[发明专利]一种在线化学反洗膜组件的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体地，涉及一种在线化学反洗膜组件的装置和方法。

背景技术

膜生物反应器 (MBR)是将膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型污水处理工艺，具有出水水质好、占地面积小和产泥量低等特点，近年来在污水处理及回用水等领域越来越被广泛地应用。但是， 随着膜生物反应器长时间运行， 反应器混合液中污泥絮体、胶体颗粒和溶解性大分子有机物都会被膜截留，其大量沉积或吸附在膜表面以及堵塞膜孔，造成膜通量下降和跨膜压差上升，最终导致膜被严重污染而无法正常或长期稳定运行。膜清洗是减轻和控制膜污染的常用手段。由此， 如何提高膜清洗的效率，如何实现膜清洗的自动化，如何减少膜清洗过程中产生的费用等等一系列问题都已成为膜生物反应器技术推广应用的一个非常关键的研究课题。

膜清洗一般可以分为物理和化学清洗两种方法。物理清洗即是利用具有一定流速的固体颗粒物和高速水流、气流或者两者混合对膜表面或者膜孔进行机械冲刷和正反冲洗，以及利用其他一些特殊手段如超声、振动等除去膜表面滤饼层，最终达到缓解或减轻膜污染的目的。化学清洗即是通过将膜组件浸泡在某一种或者一系列化学试剂中，使其与膜污染物进行化学反应如无机污染物的溶解、有机污染物的分解等等，从而达到恢复通量并有效控制膜污染的目的。在物理清洗中，反冲洗由于可实现原位或在线清洗， 自动化控制程度高，操作非常方便和简单，成为最常使用的方法。但是，常规的物理反冲洗往往使用膜出水作为反洗用水，这根本无法去除一些强力吸附或者粘附在膜表面和膜孔里的污染物，膜通量也无法完全恢复，随着运行时间延长，不可逆的膜污染将不断累积，造成膜过滤性能下降，最终影响到膜生物反应器的运行。为此，必须使用化学清洗，由于化学清洗几乎可以清洗去除所有的膜污染物，也使其成为恢复膜通量的唯一方法。但是，传统化学清洗往往都需将膜组件整体从反应池中吊起和转移到化学清洗池进行浸泡，在一定程度上使得操作相对比较复杂且非常不方便，由于需要离线清洗而对系统的正常运行影响较大；另一方面膜清洗之后的废液还需进一步处理，往往造成大量化学清洗药剂的浪费和流失，更增大整个系统的运行成本。 

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术中膜组件清洗方式的不足，提供一种在线化学反洗膜组件的装置。

本发明的另一个目的是提供一种在线化学反洗膜组件的方法。所述方法是将物理反洗和化学清洗有机结合，同时能将清洗废液充分利用且不影响微生物活性的在线化学反洗膜组件的方法。

本发明针对上述方法和装置还设计了几种自动化控制模式。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种在线化学反洗膜组件的装置，包括反应组件，反应组件包括相互连接的反应池和出水泵，在线化学反洗装置还设有反洗组件，所述反洗组件包括与反应池依次连接的反洗泵和储存有反洗剂的药物储存池，所述在线化学反洗膜组件的装置还包括控制系统，控制系统能控制出水泵和反洗泵的开闭，从而使出水泵关闭，并同时打开反洗泵，利用反洗剂对反应池进行反洗。

所述装置采用控制系统对出水泵和反洗泵的运行与停止进行自动控制，当出水泵停止，反洗泵即运行，反洗剂由反洗泵抽吸沿与出水相反方向流动，进入膜内腔、透过膜孔、从膜外表面流出，对膜进行物理反洗的同时进行化学清洗，解决了常规物理反洗无法减轻不可逆污染的问题；避免了将膜组件吊出反应池、另设膜清洗池等劳动强度大、建设成本高、自动化水平低的技术缺陷。

优选地，所述反应池为活性污泥好氧反应池，溶解氧浓度大于1.5 mg/L。

优选地，所述的药物储存池中存放的反洗剂为碱性反洗剂，碱性反洗剂优选为pH为12的氢氧化钠溶液，其浓度约为0.01mol/L。

所述控制系统包括时间继电器，时间继电器分别与出水泵和反洗泵相连，控制出水泵和反洗泵的开闭。

优选地，所述时间继电器控制出水泵运行2.7小时，相继化学反洗泵运行0.3小时，然后周而复始不断循环往复。

    所述控制系统包括智能控制系统，智能控制系统包括感应器、处理器和控制器，感应器获取反应池的状态信息并将其传递到处理器，处理器根据收集到的状态信息通过控制器控制出水泵和反洗泵的开闭。

优选地，所述感应器为pH探头，pH探头设在反应池中并与处理器相连；或者所述感应器为压力传感器，压力传感器与处理器相连，反应池通过压力传感器分别与出水泵和反洗泵相连。