一种多孔分离膜的清洗方法技术

一种多孔分离膜的清洗方法，属于膜分离技术领域。其特征是在处理高固含量物料的膜分离过程中，应用膜组件底部清洗单元：即当启动参数被激活后，关闭循环泵（４）和阀门（５）、阀门（９）和阀门（１４），开启阀门（８）和阀门（１２），膜组件中的液体在重力作用下流出膜组件，将膜组件底部积累的污染物冲出膜组件。启动参数是过滤计数器、过滤时间间隔、启动压力和跨膜压差中的一个，或者全部或部分的组合。膜组件底部清洗单元单独运行，或者集成到反洗过程中，以增强清洗效果。本发明专利技术的效果和益处是该方法有效地防止了膜流道和流道入口处的堵塞，延长了膜分离过程的稳定运行周期，广泛适用于膜生物反应器等处理高固含量物料的膜分离过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离
，涉及，尤其涉及 一种处理高固体含量的物料的多孔分离膜的清洗方法。
技术介绍
膜分离技术是一种高新技术，在水处理、废水资源化、生化产品分离纯化 等方面有着广泛的应用。对亍处理高固含量浮物液体的膜分离过程，如膜生物 反应器，市政污水的深度处理，以及其它悬浮物杂质含量很高的水处理过程， 高浓度悬浮物的存在，使得膜在使用过程中很容易因悬浮物的堆积而形成膜污 染，造成膜的渗透通量随时间很快衰减，膜分离过程的可靠性受到影响。如何 克服膜污染成为膜分离技术应用中的关键问题。在大规模的膜分离技术应用过 程中，另一个重要问题是膜组件内部流道的堵塞。比如，在膜生物反应器中， 流道入口经常被沉积的活性污泥或者头发、线团、树叶等其它颗粒阻塞，造成 膜组件入口处的压力上升。流道堵塞的直接后果是整个膜系统的有效膜面积大 量减少，处理能力急剧降低。而且，在流道入口被阻塞的情况下，流体的分布 也会变得不均匀，进一歩加重膜污染和堵塞。为维持相同循环流量和处理能力， 必然增加所需要的能量，膜分离技术的经济性受到影响。中国专利CN1164506C公开了一种在陶瓷膜生物反应器中利用向膜管曝气 的方式来控制膜污染的方法。该专利技术在膜组件的底部安装了一种气升式装置， 推动液体在膜管中流动，强化清洗效果。美国专利US6921483B2描述了一种竖 直放置的浸没式膜装置，膜组件由单片多孔陶瓷膜组成，在膜组件底部的进料 口安装了气体喷射单元。世界专利WO0226363A2公开了一个气体分布装置，该 气体分布装置将空气分配系统放置在膜组件的底部，提供较为均匀的气体分布。 在世界专利WO9704857A1中，用于清洗的空气通过膜的渗透侧被输送到需要分离的液态物料侧(原料侧)，形成和需要分离的液态物料垂直流动的操作模式。欧洲专利EP0659694B1公开了一种管式膜和活性污泥污水处理单元的集成过 程。活性污泥和空气在管式膜的内表面同向流动，且流动方向与管式膜轴向平 行。日本专利JP61293504公开了一种分离膜组件的设计，采用气体清洗中空纤 维膜外表面的污染物。通过膜组件底端的空气通道，可以连续或者间断地提供 气体，用来减小因杂质堆积而导致的膜污染。日本专利JP63104609公开了利用 气液混合液体来驱动液体流动，从而避免使用循环泵的技术。在气体的推动下， 气液混合物在分离膜之间上升，产生相对于膜表面的相对流动，达到减小杂质 沉积的目的。欧洲专利EP0510328B1描述了一种浸没式的膜系统，平行组装在 一起的平板膜被封装在一个有上下两个开口的外壳里，平板膜之间的空间或流 道足够大，以保证由风机提供的空气和活性污泥混合产生的气泡能够自由通过。 然而，因为不能很好地控制空气供应，膜表面上沉积的污染物不能有效剥离。 而且，由于空气不能在每个流道很好的分布，造成污染物在膜表面进一步聚结， 甚至造成流道被外来污染物颗粒完全阻塞，系统的有效膜面积大幅下降。在某些情况下，比如在气升式膜生物反应器系统中，在不破坏活性污泥絮 体的条件下，使用泵来驱动污泥在膜组件的底部和顶部之间循环。或者连续或 者间歇地以特定的流速向膜组件的底部鼓入空气，提升污泥絮体，同时防止污 泥絮体在膜的内表面上形成滤饼层。然而，由于污染物的来源十分复杂，在长 时间运行中，很多污染物如头发、线头、树枝、树叶等会逐渐积累，造成膜组 件底端的堵塞。 一旦膜组件的底端被堵塞，就会造成流体分布不均匀，在流动 速度较低的区域，悬浮颗粒杂质的沉积将会加重，膜污染更严重。以上所提及 的专利技术没有解决如何避免或者减缓由污染物造成的膜组件底端的堵塞问题。在处理高固含量悬浮液体时，膜腔很容易被阻塞。 一旦发现膜腔被阻塞， 就必须把膜从装置上拆下来进行清洗。常规的做法是系统停车，人工打开并 取掉膜组件底部的端帽，使用刷子或其它机械工具清理膜组件底部的阻塞物。 根据具体情况进行反洗，以进一步提高清除效率。重新安装端帽，连接好所有接口。显然，这种常规的膜组件清洗方法比较耗时。现有的解决办法之一是采 用网状的过滤筛。过滤筛是整个过程中的一个新的单元，其孔径尺寸非常关键。 孔径尺寸过小，对高浓度悬浮液体的平均流量太小，反冲洗过于频繁，降低整 个过程的效率和经济性。如果孔径尺寸过大，堵塞膜组件底端的污染物可以轻 易地通过，起不到保护过分离膜的作用。经验表明， 一毫米左右的过滤筛可以 有效地去除大部分堵塞膜组件底端的污染物。然而，仍有小部分污染物通过过 滤筛，在膜过滤系统积聚，通常堆积在膜组件的底端。因此，采用过滤筛无法 完全克服膜组件底端的堵塞问题。处理高固含量悬浮液体的膜分离过程遇到的另一个问题是即使用粗过滤 器和精细过滤器能够去除大于一定尺寸的外来颗粒，也总有一些颗粒或线状物 质闯入膜分离系统中。而且，膜分离系统内也会形成一些颗粒。众所周知，黏 附在反应器的器壁、管道、以及在线测量仪器的外壳上的失活污泥是很难降解 的，而且失活污泥较为坚硬，会损坏分离膜。在活性污泥沿着膜腔由膜组件的 底端向上端循环的过程中，接近或大于管径的外来颗粒将聚集在膜组件的底部， 堵塞流道。在极端情况下， 一些外来颗粒甚至挤入膜腔内，破坏分离膜的有效 分离层，縮短膜分离过程的运行周期。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是由膜污染，特别是组件底端堵塞造成的膜分离 过程不能长时间稳定运行的问题，本专利技术提供，防 止膜流道和流道入口的堵塞，实现膜分离过程的长周期稳定运行。本专利技术的技术方案是采用膜组件底部清洗单元，防止膜流道和流道入口的 堵塞，下面结合附图对本专利技术所提供的多孔分离膜的清洗方法作进一步的说明。图1是集成膜组件底部清洗单元的处理高固含量悬浮液体的膜分离过程的流程示意图。源水通过管道1输送到过滤器2，经初步过滤后进入膜分离系统的 源水池3。过滤器2的有效过滤尺寸由原水中所含的固体颗粒直径，以及分离任 务的要求确定，其尺寸一般在0.5到10毫米之间。源水池3中的液体为固含量很高的未处理液体，其固含量范围在0.01-30 g/L，或者更优在0.1-20 g/L之间， 最优范围在4-15 g/L之间。开启阀门5，源水池3中的液体由循环泵4输送到膜 组件6的底端7。膜组件6由许多根中空纤维膜或者管式膜组成。液体在膜腔内 输送到膜组件的另一端，通过开启的阀门8回到源水池3。经过膜过滤的液体渗 透到膜腔的外侧，通过开启的阀门9和管道IO输送到产水池11。图1所示的膜 组件采用内压式操作，但是，本专利技术的原理并不局限于内压式操作形式。随着过滤时间的延长，源水中的固体杂质在膜组件底部堆积，从而堵塞了 流体通过的流道，本专利技术的关键点之一是膜组件底部清洗程序的启动条件。使 用预设过滤计数器，当过滤计数器达到预设数值，比如1-2000个过滤周期，最 优为5-1000个过滤周期，启动膜组件底部清洗程序。所述的过滤周期是由过滤 —反洗两个步骤组成。其次，通过设置固定时间间隔的方法，启动膜组件底部 清洗程序，即根据源水的固含量，设置相应的启动膜组件底部清洗程序的时间 间隔，所述的时间间隔可以在0.1-1000小吋之间，最优在1-100小时之间。再次， 通过在膜组件底部安装压力传感器来检测膜组件的底部压力，设置一定的临界 压力，作为启动膜组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔分离膜的清洗方法，其特征是：　１）在处理高固含量物料的膜分离过程中，当启动参数被激活后，开始运行膜组件底部清洗单元，即关闭循环泵（４）和阀门（５），关闭阀门（９），阀门（８）保持开启，阀门（１４）保持关闭，开启阀门（１２），膜组 件中的液体在重力作用下流出膜组件，将膜组件底部积累的污染物冲出膜组件；　２）启动参数是过滤计数器、过滤时间间隔、启动压力和跨膜压差中的一个，或者全部或部分的组合；　３）膜组件底部清洗单元是独立的操作单元，或者集成到反洗过程中；　 ４）膜组件底部清洗单元是通过膜组件内部液体的重力作用来实现膜组件底端的清洗，或者通过膜组件内部液体的重力作用和反洗过程结合共同实现膜组件底端的清洗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李战胜，李雪梅，李杨，郭春刚，张春庆，王玉荣，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]