[发明专利]一种评价膜化学清洗恢复性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜技术领域，具体涉及一种评价膜化学清洗恢复性能的方法。

背景技术

膜技术作为一种新型的分离技术在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景，近年来得到越来越多的推广。膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池，在生物反应器中可以保持高活性污泥浓度，减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少污泥产量。与传统的生化水处理技术相比，膜生物反应器具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。但是，MBR技术也存在一些不足，尤其不可避免的膜污染问题一直是限制MBR技术在更大范围内推广应用的主要因素。

对于MBR系统处理废水，膜污染会导致膜阻力的上升、膜通量的下降和运行压力的提高，这就必然要求对膜进行化学清洗，以恢复膜的运行性能，即膜化学清洗恢复性能，保证工程项目的实际处理量达到设计规模。膜化学清洗恢复性能通过膜化学清洗恢复率来表征，膜化学清洗恢复率是评价膜处理系统的一个重要指标，关系到膜的使用寿命和膜组件的更换周期，进而影响整个项目的投资运行成本。当被污染后的膜经过化学清洗，膜污染得到有效去除，以恢复膜的运行性能，MBR技术才能被有效的应用于相关的废水处理中。而一旦膜污染不能被化学清洗有效去除，即膜性能无法得到恢复，则意味着将MBR技术应用于该种废水处理中，会面临很大的风险。

另外，废水处理中引起MBR膜污染的污染物通常是废水中各种物质的混合物，从而引起不同类型的膜污染，例如：由微生物、细菌胞外聚合物等引起的生物污染；由油、脂、难降解有机物等引起的有机污染；由CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄等引起的膜面结垢；由铁，铝，锰等引起的金属氧化物污染；以及由泥沙和硅等引起的污染。因此，必须针对不同的废水特性，及根据废水中含有的污染物质类型，选择适宜的化学清洗药剂，并优化清洗方案。

目前，针对废水处理MBR项目，一般都要通过开展MBR中试试验，经过长时间的连续运行后，引起膜污染和膜阻力上升，然后选择不同的化学药剂对膜进行化学清洗，考察化学清洗后膜性能的恢复率。根据化学清洗后膜性能的恢复效果判断采用MBR技术处理该种废水的可行性，以及确定应该采用哪一种或多种化学清洗药剂，并制定出可行的清洗方案。尽管这样的操作模式能得到相对可靠的结果，但往往需要较长的试验时间，及投入的较大的人力和物力。而且往往由于很多设备和现场条件限制等方面的原因，不能很快顺利开展中试，从而无法在较短的时间内迅速做出能够采用MBR处理该种废水的判断，影响产品的推广和销售。

发明内容

本发明的目的是针对现有情况下，MBR膜化学清洗恢复性能的判断及清洗药剂的选择费时费力的问题，提供一种操作简单，成本低廉，能够快速的反映膜化学清洗恢复性能和选择合适的清洗药剂的可靠方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种评价平板膜化学清洗恢复性能的方法，包括以下步骤：

(1)使用小型评价装置确定平板膜的初始膜阻力R1、膜在污染后的膜阻力R2和膜在化学清洗后的膜阻力R3；

(2)根据膜的初始膜阻力R1、膜在污染后的膜阻力R2和膜在化学清洗后的膜阻力R3判断膜在污泥过滤后经化学清洗条件下的化学清洗恢复性能；

其中，所述的小型评价装置为：将搅拌式超滤杯置于搅拌器上，超滤杯与密封容器连接，密封容器与减压调节阀连接，减压调节阀与氮气钢瓶连接，减压调节阀出气管上安装压力表，搅拌式超滤杯的出水与天平连接，天平与电脑连接。

所述的步骤(1)中使用小型评价装置确定平板膜的初始膜阻力R1、膜在污染后的膜阻力R2和膜在化学清洗后的膜阻力R3的方法为：

①将平板膜片按照搅拌式超滤杯的规格裁成膜片，将膜片置于搅拌式超滤杯中并进行固定，将纯水置入搅拌式超滤杯和密封容器中，搅拌并调节系统压力至固定值，过滤5-20分钟，测试膜片在纯水中的通量J1后计算膜的初始膜阻力R1；

②将搅拌式超滤杯与密封容器的连接断开后，将搅拌式超滤杯直接与减压调节阀连接，将浓度为1000-3000mg/L的污泥倒入搅拌式超滤杯中过滤10-30分钟，污泥过滤后用纯水清洗搅拌式超滤杯中的膜片，完成一次对膜进行污泥过滤后纯水清洗的循环，重复该循环10-30次；