超滤/微滤膜的在线化学清洗方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理与净化技术，特别涉及一种超滤/微滤膜的在线化学清洗方法 和系统。
【背景技术】
[0002] 随着超滤/微滤膜制造成本和应用成本的降低，超滤/微滤膜在水处理与净化领 域得到了越来越广泛的应用。超滤/微滤膜对水中颗粒物、胶体和微生物具有很好的去除 效果，出水水质稳定，且优于其他过滤工艺出水水质。在饮用水行业，超滤/微滤膜过滤可 以直接替代传统的沉淀和砂滤工序，能够大大节约占地面积和运行能耗、提高出水水质；在 污水处理用于，超滤/微滤膜过滤可以和生物处理工艺相结合，替代沉淀池，同样可以减少 占地面积、提高出水水质、减少污泥产量。超滤/微滤膜过滤工艺不仅可以用于新建项目， 在改造项目中同样具有广阔的应用前景。
[0003] 然而，超滤/微滤膜在使用过程中，与膜孔径相当的颗粒物可能会堵塞膜孔，比孔 径大的颗粒物可能会在膜表面富集，形成滤饼层，从而降低超滤/微滤膜通量，增大跨膜压 差，造成产水能力降低，此时应进行物理清洗和维护性清洗。随着处理时间地推移，还会引 起膜的深层污染，而一般的物理清洗和维护性清洗已经不能恢复膜的初始运行通量，甚至 出现超滤/微滤膜由于深层污染不能使用的情况，所以需要进行恢复性化学清洗。目前，常 用的恢复性化学清洗有两种方法：一种是在线清洗，在膜池内用高浓度化学清洗药剂对超 滤/微滤膜进行浸泡循环反洗，反洗后的废液排放掉；另一种是采用离线清洗，将超滤/微 滤膜移至专用的化学清洗池，在化学清洗池内用高浓度化学清洗药剂对超滤/微滤膜进行 浸泡循环反洗，从而达到节约化学药剂的目的。无论维护性化学清洗还是恢复性化学清洗 都需要将膜池内的废液外排，既造成对环境的污染，又造成水资源的浪费。
[0004] 因此，现有技术中存在对可以将化学清洗对环境产生的影响降到最低，并且不产 生化学清洗液的排放的新技术的需要。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于水处理领域的超滤/微滤膜在线化学清 洗方法和系统。本发明的方法和系统具有操作简便、运行管理方便、化学清洗时几乎不产生 对环境的污染等优点。本发明可用于中空纤维膜、管式膜以及板式膜等多种超滤/微滤膜。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种超滤/微滤膜的在线化学清洗方法，包括步 骤：
[0007] 接收由产水传感器检测设置在膜池中的多个膜单元的每一个膜单元的携带有膜 单元标识的产水量，将各膜单元的产水量按照从大到小以排序标识排序为qi，q2, q3,……， qN，并根据产水量携带的膜单元标识将产水量和排序标识Q1, q2, q3,……，qN存储到预先设 置的膜单元标识与产水量的对应关系表中，确定膜池的总产水量
[0008]当膜池的产水总量Qn低于产水总量阈值时，将符合下述公式的限定条件的产水量 对应的k个膜单元作为在线化学清洗开始时需要维持运行继续产水的膜单元：
[0011] 式中，Qe为进行在线化学清洗时要求的最低产水量阈值，Qk为产水量从大到小依 序排列的、满足最低产水量要求的k个膜单元的产水量之和，k大于等于2小于N，N为膜池 的膜单元数量并且N大于等于3 ;
[0012] 根据原水水质确定清洗膜单元的预定时长；
[0013] 查找所述对应关系表，将产水量qk+1，qk+2，…，qN分别对应的Ν-k个膜单元作为待清 洗膜单元，向与各待清洗膜单元对应的各个清洗阀门发送开启信号，以使得化学清洗药剂 经各清洗阀门注入相应的膜单元进行预定时长t的清洗。
[0014] 较佳地，所述化学清洗药剂为食品级化学清洗药剂。
[0015] 较佳地，向与各待清洗膜单元对应的各个清洗阀门发送开启信号，以使得化学清 洗药剂经各清洗阀门注入相应的膜单元进行预定时长t的清洗包括：
[0016] 先经各清洗阀门向相应的膜单元注入碱液进行预定时长t的清洗；
[0017] 在进行碱液清洗之后，将碱液从各被清洗的膜单元中排出，并经各清洗阀门向相 应的膜单元注入酸液进行预定时长t的清洗。
[0018] 其中，根据原水水质确定清洗膜单元的预定时长为：
[0022] 式中，NTU为代表由浊度计检测的原水水质的浊度，NTUe为预设的代表标准原水水 质的浊度，t。为对应与标准原水水质的预定时长，β为检测的原水水质浊度相对于标准原 水水质浊度的偏差。
[0023] 较佳地，在确定所述预定时长之后，进一步包括：
[0024] 按照下述公式调整每一个待清洗膜单元的清洗时间：
[0026] 式中，I为预设的膜单元最低产水量，q s为待清洗膜单元的产水量；
[0027] 化学清洗药剂经各清洗阀门注入相应的膜单元进行预定时长t的清洗具体为：产 水量qs对应的膜单元按照进行预定时长t 3的清洗。
[0028] 根据本发明的另一个方面，提供了一种超滤膜/微滤膜的在线化学清洗系统，包 括膜池，设置在膜池中的N个膜单元，连接到每一个膜单元出水端的产水检测器，设置在每 一个膜单元出水端的产水阀门，与每一个膜单元连接的清洗阀门，和控制装置；
[0029] 所述膜池经与膜池连接的进水管接收原水；
[0030] 所述产水传感器检测与该产水检测器连接膜单元的产水量，并将检测的产水量及 膜单元标识发送到控制装置；
[0031] 所述产水阀门在膜单元正常产水期间处于开启状态使得膜单元的产水流入产水 管道，清洗阀门在膜单元清洗期间关闭；
[0032] 控制装置，用于控制各个清洗阀门和产水阀门的开关，将接收的各膜单元的产水 量按照从大到小以排序标识排序为Ql，q2, q3,……，qN，根据产水量携带的膜单元标识将产 水量和qi，q2，q3,……，qN存储到控制装置内的预先设置的膜单元标识与产水量的对应关系 表中，并确定膜池的总产水量
将产水总量Qn与产水总量阈值比较，当产水总量 QdS于产水总量阈值时将符合下述公式的限定条件的产水量对应的k个膜单元作为在线化 学清洗开始时需要维持运行继续产水的膜单元：
[0035] 式中，Qe为进行在线化学清洗时要求的最低产水量阈值，Qk为产水量从大到小依 序排列的、满足最低产水量要求的k个膜单元的产水量之和，k大于等于2小于N，N为膜池 的膜单元数量并且N大于等于3 ;
[0036] 所述控制装置还根据原水水质确定清洗膜单元的预定时长；通过查找预先存储在 控制装置内的膜单元标识与产水量的对应关系表，将产水量qk+1，qk+2，…，qN分别对应的N_k 个膜单元作为待清洗膜单元，向与各待清洗膜单元对应的各个清洗阀门发送开启信号，以 使得化学清洗药剂经各清洗阀门注入相应的膜单元进行预定时长t的清洗。
[0037] 较佳地，所述系统还包括设置在进水管上用于检测原水浊度的浊度计，其中，根据 原水水质确定清洗膜单元的预定时长为：
[0041 ] 式中，NTU为代表由浊度计检测的原水水质的浊度，NTUe为预设的代表标准原水水 质的浊度，t。为对应与标准原水水质的预定时长，β为检测的原水水质浊度相对于标准原 水水质浊度的偏差。
[0042] 可选地，所述控制装置在确定所述预定时长之后，还按照下述公式调整每一个待 清洗膜单元的