CN111217425A - 一种浸没式超滤膜的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浸没式超滤膜的清洗方法，步骤为：1)第一次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内，至清洗液完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡碱洗；2)超滤膜池反洗；3)第一次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡酸洗；4)超滤膜池反洗：5)第二次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡碱洗；6)超滤膜池反洗；7)第二次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡酸洗；8)超滤膜池反洗。本发明对于有多种组分同时污染的超滤膜的清洗有显著的恢复效果，工作性能优良。
Description
技术领域
本发明属于污水处理及再生利用技术领域，具体涉及一种浸没式超滤膜的清洗方法。
背景技术
浸没式超滤是以中空纤维超滤膜组件为基本单元，将膜组件浸入到超滤膜池中，是一种将水由外向内负压抽吸的设计结构。膜组件是用超滤膜构成的，集集水、产水接管口于一体的基本使用单元，是膜装置核心部件，膜组件可有帘式和柱式。膜材料为PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)等材质，耐化学性很强，适用范围非常广泛。浸没式超滤对原水水质的耐受性高，抗冲击性强，往往进水悬浮物更高，水质更复杂，污染形式更多样。
在污水再生处理过程中，超滤膜是直接接触污水的一个环节，超滤膜的污染是经常出现的问题。膜污染主要由污染物停留粘附在膜表面和阻塞在膜孔内两种形式。经常出现的污染物有胶体、有机物及微生物。当原水中硬度、碱度、硫酸根离子浓度较高时，膜表面和膜孔中也会出现碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙等结垢现象。当原水中铁、锰离子浓度较高时，且超滤膜承担除铁、锰功能时，超滤膜表面截留大量的铁、锰的氧化物、氢氧化物或盐类，造成膜的铁污染或锰污染。针对上述问题：
专利CN103041709A公开了《超滤膜清洗方法》，分别用碱洗一次和草酸清洗一次，针对膜表面的生物粘泥和微生物有很好的清洗恢复效果，往往只能解决超滤膜污染成分比较单一的系统。
专利CN102397752A公开了《一种超滤膜的清洗方法》，适用于压力式超滤膜组件的清洗，其所述的化学清洗采用先酸洗再碱洗的清洗方法，主要针对铁污染、碳酸盐结晶污堵、胶体、有机物及微生物污染。这种清洗方法没有考虑硫酸盐垢污染的超滤膜，清洗步骤也不适用于浸没式超滤膜。
专利CN107297147A公开了《超滤膜的清洗方法》，该清洗方法主要是先酸洗再碱洗，处理无机垢包裹有机垢的超滤膜污染类型，没有考虑其他多种污染类型共同存在的情况。
膜表面污染物单一时，往往比较容易清洗。当膜表面污染成分复杂，且多种污染物(包括碳酸盐垢、硫酸盐垢、胶体、有机物、微生物及铁、锰等)共同存在时，仅通过一、两种清洗药剂很难彻底清洗。当某一种污染物不能够被完全清洗时，会很快造成膜污染，引起产水通量下降，跨膜压差快速上升。当多种污染类型同时出现时，浸没式超滤膜污染严重，亟需有效的清洗方法，恢复膜通量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种清洗效果显著、明显恢复膜通量、降低跨膜压差、延长清洗周期的浸没式超滤膜的清洗方法。其技术方案为：
1、一种浸没式超滤膜的清洗方法，其特征在于采用以下步骤：
1)第一次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内，至清洗液完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4～10h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1～2h曝气1～5min，浸泡过程中，其中碱性清洗液温度20～38℃，成分为氢氧化钠和次氯酸钠，氢氧化钠的质量分数1～3％，以有效氯计次氯酸钠浓度为2000～5000ppm，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
2)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值和余氯接近超滤产水pH值和余氯时，结束反洗，分别排放碱性清洗液和反洗水；
3)第一次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间2～8h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每0.5～1h曝气1～5min，其中酸性清洗液温度20～38℃，主要成分为柠檬酸或草酸，质量分数1～2％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
4)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，分别排放酸性清洗液和反洗水；
5)第二次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4～8h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1～2h曝气1～5min，其中碱性清洗液温度20～38℃，主要成分为氢氧化钠和乙二胺四乙酸四钠，氢氧化钠质量分数0.6～1.5％，乙二胺四乙酸四钠质量分数0.4～1％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
6)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜数次并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放碱性清洗液和反洗水；
7)第二次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间1.5～3h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每0.5～1h曝气1～2min，其中酸性清洗液温度20～38℃，盐酸质量分数0.6～1％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
8)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放酸性清洗液和反洗水。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明的方法采用多种化学品进行依次清洗，每种化学品各针对不同的污染组分，化学品浓度选用合理，可以将对应的污染组分完全清除，对于有多种组分同时污染的超滤膜的清洗有显著的恢复效果，可高效去除超滤膜孔上和膜表面的各类污染物(包括碳酸盐垢、硫酸盐垢、胶体、有机物、微生物以及铁、锰)，恢复超滤膜的产水通量，降低超滤膜的跨膜压差，保证浸没式超滤系统稳定运行。
2.本发明适用于浸没式超滤膜的化学清洗，能够彻底清洗各类污染物，延长清洗周期，降低超滤膜的运行压力和跨膜压差，恢复膜通量，延长膜的使用寿命。
3、本发明的方法中，碱性清洗液、酸性清洗液中各组分的浓度范围是经过若干次实验后优选。若清洗液浓度低于要求范围的下限，污染物不能够被彻底清洗；若清洗液浓度高于要求范围的下限，造成化学品的浪费，甚至造成超滤膜元件的损伤。
具体实施方式
实施例一：对浸没式超滤膜具体清洗的步骤为：
1)第一次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内，至清洗液完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间8h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1h曝气1min。碱性清洗液用反渗透产水或低硬度的自来水配制，温度25℃，成分为氢氧化钠和次氯酸钠，氢氧化钠的质量分数2％，以有效氯计次氯酸钠浓度为4000ppm，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
2)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值和余氯接近超滤产水的pH值和余氯时，结束反洗，分别排放碱性清洗液和反洗水；
3)第一次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1h曝气2min。其中酸性清洗液用反渗透产水或低硬度的自来水配制，温度25℃，主要成分为柠檬酸，质量分数2％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
4)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值接近超滤产水的pH值时，结束反洗，分别排放酸性清洗液和反洗水；
5)第二次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1h曝气1min。其中碱性清洗液用反渗透产水或低硬度的自来水配制，温度25℃，主要成分为氢氧化钠和乙二胺四乙酸四钠，氢氧化钠质量分数1％，乙二胺四乙酸四钠质量分数0.5％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
6)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜数次并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放碱性清洗液和反洗水；
7)第二次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间2h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1h曝气1min。其中酸性清洗液用反渗透产水或低硬度的自来水配制，温度25℃，盐酸质量分数1％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
8)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放酸性清洗液和反洗水。
实施例二：具体的操作步骤与实施例一相同，将步骤3中柠檬酸改用配制质量浓度2％的草酸。
本发明实施例测试结果：清洗后，超滤膜运行时跨膜压差由-70kPa恢复至-10kPa，产水通量100％恢复至设计通量，清洗周期延长至30天。
用其他清洗方法不能过将污染物彻底清洗，仅能够将跨膜压差恢复至-35kPa，产水通量仅恢复至设计通量的50％，且清洗后4天，跨膜压差又迅速增加至-70kPa。
Claims (2)
1.一种浸没式超滤膜的清洗方法，其特征在于采用以下步骤：
1)第一次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内，至清洗液完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4～10h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1～2h曝气1～5min，其中碱性清洗液温度20～38℃，成分为氢氧化钠和次氯酸钠，氢氧化钠的质量分数1～3％，以有效氯计次氯酸钠浓度为2000～5000ppm，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
2)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值和余氯接近超滤产水pH值和余氯时，结束反洗，分别排放碱性清洗液和反洗水；
3)第一次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间2～8h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每0.5～1h曝气1～5min，其中酸性清洗液温度20～38℃，主要成分为柠檬酸或草酸，质量分数1～2％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
4)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，直至反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，分别排放酸性清洗液和反洗水；
5)第二次碱洗：将超滤膜池排空，将碱性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间4～8h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每1～2h曝气1～5min，其中碱性清洗液温度20～38℃，主要成分为氢氧化钠和乙二胺四乙酸四钠，氢氧化钠质量分数0.6～1.5％，乙二胺四乙酸四钠质量分数0.4～1％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
6)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的碱性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜数次并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放碱性清洗液和反洗水；
7)第二次酸洗：将超滤膜池排空，将酸性清洗液输送至超滤膜池内至完全浸没超滤膜丝，对超滤膜进行浸泡，浸泡时间1.5～3h，浸泡过程中用空压气或罗茨风机对超滤膜池内的浸泡液和超滤膜丝进行曝气搅动，每0.5～1h曝气1～2min，其中酸性清洗液温度20～38℃，盐酸质量分数0.6～1％，其余为反渗透产水或低硬度的自来水；
8)超滤膜池反洗：将超滤膜池中的酸性清洗液排放，用超滤产水反洗超滤膜，并分别排空超滤膜池，待反洗水的pH值接近超滤产水pH值时，结束反洗，排放酸性清洗液和反洗水。
2.根据权利要求1中所述的浸没式超滤膜的清洗方法，其特征在于：所述浸没式超滤膜为中空纤维式超滤膜的一种，是水由外向内负压抽吸的设计结构，浸没式超滤膜组件的样式可为帘式或柱式，由PVDF或PTFE为过滤材料制成。
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