，而底部的浓度因稀释而降低，造成膜的化学清洗程度也不均匀，久而久之必造成板式膜产水性能的下降；另一方面，在静置过程，化学清洗液大部分仍存留在膜组件内部，在化学清洗之后化学清洗液进入到MBR后的产水池中，造成浪费也会污染后续的产水池。

因此，急需开发一种可以有效清洗MBR板式膜的清洗药剂及在线清洗方法，可以将化学清洗液循环利用，从而实现节约成本、降低污染的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种MBR板式膜清洗药剂及清洗方法。本发明提供的清洗药剂包含碱性清洗药剂和/或酸性清洗药剂，能够高效去除残留在超滤膜表面和膜孔内的各类污染物；本发明的在线清洗方法通过错流循环的方式将清洗药剂打入板式膜内部，随后静置曝气擦洗后，将膜内残余的清洗药剂进行回收，一方面能够克服现有板式膜化学清洗不均匀、药剂无法回收的缺点，另一方面又有效提高了化学清洗强度和化学清洗后模性能恢复率，延长了MBR板式膜系统的化学清洗周期和使用寿命。

为此，本发明第一方面提供了一种MBR板式膜清洗药剂，其包括碱性清洗药剂和/或酸性清洗药剂。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗药剂，所述碱性清洗药剂包括表面活性剂、氧化剂、碱性调节剂和水。

在本发明的一些具体实施方式中，所述碱性清洗药剂中，表面活性剂的含量为0.02-0.2wt％，优选0.05-0.1wt％，所述氧化剂的含量为0.02％-1％，优选0.05％-0.5％。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗药剂，所述碱性清洗药剂的pH值为10-12。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱性清洗药剂的pH值为10.5-11.5。

在本发明的一些具体实施方式中，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、、月桂醇硫酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、单月桂基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述氧化剂包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸钾、次氯酸中的至少一种；

根据本发明的优选实施例，所述碱性调节剂包括碳酸钠、磷酸三钠和氢氧化钠中的至少一种。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗药剂，所述酸性清洗药剂包括吸附剂、金属螯合剂、亚硫酸盐、酸性调节剂和水。

在本发明的一些具体实施方式中，所述酸性清洗药剂中，所述吸附剂的含量为0.02-0.2wt％，优选0.05-0.1wt％；所述金属螯合剂的含量为0.1-3.0wt％，优选0.5-2wt％；所述亚硫酸盐的含量为0.2-2.5wt％，优选0.4-1.5wt％。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗药剂，所述酸性清洗药剂的pH值为2-4，优选2-3。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述吸附剂包括活性炭、活性氧化铝、聚丙烯酰胺中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施例中，所述金属螯合剂包括乙二胺四乙酸四钠、三聚磷酸钠、、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施例中，所述亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸钾中的至少一种

在本发明的一些具体实施方式中，所述酸性调节剂包含柠檬酸、草酸和乙二酸中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱性清洗药剂和酸性清洗药剂中的水为MBR板式膜的产水。

本发明第二方面提供了一种MBR板式膜清洗方法，其包括以下步骤：

S1，配制MBR板式膜清洗药剂，其包括碱性清洗药剂和/或酸性清洗药剂；

S2，向待清洗的MBR板式膜组件内通入步骤S1配制的碱性清洗药剂或酸性清洗药剂，置换出MBR板式膜组件内的水；

S3，将MBR板式膜组件内的清洗药剂回流至清洗药剂储罐，以使清洗药剂在清洗药剂储罐和MBR板式膜组件之间循环流动；

S4，停止向所述MBR板式膜组件内通入清洗药剂；

S5，将MBR板式膜组件内的清洗药剂回收至清洗药剂储罐，恢复MBR板式膜组件产水；

S6，任选地，重复步骤S2-S5。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述碱性清洗药剂包括表面活性剂、氧化剂、碱性调节剂和水。

在本发明的一些具体实施方式中，所述碱性清洗药剂中，表面活性剂的含量为0.02-0.2wt％，优选0.05-0.1wt％，所述氧化剂的含量为0.02％-1％，优选0.05％-0.5％。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述碱性清洗药剂的pH值为10-12。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱性清洗药剂的pH值为10.5-11.5。

在本发明的一些具体实施方式中，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、、月桂醇硫酸钠、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、单月桂基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述氧化剂包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸钾、次氯酸中的至少一种；

根据本发明的优选实施例，所述碱性调节剂包括碳酸钠、磷酸三钠和氢氧化钠中的至少一种。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述酸性清洗药剂包括吸附剂、金属螯合剂、亚硫酸盐、酸性调节剂和水。

在本发明的一些具体实施方式中，所述酸性清洗药剂中，所述吸附剂的含量为0.02-0.2wt％，优选0.05-0.1wt％；所述金属螯合剂的含量为0.1-3.0wt％，优选0.5-2wt％；所述亚硫酸盐的含量为0.2-2.5wt％，优选0.4-1.5wt％。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述酸性清洗药剂的pH值为2-4，优选2-3。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述吸附剂包括活性炭、活性氧化铝、聚丙烯酰胺中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施例中，所述金属螯合剂包括乙二胺四乙酸四钠、三聚磷酸钠、、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施例中，所述亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸钾中的至少一种

在本发明的一些具体实施方式中，所述酸性调节剂包含柠檬酸、草酸和乙二酸中的至少一种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱性清洗药剂和酸性清洗药剂中的水为MBR板式膜的产水。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述方法还包括在步骤S2之前的步骤S11：停止MBR板式膜组件产水，并静置5-20分钟。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述步骤S2可按照如下方式进行：开启MBR板式膜组件上的进水和出水阀门，通过加药泵将清洗药剂储罐内的碱性清洗药剂或酸性清洗药剂泵送至MBR板式膜组件中，此时，通过清洗药剂置换出MBR板式膜组件内的水。

对MBR板式膜组件内的水置换完全后，进行步骤S3。根据本发明的具体实施例，优选步骤S2的操作时间为10-60s。

根据本发明的优选实施方式，所述步骤S3中，将MBR板式膜组件内的清洗药剂回流至清洗药剂储罐，清洗药剂在清洗过板式膜后又回到储罐中，使清洗药剂在清洗药剂储罐、加药泵、管道和MBR板式膜组件之间循环的循环流动，从而实现对MBR板式膜的循环清洗。

根据本发明的具体实施例，所述循环的时间为10-30分钟。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，所述清洗药剂在膜内部为错流方式流过。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤S3中，在循环过程中，通过加药管道上的pH计检测通入所述MBR板式膜组件内的清洗药剂的pH值，并通过补充所述清洗药剂原液使循环清洗药剂的pH值稳定在设定范围内。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤S3中，在循环过程中，保持加药流量和回水流量相同，保持管道内部压力维持在0.01MPa之内。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤S4中，停止通入清洗药剂后，优选静置1-4小时。

根据本发明的优选实施例，停止MBR板式膜组件产水时，停止曝气，并在步骤S4结束后，开启曝气。

根据本发明所述的MBR板式膜清洗方法，通过运行时间确定清洗频率，清洗频率为每1-2周对MBR板式膜组件清洗一次。

在本发明的一些具体实施方式中，通过跨膜压差确定清洗频率，当所述MBR板式膜组件在使用过程中的跨膜压差比初始压差大20-30KPa时，开始进行清洗

在本发明的一些具体实施例中，优选先通过碱性清洗药剂对所述板式膜进行清洗，去除有机污染；待膜丝不能通过碱性清洗药剂清洗时，再通过酸性清洗药剂对所述板式膜进行清洗，去除无机污染；清洗后残留在表面的为酸洗溶液，不容易发生结垢。

根据本发明的一些优选的实施方式，每半年左右采用浓度为所述清洗药剂10-20倍的高浓度清洗药剂进行清洗。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的清洗药剂，能够高效去除残留在超滤膜表面和膜孔内的各类污染物，生产成本较低；

(2)本发明的清洗方法可以保证膜组件内部的化学清洗液浓度一致，使得清洗程度均匀，从而降低超滤膜的运行压力，稳定超滤膜的产水通量，保证超滤膜的稳定运行；

(3)本发明的清洗方法可以较快的对膜组件内部的化学清洗液进行置换，节省加药时间；

(4)本发明的清洗方法可以将清洗药剂回收并循环使用，节约成本，同时避免了清洗药剂污染产水。

附图说明

图1为本发明实施例MBR板式膜清洗方法所用的装置结构示意图；

附图标记说明：1为MBR板式膜架，2为产水管，3为压力传感器，4为产水流量计，5、11、17、19和22为电磁阀，6为产水泵，7为产水池，8为清洗药剂储罐，9为清洗药剂加药泵，10为加药泵压力表，12为加药管线流量计，13为pH计，14为回水管，15为清洗药剂回水泵，16为回水泵压力表，18为回膜池管线出口，20为回水管线流量计，21为清洗药剂储罐外排手阀，23为高浓度清洗药剂加药泵，24为高浓度清洗药剂储罐。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。

鉴于现有MBR板式膜清洗方法存在清洗液在膜组件内部分布不均匀而造成对膜的化学清洗程度也不均匀，且留存在膜组件内部的清洗液在之后进入到MBR板式膜的产水池中，造成清洗液浪费及污染产水等技术问题，本发明的发明人经过研究后，提供了一种包含碱性清洗药剂和/或酸性清洗药剂的清洗药剂，能够高效去除残留在超滤膜表面和膜孔内的各类污染物；本发明还提供了一种在线清洗方法，通过错流循环的方式将清洗药剂打入板式膜内部，随后静置曝气擦洗后，将膜内残余的清洗药剂进行回收，一方面能够克服现有板式膜化学清洗不均匀、药剂无法回收的缺点，另一方面又有效提高了化学清洗强度和化学清洗后模性能恢复率，延长了MBR板式膜系统的化学清洗周期和使用寿命。本发明正是基于上述发现作出的。

本发明以下实施例中使用如图1所示的装置进行MBR板式膜在线循环清洗。

实施例1

以某公司处理的生活污水作为本实施例的原水，具体水质数据分析见表1：

表1

COD/ppm	BOD/ppm	污泥浓度/ppm
			2560	1480	4300

采用MBR板式膜对上述污水进行处理，连续运行2-5天后，采用本申请的清洗药剂和在线清洗方法进行清洗。

S1，配制碱性清洗药剂，其包含以下组分：十二烷基苯磺酸钠1wt％、十二烷基硫酸钠0.5wt％、次氯酸钠0.5wt％和MBR板式膜处理得到的产水，并用氢氧化钠调节pH值至10.5；

S2，停止MBR板式膜组件产水，停止曝气，并静置10分钟；

S3，开启加药管线阀门11和回膜池管线阀门17，开启清洗药剂加药泵9和清洗药剂回水泵15，以置换出MBR板式膜组件内的水，20秒后停泵；

S4，开启回水管线阀门19，并关闭回膜池管线阀门17，使清洗药剂在清洗药剂储罐8、加药管道、膜1、回水管道内部循环；清洗药剂在膜内部为错流方式流过，循环时间为30分钟，循环过程中保持加药流量和回水流量相同；

S5，关闭加药管线阀门11和回水管线阀门19，并静置2小时；

S6，开启曝气，开启回水泵15和回水管线阀门19，将膜1内部的清洗药剂回收至清洗药剂储罐8。

重启MBR板式膜，对上述污水进行处理，板式膜的膜通量恢复率达97-98％，跨膜压力恢复率达92-96％。

实施例2

以实例1作为本实施例的原水，采用MBR板式膜对上述污水进行处理，连续运行2月后，采用本申请的清洗药剂和在线清洗方法进行清洗。

S1，配制酸性清洗药剂，其包含以下组分：活性炭的含量为0.1wt％、乙二胺四乙酸四钠的含量为2wt％；三聚磷酸钠的含量为1wt％；亚硫酸钠的含量为1wt％，和MBR板式膜处理得到的产水，并用柠檬酸将pH值调节至2；

S2，停止MBR板式膜组件产水，停止曝气，并静置10分钟；

S3，开启加药管线阀门11和回膜池管线阀门17，开启清洗药剂加药泵9和清洗药剂回水泵15，以置换出MBR板式膜组件内的水，20秒后停泵；

S4，开启回水管线阀门19，并关闭回膜池管线阀门17，使清洗药剂在清洗药剂储罐8、加药管道、膜1、回水管道内部循环；清洗药剂在膜内部为错流方式流过，循环时间为20分钟，循环过程中保持加药流量和回水流量相同；

S5，关闭加药管线阀门11和回水管线阀门19，并静置4小时；

S6，开启曝气，开启回水泵15和回水管线阀门19，将膜1内部的清洗药剂回收至清洗药剂储罐8。

重启MBR板式膜，对上述污水进行处理，板式膜的膜通量恢复率达96-98％，跨膜压力恢复率达90-94％。

实施例3

以实例1作为本实施例的原水，采用MBR板式膜对上述污水进行处理，连续运行6月后，采用本申请的清洗药剂和在线清洗方法进行清洗。

S1，配制碱性清洗药剂，其包含以下组分：十二烷基苯磺酸钠2wt％、十二烷基硫酸钠1wt％、次氯酸钠2wt％和MBR板式膜处理得到的产水，并用氢氧化钠将pH值调节至11；

S2，停止MBR板式膜组件产水，停止曝气，并静置10分钟；

S3，开启加药管线阀门11和回膜池管线阀门17，开启清洗药剂加药泵9和清洗药剂回水泵15，以置换出MBR板式膜组件内的水，20秒后停泵；

S4，开启回水管线阀门19，并关闭回膜池管线阀门17，使清洗药剂在清洗药剂储罐8、加药管道、膜1、回水管道内部循环；清洗药剂在膜内部为错流方式流过，循环时间为30分钟，循环过程中保持加药流量和回水流量相同；

S5，关闭加药管线阀门11和回水管线阀门19，并静置2小时；

S6，开启曝气，开启回水泵15和回水管线阀门19，将膜1内部的清洗药剂回收至清洗药剂储罐8，随后排出化学清洗药剂。

重启MBR板式膜，运行10个周期后，开始进行酸洗：

采用相同步骤，S1中

S1，配制酸性清洗药剂：

a)配制清洗药剂原液，其包含以下组分：活性炭的含量为0.5wt％、乙二胺四乙酸四钠的含量为3wt％；三聚磷酸钠的含量为2wt％；亚硫酸钾的含量为2wt％，和MBR板式膜处理得到的产水，并用盐酸将pH值调节至3；

酸洗结束后，重启MBR板式膜，对上述污水进行处理，板式膜的膜通量恢复率达95-97％，跨膜压力恢复率达94-98％。

Claims (1)

1.一种MBR板式膜清洗方法，包括以下步骤：

S1、配制碱性清洗药剂，其包含以下组分：十二烷基苯磺酸钠2wt%、十二烷基硫酸钠1wt%、次氯酸钠2wt%和MBR板式膜处理得到的产水，并用氢氧化钠将pH值调节至11；

S2、停止MBR板式膜组件产水，停止曝气，并静置10分钟；

S3、开启加药管线阀门和回膜池管线阀门，开启清洗药剂加药泵和清洗药剂回水泵，以置换出MBR板式膜组件内的水，20秒后停泵；

S4、开启回水管线阀门，并关闭回膜池管线阀门，使清洗药剂在清洗药剂储罐、加药管道、膜、回水管道内部循环；清洗药剂在膜内部为错流方式流过，循环时间为30分钟，循环过程中保持加药流量和回水流量相同；

S5、关闭加药管线阀门和回水管线阀门，并静置2小时；

S6、开启曝气，开启回水泵和回水管线阀门，将膜内部的清洗药剂回收至清洗药剂储罐，随后排出化学清洗药剂；

重启MBR板式膜，运行10个周期后，开始进行酸洗：

所述酸洗采用上述相同步骤，将步骤S1中的碱性清洗药剂更改为酸性清洗药剂；

所述酸性清洗药剂包含以下组分：活性炭的含量为0.5wt%、乙二胺四乙酸四钠的含量为3wt%、三聚磷酸钠的含量为2wt%、亚硫酸钾的含量为2wt%、和MBR板式膜处理得到的产水，并用盐酸将pH值调节至3。

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