本发明属于膜清洗技术领域，涉及一种利用超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法。
背景技术：
在过去的20多年里，膜技术发展迅速，已经成为污水高效处理的一种新技术。与传统处理法相比，具有容积负荷高、有机物去除率高、占地面积小和易于自动化控制等优点，但是膜污染问题仍然是阻碍膜分离技术发展的一个难题，严重影响了该工艺的稳定性与经济性，限制了其广泛使用，而膜清洗是延长膜寿命的有效方式。
国内外关于缓解超滤膜污染问题的研究主要围绕以下3个方面：膜材料与膜组件结构优化、调整反应器运行条件、提高混合液可滤性。尽管这些传统的措施取得了一定的效果，但抑制膜表面污染问题一直是传统方法面临的最大问题。
目前，工程上常用的膜清洗方法主要有物理清洗、化学清洗和生物清洗技术。物理清洗技术指利用高流速的水或空气和水的混合流体冲洗膜表面，化学清洗指在水流中加入某种合适的化学试剂，生物清洗指借助微生物、酶等生物活性剂的生物活动去除膜污染物质。此外，以上几种膜清洗方法均存在一些缺陷：物理清洗清洗范围有限，难以清洗去除膜表面以及孔内的污染物；化学清洗成本较高，而且使用过程中会产生污染问题对膜组件的寿命产生影响，大大地缩小其使用寿命；生物清洗技术具有一定的局限性，酶具有一定的选择性以及专一性，酶的活性受到温度、pH等的影响，对处理条件有一定的要求，因此适用范围比较局限。
技术实现要素：
本发明需要解决的问题是针对上述几种常用的清洗方法存在的清洗效率低、成本价高和易产生二次污染以及适用范围比较受限等缺陷和不足，而提供一种化学清洗与超声波有效地结合起来，增强化学清洗效果，节省药剂清洗量，从而节约成本的超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种利用超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法，具体包括如下操作步骤：
步骤1，对超滤膜组件进行气水联合反冲洗10min-15min，然后将超滤膜组件中的污水全部排出；
步骤2，配制次氯酸钠化学清洗液，注入超滤膜膜池至浸没膜组件，浸泡2h-6h；
步骤3，用超滤膜进行过滤，反洗循环，同时加载20kHz-50kHz的超声波协助化学清洗；
步骤4，注入盐酸溶液，浸泡2h-6h；
步骤5，用超滤膜进行过滤，反洗循环，同时加载20kHz-50kHz的超声波协助化学清洗；
其中，步骤1中，所述气水联合反冲洗时间为10min-12min，优选12min。
其中，步骤2中，所述次氯酸钠化学清洗液质量浓度为0.05％—0.2％，优选0.1％，浸泡时间为4h-6h，优选5h。
其中，步骤3和步骤5中，所述超声波的频率为30kHz—50kHz，优选40kHz。
其中，步骤4中，所述盐酸溶液质量浓度为0.1％—0.3％，优选0.2％，浸泡时间为4h-6h，优选5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明方法利用超声波的空化效应来增强化学清洗效果，利用空化气泡爆破时，产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来，小气泡和声压同步膨胀、收缩，像剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，将污垢层一层层剥离。
(2)超声波清洗能作用到化学清洗方法不能清洗到的死角、空隙。
(3)将其与化学清洗相结合，可以有效增强清洗效果，可以更好地恢复膜通量，减小跨膜压差，同时可以减少化学清洗药剂用量，节约成本。
附图说明
图1为物理清洗效果变化图；
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
一种利用超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法，具体包括如下操作步骤：
首先对超滤膜进行气水联合反冲洗10min，然后将超滤膜组件中的污水全部排出；配制质量浓度为0.05％次氯酸钠化学清洗液，注入超滤膜膜池至浸没膜组件，浸泡2.5h；然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为40kHz的超声波协助化学清洗；最后注入质量浓度为0.1％的盐酸溶液浸没膜组件，浸泡2.5h，然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为30kHz的超声波协助化学清洗；
经过清洗之后超滤膜膜通量可以恢复到94％，跨膜压差可以降为31kPa。清洗效果良好，有效地节约了药剂使用量。
实施例2
一种利用超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法，具体包括如下操作步骤：
首先对超滤膜进行气水联合反冲洗12min，然后将超滤膜组件中的污水全部排出；配制质量浓度为0.1％次氯酸钠化学清洗液，注入超滤膜膜池至浸没膜组件，浸泡3h；然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为50kHz的超声波协助化学清洗；最后注入质量浓度为0.15％的盐酸溶液浸没膜组件，浸泡3h，然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为50kHz的超声波协助化学清洗；
经过清洗之后超滤膜膜通量可以恢复到95％，跨膜压差可以降为30kPa。清洗效果良好，有效地节约了药剂使用量。
实施例3
一种利用超声波结合化学清洗剂清洗超滤膜的方法，具体包括如下操作步骤：
首先对超滤膜进行气水联合反冲洗15min，然后将超滤膜组件中的污水全部排出；配制质量浓度为0.15％次氯酸钠化学清洗液，注入超滤膜膜池至浸没膜组件，浸泡4h；然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为40kHz的超声波协助化学清洗；最后注入质量浓度为0.2％的盐酸溶液浸没膜组件，浸泡4h，然后进行过滤，反洗循环，同时加载频率为40kHz的超声波协助化学清洗；
经过清洗之后超滤膜膜通量可以恢复到95％，跨膜压差可以降为30kPa。清洗效果良好，有效地节约了药剂使用量。
下面列举几个对比例：
对比例1
物理清洗，以反冲洗为例，如图1所示，恢复通量值随着时间的增加而增加，但是恢复的比较缓慢，反冲洗5小时，恢复通量还不超过3MPa/s，清洁效果较差。物理清洗除了上述的清洗效果较差等缺陷外，还存在清洗范围有限等缺陷，难以去除孔内以及膜表面的污染物。
对比例2
化学清洗，见表1，用pH＝2的HCl溶液清洗5h，进、出水量和进、出水压力的对比表格，使用pH＝2的HCl溶液清洗5h，恢复膜通量比较差，除此之外，化学清洗剂的使用量较大，化学清洗后残留的清洗剂还会对膜组件的寿命产生影响，大大地缩小其使用寿命，同时对环境具有一定的污染。
表1.HCl溶液(pH＝2)5h清洗效果
对比例3
化学清洗，见表2，用400mgCl/L的NaClO为清洗溶液清洗5h，进、出水量和进、出水压力的对比表格。使用400mgCl/L的NaClO的溶液清洗5h，恢复膜通量比较差，除此之外，清洗时间长，浪费药剂，化学清洗后残留的清洗剂可能对膜组件具有一定的腐蚀作用，大大地缩小其使用寿命。
表2.以400mgCl/L的NaClO为清洗溶液的实验清洗5h后的清洗效果
综上所述，本发明方法利用超声波的空化效应来增强化学清洗效果，利用空化气泡爆破时，产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来，小气泡和声压同步膨胀、收缩，像剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，将污垢层一层层剥离。
超声波清洗能作用到化学清洗方法不能清洗到的死角、空隙。
将其与化学清洗相结合，可以有效增强清洗效果，可以更好地恢复膜通量，减小跨膜压差，同时可以减少化学清洗药剂用量，节约成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。