[发明专利]一种利用纳米气泡曝气减缓膜污染的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜清洗技术领域，特别是涉及一种纳米气泡发生装置减缓膜运行过程中膜污染的方法。

背景技术

膜技术作为一种水处理技术，在废水的深度处理中有着出水质量好、占地面积小、自动化程度高等优点。基于以上优点，膜处理已被广泛应用到给水处理和各种废水深度处理的工艺中。但严重的膜污染问题阻碍着该项技术的大范围推广。如何解决膜运行过程中膜污染造成的通量下降问题成为更好更经济地利用膜技术处理各类废水的最大问题。现有的传统减少膜运行污染的方法是微孔曝气法，这种方法简单易行，但对膜污染的控制并不理想，在线运行的微孔曝气法并不能达到良好的减缓通量下降与减少膜污染的效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种纳米气泡发生装置的曝气方法，可以大幅度提升膜抗污染能力，维持高效稳定通量。所述纳米气泡采用加压溶气和水力剪切相结合的方法生成，发生装置是由水箱、气液混合水泵、纳米气泡喷头等部件组成。

为了达到上述减缓膜污染的目的，本发明所采用的技术方案是：将纳米气泡喷头按一定距离与角度布置于各种材料的膜面及各类膜装置上，并在膜装置运行过程中，将纳米气泡发生装置同时开启，产生一定气水比及直径的纳米气泡冲洗膜面及膜孔，从而替代传统微孔曝气的方式，达到减缓膜运行中水中污染物造成的膜污染程度。

所述纳米气泡喷头与膜装置之间的角度优选设置为垂直状态。

本发明中，所述的膜材料，是指各种微滤膜以及超滤膜；其中，所述微滤膜材料可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)，但并不仅限于此；所述超滤膜材料可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙稀腈(PAN)，聚四氟乙烯(PTFE)，但并不仅限于此。

本发明中，所述的膜组件是各种微滤膜及超滤膜组件，具体包括平板膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜，但不仅限于此。

本发明中，所述的纳米气泡发生装置为加压溶气发生方式，装置主要由吸水管路、出水管路、气液混合水泵以及纳米气泡喷头四个结构组成。

本发明中，所述的纳米气泡喷头，可以分为接入式和敞开式，根据所用膜组件的不同，采用的喷头也相应不同。

本发明中，所述的纳米气泡喷头，其根据膜组件的不同有如下相应布置：

(1)平板式膜组件和帘式中空纤维膜组件：采用敞开式喷头，如附图1所示，喷头沿平板膜中线对称布置，具体分为垂直布置与平行布置。垂直于膜的喷头出气端距离膜面距离保持在5cm-10cm均可，从板中心位置沿板长每10-15cm布置一组；而底端平行于膜的喷头也为对称布置，喷头顶端距离膜底端3-7cm均可，从板底中心位置沿板宽每5-10cm布置一组。

(2)管式膜组件：采用接入式喷头，将喷头接入管式膜顶端进行在线清洗；对于单管式膜组件，将喷头直接接入膜组件进水口，喷头顶端伸入进水口1-2cm；对于多管式膜组件，将喷头直接接入膜组件进水口，喷头顶端伸入进水口2-3cm。

(3)卷式膜组件：采用接入式喷头，将喷头直接接入膜组件进水口，喷头顶端伸入进水口1-2cm。

(4)中空纤维膜式组件：采用接入式喷头，将喷头直接接入膜组件进水口，喷头顶端伸入进水口2-3cm。

本发明中，所述的纳米气泡气水比与纳米气泡直径，根据不同类型膜组件按以下相应参数运行：

(1)平板式膜组件和帘式中空纤维膜组件：纳米气泡发生器分为三种运行工况：

①只开启垂直膜面的喷头：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：20，纳米气泡直径为1nm-1μm；

②只开启平行膜面的喷头：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：20，纳米气泡直径为1nm-1μm；

③同时开启垂直膜面与平行膜面的喷头：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：20，纳米气泡直径为1nm-1μm；

(2)管式膜组件：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：40，纳米气泡直径为1nm-1μm；

(3)卷式膜组件：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：40，纳米气泡直径为1nm-1μm；

(4)中空纤维膜式组件：纳米气泡发生器气水比调节为1：10-1：40，纳米气泡直径为1nm-1μm；

本发明中，所述的废水可以是各类工业废水，包括但不仅限于实施例中所给出的处理案例。