本发明涉及膜技术应用领域，具体为一种废旧的复合膜组件离线清洗修复方法及其装置，适用于反渗透膜组件或纳滤膜组件的回收利用。
背景技术：
目前，反渗透和纳滤膜技术凭借着产水水质高、无污染、运行成本低、操作维护简单、能耗低和方便等优点，已在锅炉补给水、工业纯水、海水淡化与污水处理领域，在石油、电力、冶金、化工、电子、制药、食品等多个工业行业中也得到广泛发展与利用，成为重要的高效节能工程操作单元，实现可持续发展战略的重要组成。
工业上反渗透（或纳滤）系统一般包括预处理系统、反渗透（纳滤）装置、后处理系统、清洗系统等，其中反渗透（或纳滤）装置最为重要，其核心为反渗透（或纳滤）膜元件。由于反渗透（或纳滤）系统在运行过程中，水中溶解性的无机盐、有机物、微生物、胶体等物质逐渐积累在膜活性层表面，影响膜的传质和系统的正常工作与运行，即膜污染过程，具体表现为在进口压力不变的情况下，产水电导率上升，产水量降低，导致膜通量下降。
目前，针对膜组件污染主要通过物理清洗和化学清洗两种方式来清洗恢复膜组件的通量，但是由于物理清洗对膜污染物清洗不彻底和化学清洗中使用的化学药剂浓度高且量过多，对污染物的化学药剂清洗无针对性，导致膜组件在运行过程中的产水量和去除率降低，进而使膜的使用寿命大幅降低，膜元件因性能下降而被废弃。随着反渗透和纳滤膜的广泛应用，这一问题日益严峻。这些废弃的膜材料有很大一部分可以再生利用，如果将其作为固废垃圾处理，这些膜材料几乎不可在自然条件下被降解，若处置不当，不仅污染了环境也浪费了资源。
目前，对于废弃反渗透和纳滤膜常见的处理方式有两种：一是作为固废垃圾处置，二是部分膜组件的再生利用，前者不仅增加了环境压力，增加了废弃物处理成本，同时也浪费了资源，而实现废弃卷式反渗透膜元件的再生与再利用，不仅减少了废弃膜元件的数量，降低了废弃膜元件的处理成本、减轻了环境污染和增加了经济效益。是一种有效的处理方式，同时也符合国家关于废弃物资源化的政策要求。因此，废弃膜组件的出路关键在再生利用。这些具有一定性能水平且有一定恢复可能的膜元件大量废弃，已成为膜技术领域中的一大浪费，能否使废弃膜元件得到有效再生，已成为业界的重要课题之一。例如，中国发明专利cn201110060405.0公开了一种废旧反渗透膜离线式清洗修复的方法和试剂。针对不同污染物污染的废旧反渗透膜组件配置不同的化学药剂，在清洗装置中使用配置好清洗化学药剂，在液体流速≥10m/s，压力≥1.5mpa下进行高速清洗，使得清洗后的膜组件脱盐率为98.8%，水回收率上升了6.6%，压差下降了0.11mpa。中国发明专利cn201310289802.4公开了一种防治反渗透膜或纳滤膜的清洗方法。其先进行汽水两相流清洗或同时进行化学清洗，再抽取反渗透浓水冲洗膜表面，然后将反渗透预处理用水输送至反渗透模块，将反渗透浓水侧浓水置换排出，有效地防治了反渗透或纳滤膜的污染。以化学清洗为主要修复手段的膜组件再生利用方法，不但需要大量的化学药剂，造成环境的污染破坏，而且化学方法对膜组件本身具有一定的破坏作用，缩短了膜组件的使用寿命。更为重要的是，针对膜组件的污染状况需要配置不同的化学药剂，处理过程复杂，不具备普适性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种废旧的复合膜组件离线清洗修复方法及其装置，解决了现有废旧的复合膜组件再生利用过程中存在的成本高、缩短膜组件使用寿命、不具备普适性等缺点。
为了解决上述问题，本发明涉及膜技术应用领域，具体为一种废旧的反渗透或纳滤膜组件离线清洗修复方法，适用于反渗透膜组件或纳滤膜组件的回收利用。
一种废旧复合膜组件离线清洗修复方法，具体包括以下步骤：
（1）清水清洗：将废旧复合膜组件安装，使清水通过废旧复合膜组件，使与膜表面结合较弱的污染物被抬起冲洗，待复合膜组件浓水流量和浓水电导率稳定后（例如，在一定时间（如1min或2min）内电导率和浊度变化小于3%），进行步骤（2）；
（2）高盐度溶液清洗：在一定时间内将一定浓度的高盐度溶液加入到复合膜组件进水侧，此时复合膜组件产水侧的产水在渗透压作用下透过复合膜进入进水侧，进行膜表面和膜通道内污染物清洗，然后污染物随高盐度溶液从浓水出水管道排出，待复合膜组件浓水流量、浓水电导率和浓水浊度稳定后，采集复合膜组件进水流量、进水电导率、产水电导率和产水流量，计算出此时复合膜组件的膜通量j、脱盐率η和膜通量恢复率，所述膜通量恢复率=（j0-j）/j0，j0为待恢复的废旧复合膜组件是新膜组件时的膜通量；
（3）二次高盐度溶液清洗：如果经过步骤（2）处理后，脱盐率和膜通量恢复率小于设定修复值（例如设置修复值为脱盐率85%-95%和膜通量恢复率80%-90%），在其他条件不变的情况下，增大高盐度溶液注入流量，重复步骤（2）进行高盐度溶液清洗，高盐溶液清洗若干次后，若达到脱盐率和膜通量恢复率的设定修复值，则进行步骤（5）；若未达到设定修复值且每相邻两次高盐度溶液清洗之间的脱盐率和膜通量变化量小于设定修复变化量时（例如设定脱盐率修复变化量为6%，设定膜通量修复变化量为5%），则进行步骤（4）；
（4）化学药剂清洗：根据复合膜组件的污染物配置化学药剂溶液，在一定时间内将一定浓度的化学药剂溶液加入到复合膜组件进水侧，对膜表面和膜内部较难除去的污染物通过化学反应进行进一步清洗，污染物与化学药剂通过浓水端管道排出，待复合膜组件浓水流量、浓水电导率和浓水浊度稳定后，进入步骤（5）；
（5）再次清水清洗：在常压下使清水通过废旧复合膜组件，去除管道内和复合膜组件内的化学药剂，冲洗一端时间后，待复合膜组件浓水流量和浓水电导率稳定后，采集复合膜组件进水流量、进水电导率、产水电导率和产水端流量，计算出此时复合膜组件的膜通量j、脱盐率η和膜通量恢复率，若计算值大于等于设定修复值，则废旧的复合膜组件达到较好的恢复效果。
进一步地，所述步骤（2）中高盐度溶液为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁等无机盐溶液，氯化钠溶液的质量分数＞4.67%，优选地氯化钠溶液的质量分数为7.5%。
进步地，当氯化钠溶液的质量分数为7.5%时，步骤（2）在20s将流量为10-15l/h的高盐度溶液加入到复合膜组件进水侧，能够得到更好的清洗效果。
进一步地，设定步骤（3）高盐溶液清洗次数最多为3次。
进一步地，废旧复合膜组件包括废旧纳滤膜组件或废旧反渗透膜组件。
一种废旧复合膜组件离线清洗修复装置，包括供液装置、进料泵、进水流量传感器、筒式过滤器、进水电导率在线检测仪、进水浊度在线监测仪、增压泵、膜组件容器、浓水流量传感器、浓水电导率在线监测仪、浓水浊度在线监测仪、产水电导率在线监测仪和产水流量传感器，膜组件容器的进水口、浓水出口和产水出口分别与进水管道、浓水管道和产水管道连通，进料泵、进水流量传感器、筒式过滤器、进水电导率在线检测仪、进水浊度在线监测仪和增压泵依次安装设置在进水管道上，产水电导率在线监测仪和产水流量传感器分别固定设置在产水管道上，浓水流量传感器、浓水电导率在线监测仪和浓水浊度在线监测仪分别设置在浓水管道上，若干个供液装置分别与进料泵进水侧的进水管道连通，供液装置供给对复合膜进行清洗修复的溶液。
进一步地，供液装置分为清水供水装置、高盐度溶液供液装置和化学药剂供液装置。
进一步地，清水供水装置包括清水水箱、清水水箱出水电池阀和清水水箱液位传感器；清水水箱液位传感器固定设置在清水水箱内，清水水箱出水单向调节阀设置在清水水箱与进水管道连通的管道上。
进一步地，高盐度溶液供液装置包括高盐度溶液储罐、高盐度溶液出水电磁阀、高盐度溶液流量传感器、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪和高盐度溶液储罐液位传感器，高盐度溶液储罐液位传感器固定设置在高盐度溶液储罐内，高盐度溶液流量传感器、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪和高盐度溶液出水电磁阀依次设置在高盐度溶液储罐与进水管道连通的管道上。
进一步地，化学药剂供液装置包括化学药剂储罐、化学药剂出水电磁阀、化学药剂流量传感器、化学药剂储罐液位传感器和化学药剂储罐电导率在线监测仪，化学药剂储罐液位传感器设置在化学药剂储罐内，化学药剂流量传感器、化学药剂储罐电导率在线监测仪和化学药剂出水电磁阀依次设置在化学药剂储罐v3与进水管道连通的管道上。
进一步地，为了实现自动化控制，所述废旧复合膜组件离线清洗修复装置还包括自动控制模块，自动控制模块用于采集清洗修复过程中的电导率和流量，计算脱盐率、膜通量和膜通量恢复率，进而判断清洗修复结果，同时控制相应部件的工作。自动控制模块分别与进料泵、进水流量传感器、筒式过滤器、进水电导率在线检测仪、增压泵、清水水箱出水电池阀、浓水流量传感器、浓水电导率在线监测仪、浓水浊度在线监测仪、产水电导率在线监测仪、产水流量传感器、清水水箱液位传感器、高盐度溶液出水电磁阀、高盐度溶液流量传感器、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪、高盐度溶液储罐液位传感器、化学药剂出水电磁阀、化学药剂流量传感器、化学药剂储罐液位传感器和化学药剂储罐电导率在线监测仪电连接。
进一步地，在与废旧复合膜组件连通的浓水管道和进水管道上分别设置浓水端压力传感器和进水端压力传感器，进水端压力传感器和浓水端压力传感器均与自动控制模块电连接。
进一步地，为了避免管道内溶液回流，在清水水箱出水电池阀、高盐度溶液出水电磁阀和化学药剂出水电磁阀前端的管道上均设置单向阀。所述筒式过滤器用于截留大于5μm的颗粒，防止大于5μm的颗粒进入反渗透或纳滤膜组件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：①保护环境，降低了废弃膜元件的处理成本；②节约资源，实现了资源的可再生利用，减少了废弃膜元件的数量，；③主要清洗方式是淡水在渗透压的作用下，由产水侧透过膜进入浓水侧的高盐度溶液从而使复合膜继续受到反洗，从而可以有效的去除膜表面污染物，并且达到与化学药剂恢复膜通量同样的效果，使废弃膜的膜通量得到较高的恢复，具有工艺简单、能耗低，无污染、易配置、成本低等优势，且高盐度溶液处理对各种污染物均具有效果，具有普适性；④由于以高盐度溶液反洗为主，化学药剂清洗为辅，可以减少化学药剂使用量，降低化学药剂的使用浓度，防止过多的化学药剂对膜组件的进一步破坏；⑤本装置全程工作过程中使用自动控制模块，节省了人力物力，并且系统会根据膜组件的恢复情况来判断清洗的进程，可以节约高盐度溶液和化学药剂的使用量，并且使膜组件得到较好的恢复。
附图说明：
图1为废旧的复合膜组件离线清洗修复装置结构示意图。
其中：p1进料泵，p2增压泵，v1清水水箱，v2高盐度溶液储罐，v3化学药剂储罐，v4筒式过滤器，v5膜组件容器，f1高盐度溶液出水电磁阀，f2清水水箱出水电池阀，f3化学药剂出水电磁阀，1高盐度溶液流量传感器，2化学药剂流量传感器，3进水流量传感器，4进水电导率在线检测仪，5进水端压力传感器，6浓水端压力传感器，7浓水流量传感器，8产水电导率在线监测仪，9产水流量传感器，10浓水电导在线监测仪，11化学药剂储罐液位传感器，12高盐度溶液储罐电导率在线监测仪，13高盐度溶液储罐液位传感器，14化学药剂储罐电导率在线监测仪，15清水水箱液位传感器，16浓水浊度在线监测仪，17自动控制模块，进水浊度在线监测仪18。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种废旧复合膜组件离线清洗修复装置，包括供液装置、进料泵p1、进水流量传感器3、筒式过滤器v4、进水电导率在线检测仪4、进水浊度在线监测仪18、增压泵p2、膜组件容器v5、浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10、浓水浊度在线监测仪16、产水电导率在线监测仪8、产水流量传感器9，膜组件容器v5的进水口、浓水出口和产水出口分别与进水管道、浓水管道和产水管道连通，进料泵p1、进水流量传感器3、筒式过滤器v4、进水电导率在线检测仪4、进水浊度在线监测仪18和增压泵p2依次安装设置在进水管道上，产水电导率在线监测仪8和产水流量传感器9分别固定设置在产水管道上，浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16分别设置在浓水管道上，若干个供液装置分别与进料泵p1进水侧的进水管道连通，供液装置供给对复合膜进行清洗修复的溶液。
进一步地，供液装置分为清水供水装置、高盐度溶液供液装置和化学药剂供液装置。
进一步地，清水供水装置包括清水水箱v1、清水水箱出水电池阀f2和清水水箱液位传感器15；清水水箱液位传感器15固定设置在清水水箱v1内，清水水箱出水电池阀f2设置在清水水箱v1与进水管道连通的管道上。
进一步地，高盐度溶液供液装置包括高盐度溶液储罐v2、高盐度溶液出水电磁阀f1、高盐度溶液流量传感器1、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪12和高盐度溶液储罐液位传感器13，高盐度溶液储罐液位传感器13固定设置在高盐度溶液储罐v2内，高盐度溶液流量传感器1、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪12和高盐度溶液出水电磁阀f1依次设置在高盐度溶液储罐v2与进水管道连通的管道上。
进一步地，化学药剂供液装置包括化学药剂储罐v3、化学药剂出水电磁阀f3、化学药剂流量传感器2、化学药剂储罐液位传感器11和化学药剂储罐电导率在线监测仪14，化学药剂储罐液位传感器11设置在化学药剂储罐v3内，化学药剂流量传感器2、化学药剂储罐电导率在线监测仪14和化学药剂出水电磁阀f3依次设置在化学药剂储罐v3与进水管道连通的管道上。
进一步地，为了实现自动化控制，所述废旧复合膜组件离线清洗修复装置还包括自动控制模块17，自动控制模块17用于采集清洗修复过程中的电导率、流量、浊度、压强等数据，计算脱盐率、膜通量和膜通量恢复率，进而判断清洗修复结果，同时控制相应部件的工作。自动控制模块17分别与进料泵p1、进水流量传感器3、筒式过滤器v4、进水电导率在线检测仪4、进水浊度在线监测仪18、增压泵p2、清水水箱出水电池阀f2、浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10、浓水浊度在线监测仪16、产水电导率在线监测仪8、产水流量传感器9、清水水箱液位传感器15、高盐度溶液出水电磁阀f1、高盐度溶液流量传感器1、高盐度溶液储罐电导率在线监测仪12、高盐度溶液储罐液位传感器13、化学药剂出水电磁阀f3、化学药剂流量传感器2、化学药剂储罐液位传感器11和化学药剂储罐电导率在线监测仪14电连接。
进一步地，在与废旧复合膜组件连通的浓水管道和进水管道上分别设置浓水端压力传感器6和进水端压力传感器5，进水端压力传感器5和浓水端压力传感器6均与自动控制模块17电连接。
进一步地，为了避免管道内溶液回流，在清水水箱出水电池阀f2、高盐度溶液出水电磁阀f1和化学药剂出水电磁阀f3前端的管道上均设置单向阀。
实施例1：
一种废旧复合膜组件离线清洗修复方法，具体采用上述废旧复合膜组件离线清洗修复装置，包括以下步骤：
（1）将废旧复合膜组件装入膜组件容器v5内，装置通电后在自动控制模块17控制下进行入自动控制的工作状态，首先设定膜组件的脱盐率和膜通量恢复率的修复值（例如：脱盐率修复值为85%-95%和膜通量恢复率为80%-90%），然后自动控制模块17控制进料泵p1、增压泵p2、进水流量传感器3、筒式过滤器v4、进水电导率在线检测仪4、进水浊度在线监测仪18、浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10、浓水浊度在线监测仪16、产水电导率在线监测仪8和产水流量传感器9自动进入工作状态，自动控制模块17调整清水水箱出水电磁阀f2的开度，清水水箱内的清水进入膜组件内，通过清水的冲洗将粘附较弱的污染物随清水从浓水管道内排出，待浓水流量传感器7和浓水电导率在线监测仪10示数稳定后，进行步骤（2）；
（2）、自动控制模块17控制打开高盐度溶液出水电磁阀f1，保持开启状态20s，流量为15l/h，使高盐溶液水箱中的高盐溶液与管道中的清水混合，经进料泵p1、增压泵p2进入复合膜组件的进水侧，此时膜组件的产水在渗透压作用下透过复合膜进入进水侧，进行膜表面和膜通道污染物清洗，然后污染物随高盐度溶液从浓水出水管道排出，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，自动控制模块17根据进水流量传感器3、进水电导率在线检测仪4、产水电导率在线检测仪8和产水流量传感器9反馈的数据计算出此时废旧复合膜组件的膜通量、脱盐率和膜通量恢复率，所述膜通量恢复率=（j-j0）/j0，j0为待恢复的废旧复合膜组件是新膜组件时的膜通量；
（3）如果脱盐率≤85%和膜通量恢复率≤80%，自动控制模块17会再次控制高盐度溶液出水电磁阀f1自动打开，开启时间不变增大高盐度溶液注入流量，重复步骤（2），重复步骤（2）2次后，若脱盐率≤85%和膜通量恢复率≤80%，进行下一步；
（4）自动控制模块17控制化学药剂出水电磁阀f3自动打开，保持开启时间为20s，使化学药剂储罐v3中针对不同的膜组件污染物配制的化学药剂（例如：柠檬酸、次氯酸钠和edta等）进入管道并与管道内的清水混合，经进料泵p1和增压泵p2进入复合膜组件，对膜表面和膜内部较难除去的污染物通过化学反应对污染物进行进一步清洗，污染物与化学药剂通过浓水管道排出，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，化学清洗结束；
（5）清水水箱出水电磁阀f2在自动控制模块17的控制下，将清水持续输送到管道和复合膜组件内，将化学药剂排出，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，自动控制模块17根据进水流量传感器3、进水电导率在线检测仪4、产水电导率在线检测仪8和产水流量传感器9反馈的数据计算出此时复合膜组件的脱盐率、膜通量和膜通量恢复率，同时关闭相应设备。手工取下膜组件，废旧复合膜组件的清洗修复完成。
上述步骤中，示数稳定是指在一定时间（如1min或2min）内仪器示数变化小于一定值，如3%。
在步骤（1）-（5）实施过程中，随着高盐度溶液出水电磁阀f1，清水水箱出水电池阀f2或化学药剂出水电磁阀f3的开启，自动控制模块17会自动控制清高盐度溶液储罐液位传感器13、清水水箱液位传感器15或化学药剂储罐液位传感器11开启并获取相关液位数据，如果任何一个储罐的液位下降到警戒值，自动控制模块17进行报警，并及时进行补加，防止由于液体耗尽导致泵的空转对其造成破坏。同时过程中通过高盐度溶液储罐电导率在线监测仪12和化学药剂储罐电导率在线监测仪14分别测定高盐度溶液储罐v2和化学药剂储罐v3内溶液的电导率，根据过程中进水侧需要的溶液电导率，调整高盐度溶液出水电磁阀f1和化学药剂出水电磁阀f3的开度。
实施例2：
（1）将废旧复合膜组件装入膜组件容器v5内，装置通电后在自动控制模块17控制下进行入自动控制的工作状态，首先设定膜组件的脱盐率和膜通量恢复率的修复值（脱盐率修复值为85%和膜通量恢复率为80%），然后自动控制模块17控制进料泵p1、增压泵p2、进水流量传感器3、筒式过滤器v4、进水电导率在线检测仪4、进水浊度在线监测仪18、浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10、浓水浊度在线监测仪16、产水电导率在线监测仪8和产水流量传感器9自动进入工作状态，自动控制模块17调整清水水箱出水电磁阀f2的开度，保证清水水箱内的清水以60l/h的流量进入膜组件内，通过清水的冲洗将粘附较弱的污染物随清水从浓水管道内排出，待浓水流量传感器7和浓水电导率在线监测仪10示数稳定后，进行步骤（2）；
（2）自动控制模块17控制打开高盐度溶液出水电磁阀f1，保持开启状态20s，流量为10l/h，使高盐溶液水箱中的nacl溶液与管道中的清水混合，经进料泵p1、增压泵p2进入复合膜组件的进水侧，混合后均匀后复合膜组件进水侧nacl溶液的质量分数为4.5%，膜组件进水电导率为70ms/cm,进水浊度为0.2ntu，此时膜组件的产水在渗透压作用下透过复合膜进入进水侧，进行膜表面和膜通道污染物清洗，然后污染物随高盐度溶液从浓水出水管道排出，浓水侧出水电导率的最大值为25ms/cm，浊度为4ntu，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，计算脱盐率未超过85%，膜通量恢复率未达到80%。
实施例3：
本实施例除以下步骤中具体过程外，其他均与实施例2相同。
步骤（2）中混合后均匀后复合膜组件进水侧nacl溶液的质量分数为6.6%，膜组件进水电导率为95ms/cm,进水浊度为0.2ntu，浓水侧出水电导率的最大值为45ms/cm，浊度为6ntu，计算脱盐率超过85%，膜通量恢复率未达到80%。
实施例4：
本实施例除以下步骤中具体过程外，其他均与实施例2相同。
步骤（2）中混合后均匀后复合膜进水侧nacl溶液的质量分数为7.5%，膜组件进水电导率为110ms/cm,进水浊度为0.2ntu，浓水侧出水电导率的最大值为47ms/cm，浊度为11ntu，，计算脱盐率超过85%，膜通量恢复率未达到80%。
（3）自动控制模块17控制化学药剂出水电磁阀f3自动打开，保持开启时间为20s，使化学药剂储罐v3中0.1%的柠檬酸以10l/h的流量进入管道并与管道内的清水混合，经进料泵p1和增压泵p2进入复合膜组件，对膜表面和膜内部较难除去的污染物通过化学反应对污染物进行进一步清洗，污染物与化学药剂通过浓水管道排出，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，化学清洗结束；
（4）清水水箱出水电磁阀f2在自动控制模块17的控制下，将清水持续输送到管道和复合膜组件内，将化学药剂排出，待浓水流量传感器7、浓水电导率在线监测仪10和浓水浊度在线监测仪16示数稳定后，自动控制模块17计算出脱盐率为90%，膜通量恢复率为85%，达到预定的膜组件的恢复效果。
实施例2-3采用的复合膜组件的污染程度基本相同，从脱盐率和浓水浊度可以看出进水侧氯化钠溶液浓度为7.5%时，高盐溶液的清洗效果最好。