[發明專利]一種中空纖維濾膜的化學清洗方法及裝置

無效

• 申請號: 200810147164.1
• 申請日: 2008-08-22
• 公開（公告）號: CN101653701A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 鄭衛寧;鄭明;王龍興
• 申請（專利權）人: 天津膜天膜工程技術有限公司
• 主分類號: B01D65/02
• 分類號: B01D65/02
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 胡婉明

技術領域

本發明涉及一種可以使化學清洗藥液往復通過濾膜膜壁進行清洗的中空纖維濾膜的化學清洗方法及裝置。

背景技術

近些年來，中空纖維濾膜普遍應用在微污染水源水的凈化、中水回用、城市污水處理與回用、反滲透脫鹽工藝的前處理等領域。但是，如何有效地控制膜污染、降低控制膜污染的成本、延長膜組件的使用壽命對于中空纖維濾膜大規模推廣應用具有十分重要的意義。眾所周知，中空纖維濾膜在運行時，濾膜不可避免地要受到污染，濾液中的截留物會沉積在濾膜表面，截留的污物會堵塞膜孔，大分子物質及膠體會逐漸吸附到濾膜表面形成凝膠層，菌膠團類等顆粒物質會沉積到濾膜表面形成泥餅層，這些截留物的沉積都會增大濾膜的過濾阻力，使濾膜通量顯著下降或者跨膜壓差顯著上升，從而影響中空纖維濾膜系統長期運行的穩定性。通過采用錯流過濾、合適的工作通量(次臨界通量)過濾、在過濾操作過程間歇進行水力反沖洗、氣水混合沖洗等措施去除部分截留污物，使濾膜系統能夠在較長的時間內有效運行。但是，膜系統在長期運行中，污染使逐步積累的，截留物中的有機污物和膠體污染仍將逐步造成膜孔堵塞，一些無機鹽類也會在膜表面及膜壁內部結垢，造成過濾所需壓力逐步上升，膜通量的逐步下降。只有使用化學藥品進行清洗，才能夠使膜性能得到有效恢復。所以采用化學清洗是徹底清除濾膜污染、恢復濾膜過濾能力的最有效的措施，也是維持膜組件中濾膜長期穩定運行所必需的工作，因此，大多數中空纖維膜裝置都包括化學清洗系統。

化學清洗是使用一定濃度的特定種類的化學藥劑配制的清洗溶液對濾膜進行清洗，化學藥劑可以是酸、堿、氧化劑、還原劑、表面活性劑及其混合配制的制劑等。

參閱圖1所示，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，包括供放置化學清洗藥液的藥桶11、正向清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16，該藥桶11、正向清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16與待清洗的膜組件13之間通過管道進行連接。藥桶11的出口通過管道連接正向清洗泵12的進水口，正向清洗泵12的出水通過管道經止回閥14而連接待清洗的膜組件13進水口，膜組件13回流出水口通過管道并經自控閥門16與藥桶11連接，膜組件13的透過水出口由管道經自控閥門15通往藥桶11，從而構成正向清洗的工作回路。

參閱圖1所示，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其清洗時，先將配制好的化學清洗藥液放入藥桶11內，啟動正向清洗泵12，打開自控閥門16，關閉自控閥門15時，化學清洗藥液通過止回閥門14而進入膜組件，經自控閥16回到藥桶11，實現對膜組件13濾膜表面的沖刷清洗；打開自控閥門15，關閉自控閥門16時，化學清洗藥液通過止回閥門14而進入膜組件，經自控閥15回到藥桶11，實現透過濾膜而對膜的清洗；當自控閥門15和16均打開時，化學清洗藥液通過止回閥門14進入膜組件，經自控閥15和16回到藥桶11，實現部分化學清洗藥液對膜組件13濾膜表面的沖刷清洗，部分化學清洗藥液透過濾膜對膜的清洗。在關閉正向清洗泵12以及各個自控閥門15和16時，可以使化學清洗藥液停留在膜組件13內，對濾膜浸泡，讓化學清洗藥液和截留物有充分時間進行反應，實現對膜表面的浸泡清洗。以上清洗，膜上的污染物部分與清洗藥品反應分解，部分從膜表面脫離而留在藥桶11的清洗液內，最后排放。

由上述可知，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，可以通過化學清洗的方法，將濾膜表面沉積的截留物從濾膜表面洗脫，提高濾膜通量，達到恢復濾膜工作性能，延長濾膜使用壽命的功效。然而，任何清洗都不能將污染物完全清除，濾膜的堵塞衰減是不可避免的。尋找更有效的清洗方法，盡可能的延長濾膜的使用壽命，是膜應用中的重要課題。

在中空纖維膜的清洗中，反向清洗，既讓清洗液從過濾反向的相反方向透過膜面，特別有效。這是由于污染物和凝膠層是過濾過程中，在泵的壓力作用下逐步在膜表面沉積形成，一般的正向清洗，只能起沖刷的作用，而反向清洗，則是從膜的透過一側加壓，讓清洗液方向通過膜面，對污染物和凝膠層起到剝離作用，沖洗下來的污物隨反洗水排出系統。中空纖維膜本身結構具有能夠耐受反向壓力的性能，能夠使用反向清洗這種有效的清洗手段，這也是中空纖維膜優于其他形式過濾膜的主要特點之一。

然而，中空纖維膜以往的使用過程中，在化學清洗時不能使用反向清洗手段，主要原因是化學清洗藥液體積有限，可是清洗時又需要有一定的時間，因此清洗藥液需要在循環中使用，而清洗藥液在循環使用過程中將會對濾膜的濾過一側產生污染。