[发明专利]一种浸没式平板陶瓷膜在线清洗方法及清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及环保工程水处理领域，具体是一种浸没式平板陶瓷膜在线清洗方法及装置。

背景技术

陶瓷膜也称无机陶瓷膜或CT膜，是固态膜的一种，具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势。

但是目前陶瓷膜大规模推广应用存在障碍，主要就是使用过程中由于膜孔堵塞导致膜通量急剧降低，从而增加了使用成本。为了解决这一问题，一方面需要对陶瓷膜的表面进行改性，改善膜孔堵塞问题，延长膜的使用寿命；另一方面则需要定期对陶瓷膜进行反冲洗，恢复膜通量。

陶瓷膜从构形上分为平板式和管式（包括单通道和多通道两大类），两者的膜清洗操作方式差别较大，清洗效果也不尽相同。

平板式陶瓷膜采用内置式或浸没式设计，即将膜组件置入反应器内与待过滤液体直接接触，在泵的负压抽吸作用下滤出液透过膜组件。为了减少膜面污染，延长运行周期，一般采用间歇出水方式运行；例如每运行8分钟，停止2分钟，周而复始。清洗方式包括在线清洗和离线清洗。

管式陶瓷膜采用分体式或外置式设计，即膜组件与生物反应器分开设置，待过滤液体通过泵送进入膜组件内部孔道中，在过流压力作用下滤出液透过膜组件，浓缩液则返回反应器。管式陶瓷膜采用的是错流过滤，因此清洗方式以离线清洗为主。

中国专利CN101185847A报道了一种陶瓷膜反冲洗方法，主要针对管式陶瓷膜进行清洗，其通过在清液出口处安装三通与反冲洗液储罐相遇，通过反冲洗泵、反冲洗控制阀等装置实现在线进行陶瓷膜通量的恢复再生，采用的是液相反冲洗。随后，中国专利CN102688694A对其进行了改进，将清液储罐同时作为反冲洗液储罐，采用气压或潜水泵将清洗液挤入陶瓷膜组件中，而且设置了清洗液排出开关，可以降低反冲洗所需的压力，从而达到节约能耗的目的，同样也是针对管式陶瓷膜进行清洗。

中国专利CN102847442A报道了一种陶瓷膜过滤器酸碱再生清洗的方法及其装置，主要是采用酸碱交替清洗，特别适用于环己酮氨肟化反应制备环己酮肟，主要适用对象也是管状多孔陶瓷膜。

中国专利CN102512967A报道了采用55℃温度下氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、柠檬酸钠进行酸洗、碱洗、漂洗的陶瓷膜清洗方法，属于离线清洗方式。

中国专利CN202237817U报道了采用压缩空气进行陶瓷膜反冲洗的方法，利用压缩空气把堵塞在陶瓷膜微孔中的杂质去除，达到提高膜通量的效果，属于气相反冲洗。

中国专利CN202070291U报道了一种利用臭氧发生器，将臭氧与清洗液通过涡流泵叶轮的强剪切作用形成含有微气泡的均匀混合液进行陶瓷膜在线清洗。

中国专利CN20189984U报道了一种替代气囊或反冲洗泵的装置，即带有缓冲罐的陶瓷膜反冲装置。

综合现有的专利、文献研究和市场产品，可以发现，现有的清洗方式主要是针对管式多孔陶瓷膜，针对浸没式平板陶瓷膜的清洗方法鲜有报道；清洗方式以离线清洗为主，需要将陶瓷膜与反应器进行分离，并且需要设置单独的离线清洗水池，不仅费时费力，也容易造成膜的损伤；此外，反冲洗方法采用单纯的液相反冲洗或气相反冲洗，导致清洗效果不佳、清洗时间偏长。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种浸没式平板陶瓷膜在线清洗方法，该方法应可实现平板陶瓷膜的原位清洗或在线清洗，不需要将陶瓷膜与反应器分离，并且具有膜通量恢复速度快、能耗低、清洗效率高、运行费用低廉、可实现自动化控制等特点。

本发明的另一目的是提供一种浸没式平板陶瓷膜在线清洗装置，该装置应具有结构简单和使用方便的特点。

本发明提供的技术方案是：一种浸没式平板陶瓷膜在线清洗工艺，依序包括以下步骤：

（1）在线清洗启动：通过对陶瓷膜的渗透压进行在线监控，当跨膜压差升高至0.03～0.05MPa时，即启动浸没式平板陶瓷膜在线清洗工序，关闭出水阀、开启液相反冲洗阀；

（2）液相反冲洗：通过反冲洗泵和清洗剂计量泵将配置成一定浓度的清洗液注入浸没式平板陶瓷膜内部孔道进行液相在线反冲洗；

（3）气液联合反冲洗：开启气相反冲洗阀，通过气泵将压缩空气一同注入平板陶瓷膜内部孔道进行气液联合反冲洗；

（4）在线清洗结束：关闭液相和气相反冲洗阀，启动出水阀，陶瓷膜重新投入使用。