[发明专利]一种分离膜污染控制与清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于液体分离与净化的分离膜污染控制与清洗方法。 

背景技术

膜技术在实际应用中的一个突出问题即是膜表面截留沉积的污染物造成的膜性能的衰减，如何对膜进行有效的污染控制，使膜维持较高的透水通量，有着非常重要的实际意义。现在一种常用的分离膜清洗方法，是在外压式中空纤维膜组件的壳体内鼓入压缩空气，使分离膜在空气泡和水流的双重作用下产生晃动和振荡，抖落或冲刷掉膜表面的污染沉积物，达到清洗膜的目的。为了控制膜污染速度，还常常采用向欲过滤水体中加入氧化性药剂如次氯酸钠、双氧水等来控制膜污染。但由于在膜过滤过程中，分离膜表面很快会形成一层沉积污染层，导致膜通量下降，因此需要频繁采用物理或化学方法进行膜的清洗。 

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有膜污染控制方法的缺点，通过控制颗粒物在分离膜表面的负载量和沉积密度，实现分离膜表面沉积层结构的主动控制，提供一种使膜维持较高的透水通量的分离膜过滤方法。 

本发明提供一种分离膜污染控制与清洗方法，包括：在过滤循环系统中投加颗粒物作为微过滤介质，在膜组件的膜表面就地实现多孔疏松沉积层，通过颗粒物在分离膜表面的负载量和沉积密度，实现沉积层结构的主动控制；污水过滤后，收集微过滤介质，返回系统回用。 

所述微过滤介质为硅藻土、高岭土、珍珠岩或粉末活性炭，粒度范围5～500μm，在过滤体系中，单位面积的分离膜负载的添加量为10～500mg/m²。 

此外，清洗过程最好结合空气清洗方法，在膜组件的壳体内，鼓入压缩空气，使中空纤维膜在空气泡和水流的双重作用下产生晃动和振荡。 

本发明针对对于超微滤膜或膜蒸馏系统，取消前级多介质过滤，设计一 种微介质就地过滤过程。即通过在过滤系统中投加颗粒物作为微过滤介质，在膜表面就地实现多介质过滤，防止分离膜表面形成厚密、难以清洗的污染层，避免膜通量的大幅下降。膜清洗时，颗粒物多介质被从膜表面冲落同时被清洗干净，然后再投入膜过滤系统中回用，在膜表面实现多介质过滤层的再生。通过颗粒物多介质的助滤作用，提高系统的纳污能力，延缓膜污染，延长膜清洗周期，以期解决不同膜初始通量相差很大，但平衡通量相近、不能充分发挥膜效能的问题。通过颗粒物多介质粒径的选择，实现助滤层结构控制，将化工分离过程与膜材料表面污染层(沉积层)结构设计相结合，实现高通量的膜过滤过程。 

附图说明

图1为本发明与现有技术实验对比曲线图。 

具体实施方式

虽然不同生产厂家的膜产品的初始纯水通量相差很大，但在实际应用中，膜过滤通量相差并不大，这是由于在膜分离过程中，尤其是在超微滤膜过程中，在分离膜表面一定会产生沉积吸附层，导致膜通量大幅下降，使膜过滤通量更主要地取决于分离膜表面的沉积吸附层结构。与其频繁采用物理或化学方法进行膜的清洗，以去除膜表面的沉积吸附层，不如采用主动向过滤体系中加入少量物质，控制沉积层的物理结构，使其不会明显降低膜的通量，从而使分离膜维持较高的透水通量，得到高通量的膜过滤工艺。 

在一般的超滤膜过程中，在其前级设置多介质过滤器，可以有效缓解膜污染过程，对超滤膜起到很好的保护作用。但常用的多介质过滤器占地体积大，且由于常用的沙子颗粒粗大，为了防止其对分离膜产生机械损伤，还需要在多介质过滤器之后与过滤膜之前，加装保安过滤器，导致工艺流程长，成本高。 

本发明针对对于超微滤膜或膜蒸馏系统，取消前级多介质过滤器，设计一种微介质就地过滤过程。即通过在过滤循环系统中投加颗粒物作为微过滤介质，通过微过滤介质在分离膜表面形成多孔疏松型沉积层，在膜表面就地实现多介质过滤，从而防止在分离膜表面形成厚密、难以清洗的污染层，避免膜通量的大幅下降。 

膜清洗时，颗粒物多介质被从膜表面冲落，同时颗粒物多介质表面上附着的污染物同时被清洗干净，然后再将颗粒物多介质投入膜过滤系统中，在膜表面实现多介质过滤层的再生。通过颗粒物多介质的助滤作用，提高系统的纳污能力，延缓膜污染，延长膜清洗周期。本发明目的在于解决不同膜初始通量相差很大，但平衡通量相近、不能充分发挥膜效能的问题。通过颗粒物多介质粒径的选择，实现助滤层结构控制，将化工分离过程与膜材料表面污染层(沉积层)结构设计相结合，实现高通量的膜过滤过程。 

清洗过程最好结合空气清洗方法，如在外压式中空纤维膜组件的壳体内，鼓入压缩空气，使中空纤维膜在空气泡和水流的双重作用下产生晃动和振荡，抖落或冲刷掉膜表面的污染沉积物，达到清洗膜的目的。