一種無反洗外壓式中空纖維膜的清洗方法
2023-05-29 15:30:36 1
專利名稱：一種無反洗外壓式中空纖維膜的清洗方法
技術領域：
本發明涉及一種中空纖維膜清洗方法，尤其是一種無反洗程序的外壓式中空纖維膜的清洗方法。
背景技術：
壓力式中空纖維膜超濾和微濾系統廣泛地用於各類液固分離過程。液體中的固體懸浮物與大分子物質如泥沙、微生物、病毒、膠體等在膜表面被截留與液體分離，這些截留物會逐步累積在膜表面，造成膜的表面汙堵，無法使過濾過程繼續。對於外壓式中空纖維膜來說，一般超濾汙染面在外側，產水面在中空管內。為了清除膜表面的汙堵物質，外壓式中空纖維膜超濾和微濾系統一般採用以下幾種清洗方法間歇地進行反洗，氣洗+反洗，化學反洗或化學清洗。反洗反洗是在一定壓力下，使清水(自來水或膜的濾過水)由膜組件產水一側向膜組件進水一側滲透，將滲入膜孔道和中空纖維膜進水側表面的汙染物洗出，並通過排汙閥門將濃縮的汙水排掉。此操作與過濾逆向，在反洗過程中，反洗水直接排放，清洗時間視具體情況而定。氣洗+反洗氣洗是在過濾膜的進水側通入壓縮空氣，中空纖維由於上升氣流的作用而擺動，使中空纖維相互摩擦碰撞，從而使中空纖維壁上附著的汙染物剝離脫落。此時結合反洗的作用，發揮氣體振蕩和水清洗的聯合功效。化學反洗在反洗過程中加入適量化學藥劑(如次氯酸鈉等)，形成水反洗的物理清洗過程與藥劑的化學作用結合，以加強對膜的清洗效果。化學清洗在系統汙染較嚴重時施行，根據汙染物的情況選擇不同的化學試劑，利用化學反應，通過浸泡或藥劑循環系統，結合物理清洗法以除去膜汙染物的過程。在大部分的應用中一般都採用上述清洗方法，尤其採用反洗方法。但是在實際過程中，反洗方法存在以下問題
1.由於反洗水從產水方向進入，因此反洗水與反洗水系統需採用清潔，否則膜孔會被汙堵。2.反洗的流量必須很大，以形成一定的流量與流速衝洗汙染物。但實際上由於壓力限制，效果減低。3.反洗系統浪費潔淨水，增加了清洗成本。另一方面，在清洗過程中如何有效地將汙染物排除乾淨，避免對下一清洗過程的影響，也十分重要。
發明內容
針對上述問題，本發明提出一種無反洗外壓式中空纖維膜的清洗方法，所述清洗方法包括正向氣水清洗方法和/或正向化學清洗方法。其中，所述中空纖維膜位於殼體內，所述正向氣水清洗方法包括以下步驟步驟Al 注水通過注水的口向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜部分或全部浸泡於水中；
步驟A2 氣洗關閉注水的口，向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為Tl，吹掃強度為II，所述吹掃空氣強力攪拌所述中空纖維膜，使附著在所述中空纖維超濾膜上的汙物脫落；
步驟A3 排汙打開出水的口，使所述殼體內的汙水排出。所述步驟A2中吹掃時間Tl為5-500s，所述的吹掃強度Il為50_500m7hr ·平
方米膜區。所述的正向氣水清洗方法還可以進一步包括以下步驟
步驟A4 漂洗再次向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜全部浸泡於水中，並在再次向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T2，吹掃強度為12，通過所述空氣攪拌所述中空纖維膜。步驟A5 二次排汙漂洗一定時間後，打開出水的口，使所述殼體內的汙水徹底排
出ο所述步驟A4中的吹掃時間T2為5-lOOs，所述的吹掃強度12為50-500m3/hr ·平方米膜區。這種清洗過程的特點是不採用反洗，只用氣體攪拌洗滌膜的外表面，即汙染面。另一方面，本發明採用漂洗過程除去殘留汙染物。所述正向化學清洗方法包括以下步驟
步驟Bl 注入清洗溶液向所述殼體內加入一定量混有化學藥劑的清洗溶液，清洗溶液由纖維膜的進水側注入，浸泡時間為T3 ；
步驟B2 清洗向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T4，吹掃強度為13，攪拌所述中空纖維膜，除去所述中空纖維膜上的汙物；
步驟B3 排汙打開出水的口，使所述殼體內的汙水排出。所述步驟Bl中的浸泡時間T3為5-120min。所述步驟B2中的吹掃時間T4為 200-3600s，吹掃強度13為50_500m7hr ·平方米膜區。所述的正向化學清洗方法還可進一步包括以下步驟
步驟B4 漂洗再次向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜全部浸泡於水中，並在再次向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T5，吹掃強度為14，通過所述空氣攪拌所述中空纖維膜。步驟B5 二次排汙漂洗一定時間後，打開出水的口，使所述殼體內的汙水徹底排
出ο所述步驟B4中的吹掃時間T5為5-100s，所述的吹掃強度14為50_500m7hr ·平方米膜區。所述步驟Bl中的化學藥劑為氧化劑、酸或鹼，所述氧化劑為氯酸鈉、雙氧水、臭氧中的一種或多種混合，所述酸為鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、草酸中的一種或多種混合；所述鹼為氫氧化鈉或碳酸鈉中的一種或多種混合。這種正向化學清洗方法是將藥劑從膜的外表面，即汙染面施加而不是採用反洗的方法加入。本發明的清洗方法不採用反洗，因此不會堵塞中空纖維膜的膜孔，清洗的時候不需要大的流量和高速的水流，節約了成本；同時採用吹掃空氣對中空纖維膜進行攪動，加強了清洗效果，使纖維膜上的汙物更容易脫落，比常規洗法更徹底，更乾淨。
圖1為本發明的一種外壓式中空纖維膜組件的結構示意圖。
具體實施例方式以圖1所示的外壓式中空纖維膜組件為例，中空纖維膜7裝設於所述殼體1內，且兩端分別通過隔離固定裝置固定於所述殼體1上的；所述殼體1上開設有進水口 A，產水口 Bl與B2，上排水口 C，進氣口 D和下排水口 E ；其中產水口 Bl與B2分別位於組件的兩端。其清洗方法如下
在汙水的過濾過程中，待過濾的原水從進水口 A壓入系統過濾腔體6，原水從中空纖維膜7的膜表面3進入膜內孔5，汙染物4被截留在中空纖維膜7的外表面3。濾過的水進入腔體8從產水口 Bl與B2流出。部分未充分過濾的水從上排水口 C回流到待過濾的原水中。中空纖維膜7可採用樹脂製成，並封裝於殼體1內。隨著過濾過程的繼續與汙染物的累積，進水口 A與產水口 B之間的壓差，即跨膜壓差，隨之增加。在正向氣水清洗過程中，吹掃空氣由進氣口 D壓入系統過濾腔體6，強力攪動浸泡於淨水中的中空纖維膜7，隨著攪動，附著在所述中空纖維膜7上的汙物脫落；排汙時，部分水由上排水口 C排出，汙染物由下排水口 E排出。氣洗後，可再漂洗一次，以增強清潔效果，步驟如下待膜組件內的汙水排空後，漂洗水從進水口 A壓入系統過濾腔體6，注滿後，吹掃空氣再由進氣口 D壓入系統過濾腔體6， 攪動中空纖維膜7 ；攪動一定時間後進行排汙，部分漂洗水由上排水口 C排出，最後，汙染物由下排水口 E排出。根據情況也可採用化學清洗，或者將正向氣水清洗與正向化學清洗相結合使用。 在正向化學清洗過程中，當待過濾的原水濁度低時，可利用待過濾的原水直接做為清洗溶液，當待過濾的原水濁度高時，可使用濾過的水與化學藥劑混合，然後從進水口 A壓入系統過濾腔體6，注滿後靜置浸泡，浸泡結束後，吹掃空氣由進氣口 D壓入系統過濾腔體6，清洗完畢後，部分水由上排水口 C排出，然後化學清洗液與汙染物由下排水口 E排出。氣洗後，可再漂洗一次，以增強清潔效果，步驟如下待膜組件內的汙水排空後，漂洗水從進水口 A壓入系統過濾腔體6，注滿後，吹掃空氣再由進氣口 D壓入系統過濾腔體6， 漂洗完成後，部分水由上排水口 C排出，最後，汙染物由下排水口 E排出。本發明的清洗方法沒有反洗步驟，所以不會堵塞中空纖維膜的膜孔，節約了清洗成本；同時又採用吹掃空氣對中空纖維膜進行攪動，使纖維膜上的汙物更容易脫落，加強了清洗效果，清洗得更乾淨更徹底。下面以具體實施例來描述這種無反洗的中空纖維膜的清洗方法 實施例1
美能壓力式超濾膜組件UF1010E，內徑為250毫米，置於河水過濾裝置中。河水的濁度為15NTU左右，產水量為4m3/hr，初始跨膜壓力為36kPa，產水濁度為0. 05NTU左右。運行30分鐘後，跨膜壓力增加為38. 5kPa。按以下流程實施正向氣水清洗1.停止產水，用8m3/hr的空氣(即空氣強度為163m7hr 平方米膜區)，在進水側攪拌40秒；2.將汙水排出； 3.在組件內再次注入河水，用8m7hr的空氣，在進水側攪拌10秒；4.將汙水排出。再次過濾，初始跨膜壓力為36kPa。實施例2
美能壓力式超濾膜組件UF0615ED，內徑為150毫米，置於海水過濾裝置中。海水的濁度為4NTU左右，產水量為2. 5m7hr，初始跨膜壓力為33. 5kPa，產水濁度為0. 06NTU左右。 運行30分鐘後，跨膜壓力增加為34. 5kPa。按以下流程實施正向氣水清洗1.停止產水，用 3m7hr的空氣(即空氣強度為170m7hr·平方米膜區)，在進水側攪拌30秒；2.將汙水排出； 3.在組件內再次注入海水，用3m7hr的空氣，在進水側攪拌10秒；4.將汙水排出。再次過濾，初始跨膜壓力為33. 4kPa。實施例3
美能壓力式超濾膜組件UF0615ED，內徑為150毫米，置於河水過濾裝置中。河水的濁度約為5NTU左右，產水量為3. 0m3/hr，初始跨膜壓力為43. 5kPa，產水濁度為0. 06NTU左右。 運行1天後，初始跨膜壓力增加為43. 9kPa。按以下流程實施正向化學清洗1.停止產水， 在進水側加入次氯酸鈉使組件內濃度為200ppm ；2.用3m7hr的空氣(即空氣強度為170m3/ hr·平方米膜區)，在進水側攪拌600秒；3.將汙水排出；4.在組件內再次注入河水，用3m3/ hr的空氣，在進水側攪拌10秒；5.將汙水排出。再次過濾，初始跨膜壓力恢復到43. 6kPa。實施例4
美能壓力式超濾膜組件UF0615ED，內徑為150毫米，用於海水過濾3個月。海水的濁度為4NTU左右，產水量為2. 5m7hr，初始跨膜壓力為33. 5kPa，產水濁度為0. 06NTU左右。 運行3個月後，初始跨膜壓力增加為47. 8kPa。按以下流程實施正向化學清洗1.停止產水，在進水側加入次氯酸鈉使組件內濃度為IOOOppm ；2.用3m7hr的空氣(即空氣強度為 170m3/hr 平方米膜區)，在進水側攪拌1800秒；3.然後將汙水排出；4.在組件內注入海水， 用3m7hr的空氣，在進水側攪拌30秒；5.將汙水排出；6在組件內再注入海水，並在進水側加入鹽酸使組件內濃度為0. 5% ；7.用3m3/hr的空氣在進水側攪拌1800秒；8.將汙水排出；9.在組件內注入海水，用3m7hr的空氣，在進水側攪拌30秒；10將汙水排出。再次過濾，初始跨膜壓力恢復到33. 6kPa。
權利要求
1.一種無反洗外壓式中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述清洗方法包括正向氣水清洗方法和/或正向化學清洗方法。
2.根據權利要求1所述中空纖維膜的清洗方法，中空纖維膜位於殼體內，其特徵在於 所述正向氣水清洗方法包括以下步驟步驟Al 注水通過注水的口向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜部分或全部浸泡於水中；步驟A2:氣洗關閉注水的口，向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為Tl，吹掃強度為II，所述吹掃空氣強力攪拌所述中空纖維膜，使附著在所述中空纖維超濾膜上的汙物脫落；步驟A3 排汙打開出水的口，使所述殼體內的汙水排出。
3.根據權利要求2所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟A2中吹掃時間Tl為5-500s，所述的吹掃強度Il為50-500m3/hr ·平方米膜區。
4.根據權利要求2所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於進一步包括以下步驟 步驟A4 漂洗再次向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜全部浸泡於水中，並在再次向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T2，吹掃強度為12，通過所述空氣攪拌所述中空纖維膜；步驟A5 二次排汙漂洗一定時間後，打開出水的口，使所述殼體內的汙水徹底排出。
5.根據權利要求4所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟A4中的吹掃時間T2為5-lOOs，所述的吹掃強度12為50-500m3/hr ·平方米膜區。
6.根據權利要求1所述中空纖維膜的清洗方法，中空纖維膜位於殼體內，其特徵在於 所述正向化學清洗方法包括以下步驟步驟Bl 注入清洗溶液向所述殼體內加入一定量混有化學藥劑的清洗溶液，清洗溶液由纖維膜的進水側注入，浸泡時間為T3 ；步驟B2 清洗向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T4，吹掃強度為13，攪拌所述中空纖維膜，除去所述中空纖維膜上的汙物；步驟B3 排汙打開出水的口，使所述殼體內的汙水排出。
7.根據權利要求6所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟Bl中的浸泡時間 T3 為 5-120min。
8.根據權利要求6所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟B2中的吹掃時間T4為200-3600s,吹掃強度13為50-500m3/hr ·平方米膜區。
9.根據權利要求6所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於進一步包括以下步驟 步驟B4 漂洗再次向所述殼體內注入一定量淨水，使所述中空纖維膜全部浸泡於水中，並在再次向所述殼體內注入吹掃空氣，吹掃時間為T5，吹掃強度為14，通過所述空氣攪拌所述中空纖維膜；步驟B5 二次排汙漂洗一定時間後，打開出水的口，使所述殼體內的汙水徹底排出。
10.根據權利要求9所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟B4中的吹掃時間T5為5-lOOs，所述的吹掃強度14為50-500m3/hr ·平方米膜區。
11.根據權利要求6所述中空纖維膜的清洗方法，其特徵在於所述步驟Bl中的化學藥劑為氧化劑、酸或鹼，所述氧化劑為氯酸鈉、雙氧水、臭氧中的一種或多種混合，所述酸為鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、草酸中的一種或多種混合；所述鹼為氫氧化鈉或碳酸鈉中的一種或多種混合。
全文摘要
本發明涉及一種無反洗程序的外壓式中空纖維膜的清洗方法，該方法包括正向氣水清洗方法，步驟為A1注水向殼體內注入淨水，使中空纖維膜浸泡於水中；步驟A2氣洗向殼體內注入吹掃空氣攪拌中空纖維膜，使附著於其上的汙物脫落；步驟A3排汙打開出水的口，使汙水排出。還可以加入混有化學藥劑的清洗溶液進行浸泡清洗。最後還可進行漂洗，以加強清洗效果。
文檔編號B01D65/02GK102485329SQ20111006927
公開日2012年6月6日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者葛海霖 申請人:綿陽美能材料科技有限公司