[发明专利]浸入式超滤膜堆的离线清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及给水和废水处理与净化的膜技术领域，尤其涉及浸入式超滤膜堆的离线清洗方法。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择透过性能来分离、提纯和浓缩目的产物的新型分离技术。应用膜分离技术时，物料中的微粒、胶体离子或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用，从而在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，出现膜污染，导致膜的分离性能减弱，使用寿命缩短。在膜过滤运行过程中，膜通量随运行时间的延长而降低，跨膜压差逐步升高。膜污染必须通过清洗来消除，因此清洗方法的研究成为膜分离技术应用中的一个热点。

膜清洗包括物理清洗、化学清洗和生物清洗，物理清洗借助于机械力、声波、热力、光等手段清除杂质，使膜的分离性得到恢复；生物清洗利用微生物分解膜上的污染物，但是容易引起膜发生劣化；化学清洗借助于化学药剂的反应、溶解、乳化、分散、吸附作用清除膜污染。一旦料液与膜接触，膜的污染就开始。当污染发展到由反冲洗、维护清洗不能恢复其性能时，系统就无法正常运行，常规的方法时采用化学清洗剂进行清洗。

化学清洗通常分为在线化学清洗和离线化学清洗两类。在线化学清洗通常在膜池的膜组件单元内部进行。这种方法是将指定浓度的化学药剂、通常是将一定浓度的酸和碱分别添加到膜池中，通过一定时间的浸泡来去除膜污染，恢复膜压差和通量。当浸没周期完成后，膜池中的膜组件还需用净水冲刷来去除残留的清洗液。这个过程也许会重复使用不同的清洗液来去除不同污染物，直到膜成功地清洗干净。这种在线清洗方式对原有的膜净水设施和系统会构成影响，对膜池的抗酸碱腐蚀的能力要求较高，尤其是在大系统的膜池结构中，膜池在线化学清洗产生的清洗废水难以及时处理，废水放空返回到前段处理设施也会影响前端处理的运行效果，而且恢复性化学清洗不是连续进行，通常是一周到一个月进行，这样产生的废水不连续而且量大，对相应的水处理系统冲击负荷较大，同时化学药剂用量也较大，化学清洗液重复利用率低，维护和清洗成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种操作简单、维护方便的浸入式超滤膜堆的离线清洗方法。

根据本发明的浸入式超滤膜堆的离线清洗方法，包括：

S1、控制器根据采集的超滤膜堆初始膜通量J₁和酸洗池中的酸溶液浓度c₁确定酸处理时间t₁，然后向机械手和超声单元发送酸处理信号；机械手根据酸处理信号将超滤膜堆置于酸洗池中进行酸洗，超声单元根据酸处理信号对超滤膜堆进行超声波处理；酸洗结束后控制器向机械手和超声单元发送第一终止信号，机械手根据第一终止信号将超滤膜堆从酸洗池中取出，超声单元根据第一终止信号停止超声波处理；

S2、控制器根据采集的酸处理后的超滤膜堆膜通量J₂和碱洗池中的碱溶液浓度c₂确定碱处理时间t₂，然后向机械手和超声单元发送碱处理信号；机械手根据碱处理信号将超滤膜堆置于碱洗池中碱洗，超声单元根据碱处理信号对碱溶液进行超声波处理；碱洗结束后控制器向机械手和超声单元发送第二终止信号，机械手根据第二终止信号将超滤膜堆从碱洗池中取出兵放入水洗池中，超声单元根据第二终止信号停止超声波处理；

S3、控制器向反冲洗单元、超声单元和膜通量检测单元发送反冲洗信号；反冲洗单元根据反冲洗信号对水洗池中的超滤膜堆进行反冲洗，超声单元根据反冲洗信号对水洗池中的溶液进行超声波处理；膜通量检测单元接收到反冲洗信号之后实时检测超滤膜堆的进水量、排出水量和排出水pH，并将检测到的数据发送至控制器；

S4、控制器根据超滤膜堆的进水量、出水量和超滤膜堆的有效面积确定超滤膜堆的膜通量，当超滤膜堆的膜通量不小于预设的膜通量阈值J₀、并且排出水pH为7.5～8.5时，控制反冲洗单元和超声单元关闭。

优选地，按照如下关系式确定酸处理时间t₁：