专利名称：柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法
技术领域：
本发明涉及一种饮用水处理技术使用的超滤膜，特别涉及一种柱式超滤膜处理工艺膜 通量的恢复方法。
背景技术：
目前，膜分离技术被称为"21世纪的水处理技术"，随着超滤技术的不断成熟，在饮用水 处理领域，超滤膜法处理工艺得到了广泛应用，但是膜法水处理技术的最大问题就是膜通量 的下降，即膜污染的出现。膜污染是膜运行中一个增加膜阻力因素的总称，它是指与膜接触 料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理、化学、生化或机械作用，引起膜面或 膜孔内吸附、沉积以及微生物在膜水界面的积累，造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流 量与分离特性大幅度降低的现象。污染后的膜通量下降、清洗难度加大、膜的使用寿命縮短， 严重影响了超滤的工作效率，使得该技术的应用受到限制。为了解决超滤膜的污染问题，国内外学者做了大量的研究工作，取得了较大进展，但效 果均不理想。常用的通量恢复方法有物理清洗和化学清洗。物理清洗是指依靠机械的冲刷、 反冲洗使得膜表面、膜孔内的污染物脱落的过程，但是单纯的物理清洗并不能很好的恢复膜 通量。化学清洗是指当膜污染到不能正常运行时用化学药剂对污染过的膜进行停机清洗，以 去除单纯物理清洗所不能去除的污染物质，此方式清洗模式复杂，需用泵打循环清洗，且通 常需停机10小时以上，从而严重影响了单位时间产水量，降低了工作效率。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方 法，该方法为在线清洗方式，可以达到有效恢复膜通量的目的，并且可以取得满意的膜污染
控制效果，延长膜的使用寿命。本发明的一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，它包括以下步骤(a) 采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗；(b) 用化学药剂浸泡柱式超滤膜组件，所述的超滤膜组件的浸泡时间为30—60min;(c) 采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗。本发明方法和已有技术相比具有以下优点该方法可实现在线清洗，实现完全自动控 制，整个过程无需人工操作；可以有效恢复膜通量，有效控制膜污染，延长膜的使用寿命。
附图为本发明的一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法的冲洗系统的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对^:发明作以详细描述。本发明的一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，它包括以下步骤(a)采用冲 洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗；(b)用化学药剂浸泡柱式超滤膜组件，所述的超 滤膜组件的浸泡时间为30—60min; (c)采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗。 戶)f述的(a)和(c)步骤中的水力反冲洗步骤包括(1)顺冲排浓，利用原水从所述的膜组 件进水口1进，脏水从膜组件浓水口 3排出；(2)反冲洗过程，包括上反冲和下反冲，上反 冲是反冲洗水从反冲洗进水口2进，经膜组件的出水口从膜组件的浓水口3排出；下反冲是 指反冲洗水从反冲洗进水口2进，经膜组件的出水口从排水口4排出；(3)净水顺冲，冲洗 水从反冲洗进水口2进，经膜组件的进水口从浓水口 3排出。所述的(a)和(c)步骤中的 冲洗系统可以包括设置有进水口、出水口、浓水口的柱式超滤膜组件，所述的膜组件的进水 口、出水口分别通过连接管路与设置有原水进水口和排水口的原水进水管路、设置有反冲洗 进水口的反洗管路相连通，在所述的原水进水管路的原水进水口管路侧和排水口侧的管路上 分别装有一个气动阀门，在所述的反洗管路上开有加药口并装有一个气动阀门，所述的反洗 管路的反冲洗进水口侧的管路通过其上装有一个气动阀门的管路与所述的原水进水管路位 于排水口处的管路相连通，所述的膜组件的浓水口连接有其上装有一个气动阀门的浓水管 路。在本发明方法中(1) 当膜运行到一定时间或者跨膜压增加到一定数值时，单纯的水力冲洗已不能使膜 通量有效恢复时，启动本方法。(2) 水力反冲洗过程首先是水力清洗过程的顺冲排浓，利用原水从进水口 1进，脏 水从浓水口 3排出(气动阀门11、 8打开，其他阀门关闭)，通过大流速产生的剪切力将膜 表面的污染物冲刷掉，这个过程不能去除膜孔内的污染物。接下来是反冲洗过程，分为上反 冲和下反冲，上反冲指的是反冲洗水从反冲洗进水口2进，从浓水口3排出(气动阀门7、 8 打开，其他阀门关闭)；下反冲是指反冲洗水从反冲洗进水口 2进，从排水口4排出(气动 阀门7、 10打开，其他阀门关闭)；这两个过程能将膜孔内的部分污染物冲刷下来。最后再 用净水顺冲，冲洗水从反冲洗进水口 2进，从浓水口 3排出(气动阀门9、 8打开，其他阀 门关闭)，整个反冲过程结束。每个反冲步骤的反冲时间及反冲强度依具体情况而定。(3) 化学药剂浸泡过程反冲洗过程结束后向膜组件6进反洗水(气动阀门7、 8打开， 其他阀门关闭)，同时在反洗管道5处投加一定浓度的化学药剂，当药液充满膜组件6时关 闭气动阀门7、 8进行浸泡，浸泡时间一般为30 60min。这个过程能去除水力反冲不能去除 的污染物，有效恢复膜通量。(4) 水力反冲洗过程化学药剂浸泡过程结束后用清水彻底反冲，反冲过程同(2)。(5) 化学药剂为盐酸或氢氧化钠和次氯酸钠的混合液中的一种。从经济、安全、有效 几方面出发，不同材质的超滤膜可采用不同的化学药剂浓度，但浓度要控制在膜的耐受限以 下，避免造成对膜的损伤。 ，以下实施例中的柱式超滤膜采用合金PVC中空纤维膜组件，膜的孔径为O.Olum，有效 膜面积为40m2，采用全量过滤，过滤周期为20 40min，整个试验过程保持连续运行。实施例l:高藻期(原水藻类为3000万个/L左右)，柱式膜系统处于全量过滤、连续运行状态，
过滤周期为20min。当超滤膜系统跨膜压差增加到100.6Kpa时，启动本方法。其中水力反冲 洗过程首先是水力清洗过程的顺冲排浓，利用原水从进水口 1进，脏水从浓水口 3排出(气 动阀门ll、 8打开，其他阀门关闭)，通过大流速产生的剪切力将膜表面的污染物冲刷掉， 这个过程不能去除膜孔内'的污染物。接下来是反冲洗过程，分为上反冲和下反冲，上反冲指 的是反冲洗水从反冲洗进水口 2进，从浓水口 3排出(气动阀门7、 8打开，其他阀门关闭)； 下反冲是指反冲洗水从反冲洗进水口2进，从排水口4排出(气动阈门7、 IO打开，其他阀 门关闭)；这两个过程能将膜孔内的部分污染物冲刷下来。最后再用净水顺冲，冲洗水从反 冲洗进水口2进，从浓水口3排出(气动阀门9、 8打开，其他阀门关闭)，整个反冲过程 结束顺冲10s，顺冲流量5mS/h/支；上反洗30s，上反洗流量7n^/h/支；下反洗20s,下反 洗流量7n^/h/支；顺冲30s，顺冲流量5mS/h/支。化学药剂浸泡过程采用NaClO和NaOH 混合液浸泡30min， NaClO浓度为200ppm， NaOH质量百分比浓度为0.5%。水力反冲洗过 程同前面的反冲洗过程。采用本方法清洗后超滤膜系统的跨膜压差降为80.1Kpa，比清洗 前降低20.5Kpa，跨膜压差得到很好的恢复，清洗效果明显。高藻期采用本方法以后，超滤膜出水水质指标均能满足《城市供水水质标准》 (CJ/T206-2005)的要求。实施例2:低温期(原水温度为2.5°C)，柱式超滤膜系统处于全量过滤、连续运行状态，过滤周 期为30min。当超滤膜系统跨膜压差增加到81.1Kpa时，启动本方法。其中水力反冲洗过程 (同例l):顺冲10s，顺冲流量5r^/h/支；上反洗30s，上反洗流量6n^/h/支；下反洗20s， 下反洗流量6mS/h/支；顺冲30s，顺冲流量5mS/h/支。化学药剂浸泡过程采用NaClO和NaOH 混合液浸泡40min， NaClO浓度为100ppm， NaOH质量百分比浓度为0.5%。水力反冲洗过 程同前面的反冲洗过程。采用本方法清洗后超滤膜系统的跨膜压差降为63.4Kpa，比清洗 前降低17.7Kpa，跨膜压差得到很好的恢复，清洗效果明显。 z低温期采用本方法以后，超滤膜出水水质指标均能满足《城市供水水质标准》 (CJ/T206-2005)的要求。
实施例3:常温期(原水温度为12°C)，柱式超滤膜系统处于全量过滤、连续运行状态，过滤周期 为40min。当超滤膜系统跨膜压差增加到90.3Kpa时，启动本方法。其中水力反冲洗过程(同 例l):顺冲10s，顺冲流量5n^/h/支；上反洗30s，上反洗流量6mVh/支；下反洗20s，下 反洗流量6mVh/支；顺冲30s，顺冲流量5m"h/支。化学药剂浸泡过程采用盐酸浸泡60min， 盐酸的质量百分比浓度为0.8%。水力反冲洗过程同前面的反冲洗过程。采用本方法清洗后 超滤膜系统的跨膜压差降为70.1Kpa，比清洗前降低20.2Kpa，跨膜压差得到很好的恢复，清 洗效果明显。常温期采用本方法以后，超滤膜出水水质指标均能满足《城市供水水质标准》 (CJ/T206-2005)的要求。
权利要求
1.一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，其特征在于它包括以下步骤(a)采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗；(b)用化学药剂浸泡柱式超滤膜组件，所述的超滤膜组件的浸泡时间为30-60min；(c)采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗。
2. 根据权利要求1所述的柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，其特征在于所 述的(b)步骤中的化学药剂为盐酸或氢氧化钠和次氯酸钠的混合物中的一种。
3. 根据权利要求1所述的柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，其特征在于所 述的(a)和(c)步骤中的水力反冲洗步骤包括-(1) 顺冲排浓，利用原水从所述的膜组件进水口进，脏水从膜组件浓水口排出；(2) 反冲洗过程，包括上反冲和下反冲，上反冲是反冲洗水从反冲洗进水口进，经 膜组件的出水口从膜组件的浓水口排出；下反冲是指反冲洗水从反冲洗进水口进，经膜组件 的出水口从排水口排出；(3) 净水顺冲，冲洗水从反冲洗进水口进，经膜组件的进水口从浓水口排出。
4.根据权利要求1所述的柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，其特征在于所述 的(a)和(c)步骤中的冲洗系统包括设置有进水口、出水口、浓水口的柱式超滤膜组件， 所述的膜组件的进水口、出水口分别通过连接管路与设置有原水进水口和排水口的原水进水 管路、设置有反冲洗进水口的反洗管路相连通，在所述的原水进水管路的原水进水口管路侧 和排水口侧的管路上分别装有一个气动阀门，在所述的反洗管路上开有加药口并装有一个气 动阀门，所述的反洗管路的反冲洗进水口侧的管路通过其上装有一个气动阀门的管路与所述 的原水进水管路位于排水口处的管路相连通，所述的膜组件的浓水口连接有其上装有一个气 动阔门的浓水管路。
全文摘要
本发明公开了一种柱式超滤膜处理工艺膜通量的恢复方法，它包括以下步骤(a)采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗；(b)用化学药剂浸泡柱式超滤膜组件，所述的超滤膜组件的浸泡时间为30-60min；(c)采用冲洗系统对柱式超滤膜组件进行水力反冲洗。本发明方法可实现在线清洗，实现完全自动控制，整个过程无需人工操作；可以有效恢复膜通量，有效控制膜污染，延长膜的使用寿命。
文档编号B01D65/00GK101164674SQ200710058728
公开日2008年4月23日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年8月14日
发明者何文杰, 卜建伟, 孙慧娴, 李爱斌, 健 王, 峰 肖, 胡建坤, 韩宏大 申请人:天津市华宇膜技术有限公司