[发明专利]一种废旧平板膜性能的综合评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废旧平板膜性能的综合评价方法，属于污水及废物资源化技术领域。

背景技术

据统计，我国投入运行或在建的膜生物反应器(MBR)污水处理工程已超过300项，其中，万吨级MBR系统近10套，在污水处理膜技术应用领域，我国已成为世界增长最快的地区之一。MBR是将膜分离技术引入传统的活性污泥系统，取代二沉池，由于膜可以很好实现固液分离和大分子有机物的截留，因此，表现出传统活性污泥法所没有的优势。从20世纪70年代后期至今，MBR工艺已在水处理领域逐步得到认可，首先是北美的大规模应用，然后依次是20世纪80年代早期的日本(同期南非：厌氧膜生物反应器)，90年代中期的欧洲，90年代末期的中国。由此，分离膜在污水处理领域的用量巨大。

以聚偏氟乙烯(PVDF)为例，全世界年产量约为3.3万吨，我国产量为2000吨，实际需求量为4000吨。随着世界范围内对污水治理力度的加大，PVDF膜在污水处理中的用量将迅速增加。目前，国内外每年生产污水处理中应用广泛的PVDF膜总面积近5000万m²，用于制造中空纤维的PVDF价值达数亿美元。带衬型PVDF中空纤维膜的年产量近1000万m²，PVDF原材料的消耗量为1200吨左右，价值2亿元以上。然而，PVDF膜的使用寿命约为3～7年，以5年计，膜组件的更换占每年膜销售量的40％，即每年将有2000万m²的废旧膜产生。

通常认为，评价膜组件是否可继续使用或废弃的依据主要是膜通量回复率，即通过各种离线化学清洗，如果其膜通量回复率在80％以上，即可继续使用，并未对清洗膜的抗拉强度、最大孔径等理化性质是否能满足使用要求，也未考虑清洗过程的难度、成本及碳排放(碳足迹)是否合理。值得提到的是，全球气候变暖是人类生存和发展必须面对的严峻挑战，“碳足迹”、“碳排”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳城市”等一系列新概念、新政策应运而生，如何正确评价污染膜清洗效果和能耗，如何实现新工艺理论及技术研究与节能减碳并重，是水处理工作者面临的新难题。

发明内容

针对现有的废旧膜性能评价体系存在的不足，发明人考虑制约膜的使用效率和寿命的各种因素，经大量实验研究，将拉伸强度作为理化性质的主要评价指标，将膜通量作为过滤性能的主要评价指标，将碳足迹作为其他效能的主要评价指标，建立一种定量、快速、全面地废旧膜性能综合评价体系，由此界定旧膜与废膜之间的差异，为旧膜回用及废膜再生提供选择依据，最大限度地实现废旧膜资源化。

本发明的目的是提供一种废旧平板膜性能的综合评价方法，所述评价方法是：

(1)分析污染膜表面元素组成，辨别污染膜是有机污染型膜还是无机污染型膜，然后采用相应的化学清洗方法进行清洗，得到待测膜样品；

(2)检测待测膜样品的理化性质，得到评价指标值；

(3)检测待测膜样品的过滤性能，得到评价指标值；

(4)检测待测膜样品的其他效能，得到评价指标值；

(5)依次将步骤(2)-(4)得到的待测膜样品的指标值与对照膜的相应指标值进行进行对比，得出污染膜是旧膜还是废膜的评价结果。

在本发明的一种实施方式中，所述分析膜表面元素组成是采用能量散射x－射线光谱(EDX)进行分析。

在本发明的一种实施方式中，所述辨别污染膜，是当膜表面碳元素百分比高于对照膜时为有机污染型膜，当膜表面碳元素百分比低于对照膜时为无机污染型膜。

在本发明的一种实施方式中，所述污染膜为有机污染型膜时，采用先次氯酸钠洗后柠檬酸或草酸洗的清洗方法；

在本发明的一种实施方式中，所述污染膜为无机污染型膜时，采用先柠檬酸或草酸洗后次氯酸钠洗的清洗方法。

在本发明的一种实施方式中，所述有机污染型膜采用先0.1～5.0％次氯酸钠洗后0.1～5.0％柠檬酸或草酸洗的清洗方式，无机污染型膜采用先0.1～5.0％柠檬酸或草酸洗后0.1～5.0％次氯酸钠洗的清洗方式。

在本发明的一种实施方式中，所述理化性质包括拉伸强度(MPa)，采用拉伸强度试验机测定。