[发明专利]一种超滤膜的清洗方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体为超滤膜的化学清洗技术。

背景技术

近30年来，超滤技术的发展极为迅速，不但在特殊溶液的分离方面有独到的作用，而且在工业污水回用方面的应用也越来越多，常作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。

超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔性不对称结构。过滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03～0.6MPa，筛分孔径从0.005～0.1μm，截留分子量为1000～500000道尔顿。它的最主要的形式之一是中空纤维膜，呈毛细管状，经喷丝纺制而成。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。分离机理主要是筛分作用，在膜的致密层。

超滤膜材质有多种，PVDF、聚醚砜和聚砜膜等，PVDF其化学稳定性更好，特别是耐受氧化剂的能力。超滤在用于污水或者废水处理时，膜丝较易受到有机物的污染，而氧化剂的化学清洗是解决该问题的最好方法。在此条件下，PVDF材料超滤的长期通量能够得到保障，而且膜丝的化学寿命也明显优于聚醚砜和聚砜膜。

在污水处理中，超滤膜污染是一个经常遇到的问题。所谓污染是指被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀使膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降的现象。

膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内阻塞污染两种形式。膜表面污染层呈双层结构，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜面上的是小粒径的细腻层，一般情况下，松散层尚不足以表现出对膜的性能产生什么大的影响，在水流剪切力的作用下可以冲洗掉，膜表面上的细腻层则对膜性能正常发挥产生较大的影响。因为该污染层的存在，有大量的膜孔被覆盖，而且，该层内的微粒及其他杂质之间长时间的相互作用极易凝胶成滤饼，增加了透水阻力。

膜孔堵塞是指微细粒子塞入膜孔内，或者膜孔内壁因吸附蛋白质等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，这种现象的产生，一般是不可逆过程。

污染物质因处理料液的不同而各异，无法一一列出，但大致可分下述几种类型：

a)胶体污染：胶体主要是存在于地表水中，特别是随着季节的变化，水中含有大量的悬浮物如粘土、淤泥等胶体，均布于水体中，它对滤膜的危害性极大。因为在过滤过程中，大量胶体微粒随水流涌至膜表面，长期的连续运行，被膜截留下来的微粒容易形成凝胶层，更有甚者，一些与膜孔径大小相当及小于膜孔径的粒子会渗入膜孔内部堵塞流水通道而产生不可逆的变化现象。

b)有机物污染：水中的有机物，有的是在水处理过程中人工加入的，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等，有的则是天然水中就存在的，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质也可以吸附于膜表面而损害膜的性能。

c)微生物污染：微生物污染对滤膜的长期安全运行也是一个危险因素。一些营养物质被膜截留而积聚于膜表面，细菌在这种环境中迅速繁殖，活的细菌连同其排泄物质，形成微生物粘液而紧紧粘附于膜表面，这些粘液与其他沉淀物相结合，构成了一个复杂的覆盖层，其结果不但影响到膜的透水量，也包括使膜产生不可逆的损伤。

发明内容

为了消除超滤膜的污染，恢复超滤膜的性能，保证超滤膜的正常运行及尽可能延长超滤膜元件的使用寿命，本发明提供一种超滤膜的清洗方法。

本发明包括物理清洗方法和化学清洗方法，所述物理清洗方法包括对超滤膜组件进行气擦洗过程和对超滤膜组件进行反洗过程；所述对超滤膜组件进行气擦洗过程为：超滤膜组件在排放浓水的同时通入压缩空气，超滤膜组件的进气压力小于2.5bar且大于1.5bar，通入压缩空气时间为1分钟，气擦洗完毕后，待超滤膜组件内部的污水排尽，按照对超滤膜组件的反洗过程进行反洗1次。

所述对超滤膜组件的反洗过程为：打开浓水排放阀——启动反洗水泵——缓慢打开反洗阀——调整反洗阀门至反洗压力≤1.5bar，反洗水的流量为100～150L/m²h，反洗的时间为30～60秒。

化学清洗方法包括配置酸性清洗液，对超滤膜组件进行正清洗循环；配置碱性清洗液，对超滤膜组件进行正清洗循环；对超滤膜组件进行浸泡。

所述的酸性清洗液为浓度为2％的草酸或浓度为2％的柠檬酸或浓度0.4％的盐酸，酸性清洗液的温度为35℃-38℃，PH值为1.2-2.0，其适用于铁污染、碳酸盐结晶污堵及部分胶体。