[发明专利]一种中空纤维疏水膜组件的在线清洗干燥方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜组件清洗，具体涉及一种中空纤维疏水膜组件的在线清洗干燥方法，尤指在利用膜蒸馏技术浓缩过程中，对膜蒸馏用的中空纤维疏水膜组件的在线清洗干燥方法。

背景技术

膜蒸馏是上世纪80年代为海水脱盐而研发的疏水膜技术，它是采用微孔疏水膜、以膜两侧蒸汽压差为驱动力的一种新型膜分离过程。

膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，其所用的膜为不被待处理料液润湿的疏水微孔膜，即只有蒸汽能够进入膜孔，而待处理料液则不能透过膜孔。在膜蒸馏处理过程中，膜的一侧与热的待处理料液（热侧料液）直接接触（膜的疏水本性使得待处理料液中的水溶液不能透过膜孔，而在每个膜孔的入口处形成气液接触），膜的另一侧直接或间接与冷的水溶液接触，热侧料液中的易挥发组分在膜面处汽化通过膜进入冷侧并被冷凝成液相，其他组分则被疏水膜阻挡在热侧，从而实现混合物分离或提纯的目的。膜蒸馏是热量和质量同时传递的过程，是有相变的膜过程，其传质推动力为膜两侧透过组分的蒸汽压差。因此，实现膜蒸馏需要有两个条件：①所用膜必须是疏水微孔膜(对分离水溶液而言)；②膜两侧要有一定的温差，以提供传质所需的推动力。

与常规蒸馏相比，膜蒸馏的优势有：

①在膜蒸馏过程中蒸发区和冷凝区十分靠近，实际上蒸发区和冷凝区的间隔仅为膜的厚度，蒸馏液却不会被料液污染，所以膜蒸馏与常规蒸馏相比具有更高的蒸馏效率，并且由于仅有水蒸气能透过膜孔，因此获得的蒸馏液更为纯净；

②在膜蒸馏过程中，由于料液直接与膜接触，最大限度地消除了不凝气体的干扰，无需复杂的蒸馏设备，如耐压容器等；

③蒸馏过程的效率与料液的蒸发面积直接相关，在膜蒸馏过程中很容易实现在有限的空间中增加膜面积即增加蒸发面积，从而提高蒸馏效率；

④能够低温操作，膜蒸馏操作温度比传统的蒸馏操作低得多，无需把料液加热到沸腾，只要膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，因此在实际运行中可以利用太阳能、地热、温泉、工厂余热和温热的工业废水等廉价能源；

⑤膜蒸馏所用设备多为塑料制品，解决了常规蒸馏塔的结垢和腐蚀问题，设备造价也比常规蒸馏塔低。

近年来，随着膜材料和各种制膜工艺的日益成熟，膜蒸馏用的疏水膜产品也日益增多，然而，在膜蒸馏过程的长期应用过程中，不可避免的会出现疏水膜组件的亲水化问题，由此会导致膜组件进料侧的料液通过亲水化后的膜组件的膜孔渗漏到产水侧，影响产水质量，导致疏水膜组件使用寿命降低。尤其是对于亲水化严重的膜组件，不论采用何种清洗方式和清洗工艺，已经不能恢复疏水膜组件的疏水性，使得疏水膜组件不得不报废处理。

中国专利CN102101019A涉及了一种膜蒸馏清洗方法，对已经被严重污染的膜蒸馏组件，首先按照常规的酸碱方法进行一次清洗，去除大部分污染物。然后再按照常规的酸碱方法进行清洗，但需要对酸碱溶液进行加热，同时，在膜组件的产水侧抽真空。完成之后，排尽疏水膜组件中的液体，在膜组件的原水侧通入加热空气，同时，在膜组件的产水侧抽真空，进行干燥处理。在通入热空气的同时，还可以将疏水膜组件直接置于微波箱中进行辅助加热，提高干燥效果。该专利涉及的是一种化学清洗方法和工艺，针对的是已经被严重污染的膜组件，涉及了酸碱化学清洗和进料侧通入热空气同时产水侧抽真空等方法。但该方案不是一种短期的频繁在线物理清洗干燥方法，其对象不适用于污染尚不严重、还未发生明显亲水化渗漏的疏水膜组件，不能很好的防范由于疏水膜组件发生严重亲水化所导致的膜组件渗漏问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种中空纤维疏水膜组件的在线清洗干燥方法，属于短期的频繁在线物理清洗干燥方法，适用于污染尚不严重、还未发生明显亲水化渗漏的疏水膜组件，能有效防范由于疏水膜组件发生严重亲水化所导致的膜组件渗漏问题，防止疏水膜组件的快速亲水化，延缓疏水膜组件的亲水化倾向，延长疏水膜组件的使用寿命。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种中空纤维疏水膜组件的在线清洗干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，当在线操作的中空纤维疏水膜组件运行一定时间后需要在线清洗时，将其切换到备用的不需要在线清洗的中空纤维疏水膜组件以继续运行；

步骤2，用自来水在线正冲洗需要清洗的中空纤维疏水膜组件一定时间；

步骤3，用自来水在线反冲洗需要清洗的中空纤维疏水膜组件一定时间；

步骤4，将正、反冲洗完的中空纤维疏水膜组件进行在线干燥；

步骤5，经过干燥的中空纤维疏水膜组件待用。