一种防止反渗透膜生物污染的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于反渗透膜技术领域，尤其涉及一种防止反渗透膜生物污染的方法及装置。
【背景技术】
[0002]反渗透膜技术是目前水深度净化、脱盐的主流工艺，在除盐水生产、污水回用深度处理、海水淡化及苦咸水淡化中被广泛的应用，胶体颗粒物污染及生物污染始终是反渗透技术无法完全克服的一个重大问题，胶体颗粒物污染及生物污染会造成系统运行维护困难和频繁高强度化学清洗，直接导致运行费用大幅度增加、产能降低、系统性能下降、膜元件使用寿命减少、以及与大量使用化学品相关的环境问题和现场操作安全问题。
[0003]生物污染比较复杂，其特点是发生突然难以预测、一旦发生后生物膜爆发生长、生物膜清洗困难、难以彻底治理，因此一直是反渗透膜应用技术研究的重点领域。
[0004]对于生物污染的机理，目前比较普遍的看法是，次氯酸钠、二氧化氯及氯胺等氧化性杀菌剂的使用是预处理环节是必不可少的，但氧化剂在杀灭、控制微生物的同时，水中的难降解有机物也会被氧化分解，形成易于被微生物吸收的营养物质(AOC)。由于聚酰胺膜对于氧化剂高度敏感，在反渗透设备进水中投加还原剂去除余氯是标准操作，氧化性环境消除后，进水的抑菌性消失了，在适当的温度和微生物接种条件下，那些在预处理过程中由于与氧化剂接触而产生的小分子有机物会随时为微生物生长提供养分，从而在膜元件上形成菌落生长，进而发展成为生物膜，堵塞膜元件进水流道并覆盖反渗透膜，致使产水阻力和过流阻力大幅度增加，系统压力增加、产水量和脱盐率下降、段间压差增加，严重时膜元件会发生望远镜现象，膜元件端板及外套破裂，最终导致反渗透膜破损。
[0005]实践中采取的措施有尽量减少中间水箱的使用、减少高压栗与还原剂投加点的距离以及投加非氧化性杀菌剂等等，然而微生物污染问题依然是微污染水及污水回用反渗透系统运行维护中最重要的任务，操作人员不得不采用频繁的、长时间的强烈化学清洗来维持反渗透系统的基本性能。从这样的理解出发，也许摆脱生物污染唯一可行的方式是通过预处理完全消除有机物(COD、B0D)，或者不要使用氧化性杀菌剂，显然这两者都是不可能的，其结论是，反渗透膜必须要面对生物污染。
[0006]氯胺的使用在市政废水回用处理中被证明可以有效地控制反渗透系统的生物污染，但对于工业废水及微污染地表水来说，可检出的微量亚铁离子无处不在，氯胺对于聚酰胺膜的催化氧化的威胁阻止了推广使用的可能性。
[0007]反渗透膜系统发生生物污染和胶体颗粒物污染的普遍现象是，微生物生长和胶体颗粒物堵塞基本局限于第一段，而最严重的是进水端的第一支膜元件。据此我们可以推理，造成第一段压差增加、系统性能下降的主要也是第一支膜元件。在进行化学清洗时，虽然是整个系统或平行的整段膜壳在清洗液中浸泡循环，其实针对的主要是进水端的首支膜元件，结果是其他的膜元件大部分时间里都在陪洗。由于清洗环境相同，先洗净的膜直接暴露在清洗液中的时间较长，受到清洗液的化学腐蚀也较为最严重。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足，提供一种工艺简单，可降低反渗透膜生物污染度的防止反渗透膜生物污染的方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0010]一种防止反渗透膜生物污染的方法，所述方法包括以下步骤:
[0011]使经过氧化性杀菌剂预处理的水流经微生物捕集器，所述微生物捕集器内设有营养膜，所述预处理的水经所述营养膜将微生物捕集后进入反渗透膜堆。
[0012]作为一种改进，所述方法还包括对所述营养膜的清洗，所述清洗包括以下步骤:
[0013](I)碱洗:将捕集微生物后的营养膜用碱液进行冲洗，循环冲洗6-10次，每次冲洗10分钟，将循环冲洗完后的喊水排掉；
[0014](2) 一次水洗:将经过碱洗后的营养膜用水进行冲洗，循环冲洗10-15次，每次冲洗10分钟，将循环冲洗完后的水排掉；
[0015](3)酸洗:将经过一次水洗后的营养膜用酸液进行冲洗，循环冲洗6-10次，每次冲洗10分钟，将循环冲洗完后的酸水排掉；
[0016](4) 二次水洗:将经过酸洗后的营养膜用水进行冲洗，循环冲洗10-15次，每次冲洗10分钟，将循环冲洗完后的水排掉。
[0017]作为一种改进，步骤(I)中所述碱液的PH为9-12。
[0018]作为一种改进，步骤(I)中所述碱液的温度为30-35°C。
[0019]作为一种改进，步骤(3)中所述酸液的PH为2-5。
[0020]本发明的目的之二在于:提供一种防止反渗透膜生物污染的装置。
[0021]所述装置包括微生物捕集器、碱洗装置、水洗装置和酸洗装置，所述微生物捕集器设有进口管和出口管，所述出口管与反渗透膜堆串联连接，所述出口管与所述反渗透膜堆之间设有第一高压栗和第一控制阀，所述微生物捕集器的进口管上设有第二高压栗，所述微生物捕集器与所述碱洗装置、水洗装置和酸洗装置并联连接，所述微生物捕集器与所述碱洗装置之间设有第二控制阀，所述微生物捕集器与所述水洗装置之间设有第三控制阀，所述微生物捕集器与所述酸洗装置之间设有第四控制阀。
[0022]作为一种改进，所述微生物捕集器包括捕集箱体，所述捕集箱体内设有与所述捕集箱体的底部活动连接的金属片，所述金属片的表面设有与所述箱体的底部垂直的营养膜。
[0023]作为进一步地改进，所述进口管处设有滤网。
[0024]作为一种改进，所述微生物捕集器为2-4个，所述2-4个微生物捕集器并联连接，且每个所述微生物捕集器均连通一个控制阀。
[0025]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0026]本发明提供的方法，在反渗透膜堆之前先对微生物进行捕集，使微生物被营养膜表面的营养物质吸收，降低微生物对反渗透膜堆的污染，延长反渗透膜堆的使用寿命，再通过碱洗、一次水洗、酸洗及二次水洗对吸附微生物后的营养膜进行清洗，使得营养膜可以重复利用，以降低处理成本，碱液的温度控制在30-35°C，其碱洗效果更好。本发明提供的方法简单，易于操作，且防污染效果好。
[0027]本发明提供的装置，在反渗透膜堆之前增加微生物捕集器，即可降低微生物对反渗透膜堆的污染，其设计合理，结构简单，可避免反渗透膜堆中膜元件被堵塞而影响处理过程的正常进行；金属片与捕集箱体的底部活动连接，方便营养膜的更换，当营养膜需要更换时，将金属片拆离捕集箱体底部即可；进口管处设有的滤网，可将胶体颗粒污染物进行过滤，降低其对反渗透膜堆中膜元件的污染和损害；多个微生物捕集器并联，一方面可以增加微生物捕集的效果，大大降低对反渗透膜堆的生物污染，另一方面，在其中I个或2个微生物捕集器中的营养膜需要更换时，其余的微生物捕集器可以正常进行工作而不影响处理流程。
【附图说明】
[0028]图1是实施例一提供的一种防止反渗透膜生物污染的装置的结构示意图；
[0029]图2是图1中微生物捕集器的剖视图；
[0030]图3是图1中碱洗装置的剖视图；
[0031]图4是实施例二提供的一种防止反渗透膜生物污染的装置的结构示意图；
[0032]图5是图4中微生物捕集器的剖视图；
[0033]图6是本发明提供的一种防止反渗透膜生物污染的方法的工艺流程图；
[0034]其中:1-微生物捕集器，2-碱洗装置，3-水洗装置，4-酸洗装置，5-金属片，6_营养膜，7-反渗透膜堆，8-第一高压栗，9-第一控制阀，10-第二高压栗，11-捕集箱体，12-进口管，13-出口管，14-第二控制阀，15-第三控制阀，16-第四控制阀，17-滤网，21-碱洗箱体，22-碱液进口，23-碱液出口，24-夹套，241-热水进口，242-热水出口。
【具体实施方式】
[0035]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]实施例一
[0037]图1示出了本实施例提供的一种防止反渗透膜生物污染的装置的结构示意图，为了便于说明，本图仅提供与本发明有关的结构部分。
[0038]如图1所示，一种防止反渗透膜生物污染的装置，包括微生物捕集器1、碱洗装置2、水洗装置3和酸洗装置4，微生物捕集器I与碱洗装置2、水洗装置3和酸洗装置4并联连接，如图2所示，微生物捕集器I包括捕集箱体11，捕集箱体11设有进口管12和出口管13，捕集箱体11内设有金属片5，金属片5与捕集箱体11的底部活动连接(如卡接，螺纹连接等方式)，金属片5的表面设有营养膜6，营养膜6纵向设于捕集箱体11内。
[0039]如图1所示，出口管13与反渗透膜堆7串联连接，出口管13与反渗透膜堆7之间设有第一高压栗8和第一控制阀9，微生物捕集器I的进口管12上设有第二高压栗10 ;如图3所示，碱洗装置2包括碱洗箱体21，碱洗箱体21设有碱液进口 22和碱液出口 23，碱洗箱体21内设有搅拌轴，碱洗箱体21外设有夹套24，夹套24的上部和底部分别设有热水进口 241和热水出口 242 ;如图1所示，微生物捕集器I与碱洗装置2之间设有第二控制阀14