专利名称：错流式超滤膜反洗方法
技术领域：
本发明属于水处理领域。
背景技术：
超滤膜广泛应用于海水淡化、火电、核电、医药、石油、化工等领域的原水预处理系统，膜技术作为一种先进、经济的水处理技术，其社会效益和经济效益日显突出。超滤加强反洗是超滤膜最重要的性能复苏方式，其加强反洗方式的选择对超滤膜能否长期稳定运行至关重要。而最为广泛使用的错流式超滤膜，其加强反洗方式常采用单一加次氯酸钠加强反洗，这种加强反洗方式有利于去除微生物在膜表面的沉积、滋长，但不能去除进水中的黏泥、垢类在膜表面的沉积，尤其是当进水采用絮凝剂处理时，加药量调整不当就会致使絮凝 剂在膜表面沉积，黏泥、垢类、絮凝剂的沉积会大大降低系统运行的膜通量、致使跨膜压差上升、能耗上升，严重时，膜丝完全堵死，致使超滤装置无法运行。虽然配置有定期使用的化学清洗系统，但是当膜表面沉积量达到一定程度时，化学清洗后系统仍无法恢复膜的正常水通量。通常，错流式超滤膜进水压力最大值为400 500 kPa，正常进水压力为30 80kPa，最大跨膜压差为200kPa，正常跨膜压差之间30 60kPa之间，当超滤运行制水周期达到设定值或进水压力增加30%以上或跨膜压差达到80 IOOkPa或维持进水压力不变时产水流量下降15% (扣除温度影响)时，均应采用化学加强反洗CEB。错流式超滤膜常规加强反洗CEB均采用几个制水周期后加入次氯酸钠反洗，超滤操作步骤为
第一个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间30分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟；
第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间30分钟；
第六个制水周期第三步超滤加强反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、次氯酸钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量50 100mg/L，时间2分钟；
达到第六个周期后自动进入第一个制水周期，循环。但上述操作不能有效去除超滤膜上的黏泥、垢类等沉积物。
发明内容
本发明提供一种错流式超滤膜反洗方法，以解决目前错流式超滤膜反洗方法中存在的不能有效去除超滤膜上的黏泥、垢类等沉积物的问题。
本发明采取的技术方案是，包括下列步骤
第一个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟； 第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟；
第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量50 100mg/L或pH值在I. 8 2. 2，时间2 3分钟；
第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间10 15分钟；
第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2 3分钟；
第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相
同；
第十二个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟；
第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟；第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量50 100mg/L、氢氧化钠加药量50 100mg/L或pH值在9. 8^10. 2，时间2 3分钟；
第十二个制水周期第四步超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间10 15分钟，
第十二个制水周期第五步超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2 3分钟；
达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。本发明在错流式超滤膜加强反洗方式均采用单一加次氯酸钠加强反洗的基础上，基于超滤膜装置材质具有抗氧化能力强，能够抵御酸碱的特点，辅以盐酸、氢氧化钠的化学加强反洗，即超滤增强反洗方式为加盐酸反洗、加次氯酸钠和氢氧化钠加强反洗。本发明的优点
虽然“错流式”超滤相对于“死端过滤”超滤来说，不易产生膜表面严重污堵，但实际运行时受到水源变化、加药量调整、水温变化等因素的影响，“错流式”超滤在一定的运行周期后，膜表面仍然普遍存在着严重沉积污堵现象，本发明不仅有利于去除微生物在膜表面的沉积、滋长，也有效地去除进水中的黏泥、垢类、絮凝剂在膜表面的沉积，依靠盐酸对无机垢类、氢氧化钠加次氯酸钠对有机垢类、微生物、细菌的高效除去能力，保证了膜系统运行期间的出水水质和膜通量，使跨膜压差维持在较小的范围内，同时也降低了能耗，确保了超滤装置长期稳定、经济、安全的运行，避免了下级水处理设备的进水水质。在原有设备和系统基础上，改造费用很低，改造难度小，整个操作采用全自动控制，同时由于考虑到次氯酸钠和氢氧化钠兼容，不发生化学反应，因此加入次氯酸钠加氢氧化钠时，采用一根管路。另外，通过修改“加盐酸反洗周期”、“加次氯酸钠+氢氧化钠反洗周期”及每种加药反洗中的反洗排放时间、浸泡时间、冲洗时间均可更改，有利于通过时间调整保证进水采用不同水质时加强反洗的效果。同时，运行过程中盐酸、氢氧化钠的排放不会改变废水pH值。同时，可通过酸碱储存箱添加防护药品对超滤装置进行定期防护。
具体实施例方式实施例I 第一个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2分钟；
第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45分钟；
第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量50mg/L时间3分钟；
第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间15分钟；
第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间3分钟；
第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相
同；
第十二个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2分钟；
第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量50mg/L、氢氧化钠加药量50mg/L，时间3分钟；
第十二个制水周期第四步超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间15分钟，第十二个制水周期第五步超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间3分钟；
达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。实施例2
第一个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2. 5分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间47. 5分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2. 5分钟；
第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间47. 5分钟；
第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量75mg/L ；
第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间12. 5分钟；
第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2. 5分钟；
第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相
同；
第十二个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2. 5分钟；
第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间47. 5分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量75mg/L、氢氧化钠加药量75mg/L，时间2. 5分钟；
第十二个制水周期第四歩超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间12. 5分
钟，
第十二个制水周期第五步超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2. 5分钟；
达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。实施例3
第一个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间3分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间50分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间3分钟；
第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间50分钟；
第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量100mg/L，时间2分钟；
第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间10分钟；第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2分钟；
第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相
同；
第十二个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间3分钟；
第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间50分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量100mg/L、氢氧化钠加药量100mg/L，时间2分钟；
第十二个制水周期第四步超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间10分钟，第十二个制水周期第五歩超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2分钟；
达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。实施例4
第六个制水周期第三歩超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中加入盐酸，使pH值在2. 2，时间3分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量50mg/L，加入氢氧化钠使pH值在9. 8，时间3分钟；
其余步骤同实施例I。实施例5
第六个制水周期第三歩超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中加入盐酸，使pH值在2. 0，时间2. 5分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量75mg/L，加入氢氧化钠使pH值在10. 0，时间2. 5分钟；
其余步骤同实施例2。实施例6
第六个制水周期第三歩超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中加入盐酸，使pH值在I. 8，时间2分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量100mg/L，加入氢氧化钠使pH值在10. 2，时间2分钟；
其余步骤同实施例3。下边通过试验例来进ー步说明来本发明效果。某发电公司2X300MW机组，将超滤装置应用于除盐水处理系统中，除盐水制水流程为自来水一变频泵一保安过滤器(孔径为130微米)ー超滤装置一清水箱一清水泵ー离子交換器。超滤装置以自来水为水源，采用错流式的方式，即运行中同时排放浓水，以定期加次氯酸钠反洗和化学清洗的方式去除膜筒中的污染物。运行步骤为运行一反洗ー运行一反洗ー运行一反洗加氯反洗ー运行，运行中毎30分钟自动反洗一次，毎次反洗时间I分钟，每3个制水周期加氯反洗一次。运行中主要监瞀进出水浊度、反洗余氯、出水余氯、出水氧化还原电位、过滤膜筒压差和流量。装置设计进水压カ最大值为500 kPa，正常进水压カ为30 80kPa，最大跨膜压差为200kPa，正常跨膜压差之间30 60kPa之间，额定出力100t/h，最大出力 120t/h。1、2、3号超滤装置运行I. 5个月后，进水压力均由正常情况下的30 SOkPa升高到160 180kPa，跨膜压差均大于100 kPa，膜装置出水压カ40kPa，出水流量由100t/h降为62t/h，膜透过率由105 L / (m2 *h )降为64 L / (m2 -h ),由于水温基本没有变化，因此温度对运行參数影响不大，打开超滤装置，发现膜发生严重污堵，需要进行化学清洗。考虑到超滤装置化学清洗周期正常应每5 6个月一次，因此超滤装置进水水质不合格或超滤装置加强反洗效果不佳，但通过对水质分析确认进水水质符合要求，说明造成超滤装置污堵的原因是加强反洗效果不佳。之后采取本发明方法来进行错流式超滤膜反洗
对加药反洗系统进行了改造，对单一次氯酸钠加强反洗改为盐酸、次氯酸钠加氢氧化钠加强反洗，新增了盐酸加药箱、加药泵及相关管路，在次氯酸钠溶液箱内增配氢氧化钠溶液。改造后运行操作为
第一个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，两侧均满水后，此步完成，时间2. 5分钟；
第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，产水时间50分钟；
第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟；
如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期；
第六个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间3分钟；
第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间50分钟；
第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量75mg/L ；
第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间12. 5分钟；
第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2. 5分钟；
第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相
同；
第十二个制水周期第一歩超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2. 5分钟；
第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间47. 5分钟；
第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量75mg/L、氢氧化钠加药量75mg/L，时间2. 5分钟；第十二个制水周期第四步超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间12. 5分
钟，
第十二个制水周期第五歩超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2. 5分钟； 达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。 改造后超滤装置运行时间约7个月，三套超滤装置制水周期从30分钟提高到50分钟，大大提高了设备的利用率。三套超滤装置进水压力均在为50 SOkPa之间，跨膜压差均小于60kPa，最大出水浊度均为0. 27 NTU,小于设计值(く 1NTU)，SDI小于2，小于设计值(SDI < 3)，期间三套超滤装置均没有实施过化学清洗，其中1、2、3号超滤平均产水流量分别达到额定流量89. 8%,88. 5%,90. 2%，没有达到设计流量的原因是冬季超滤装置进水虽然通过加热器，但是水温(实际12 16°C)仍然低于最佳温度18 25°C，这是正常现象，也是保护超滤装置的ー个措施。在扣除温度因素的影响后，三套超滤出力均达到额定出力。因此从改造后三套超滤运行来看，设备运行状况良好、出水水质优良，完全符合设计要求及反渗透进水水质要求，运行參数稳定且全部在设计范围内。
权利要求
1. 一种错流式超滤膜反洗方法，其特征在于包括下列步骤 第一个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟； 第一个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟； 第一个制水周期第三步超滤反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀，时间I分钟； 如上相同方法进行第二个制水周期、第三个制水周期、第四个制水周期和第五个制水周期； 第六个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟； 第六个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟； 第六个制水周期第三步超滤加酸反洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进盐酸阀、盐酸加药泵，反洗水中盐酸加药量50 100mg/L或pH值在I. 8 2. 2，时间2 3分钟； 第六个制水周期第四步超滤加酸浸泡，关闭所有阀门，浸泡时间10 15分钟； 第六个制水周期第五步超滤加酸反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2 3分钟； 第七个制水周期到第十一个制水周期与如上的第一个制水周期到第五个制水周期相同； 第十二个制水周期第一步超滤排气满水，开启进水侧排气阀、产水排气阀侧、进水阀，时间2 3分钟；第十二个制水周期第二步超滤运行产水，开启进水阀、产水阀，时间45 50分钟；第十二个制水周期第三步超滤加强反洗，加次氯酸钠和氢氧化钠，开启反洗进水阀、反洗排水阀、进次氯酸钠阀、进氢氧化钠阀、次氯酸钠加药泵、氢氧化钠加药泵，反洗水中次氯酸钠加药量50 100mg/L、氢氧化钠加药量50 100mg/L或pH值在9. 8^10. 2，时间2 3分钟； 第十二个制水周期第四步超滤加强反洗，关闭所有阀门进行浸泡，浸泡时间10 15分钟， 第十二个制水周期第五步超滤加强反洗的冲洗，开启反洗进水阀、反洗排水阀进行冲洗，冲洗时间2 3分钟； 达到第十二个制水周期后自动进入第一个制水周期，循环。
全文摘要
本发明涉及一种错流式超滤膜反洗方法，属于水处理领域。本发明在错流式超滤膜加强反洗方式均采用单一加次氯酸钠加强反洗的基础上，基于超滤膜装置材质具有抗氧化能力强，能够抵御酸碱的特点，辅以盐酸、氢氧化钠的化学加强反洗，即超滤增强反洗方式为加盐酸反洗、加次氯酸钠和氢氧化钠加强反洗。保证了膜系统运行期间的出水水质和膜通量，使跨膜压差维持在较小的范围内，同时也降低了能耗，确保了超滤装置长期稳定、经济、安全的运行。
文档编号B01D61/20GK102773022SQ20121026774
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者孙天利, 张建新, 张春波, 王久生, 郭慧 申请人:吉林省电力有限公司电力科学研究院, 吉林省电力科学研究院有限公司, 国家电网公司