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MBR膜清洗原理

MBR膜清洗原理

作者:北京欧博尔科技有    来源:OBL 文章关键词:MBR,膜,清洗,原理,4.4,膜,清洗,原理,及,实例,    发布时间:2020-05-26 16:11    浏览量:
4.4    膜清洗原理及实例
 
       膜清洗一般包括物理清洗和化学清洗。物理清洗包括在线清水反冲洗、曝气清洗和超声波清洗等;化学清洗包括酸洗和碱冼,酸洗釆用的药剂一般为柠檬酸、盐酸和草酸等,碱洗采用的药剂一般为次氯酸钠和氢氧化钠等。
 
4.4.1  膜物理清洗
 
       物理清洗是通过物理机械的冲刷及反冲洗使得膜表面和膜孔内的污染物脱落的过程。物理清洗所需设备简单,但清洗效果有限,不能彻底清除膜污染。物理清洗主要有以下几种方式。
        (1)水反冲洗
        水反冲洗模式是保证浸没式类型膜在各种运行条件下保持良好透水性的较简单方法之一。反冲洗是指在膜岀水口施加一个反冲洗压力,将水流反向通过膜,使膜孔轻微膨胀,驱除黏附在膜丝表面的固体颗粒。水反冲洗结束后,膜系统一般需停歇一段时间,停歇控制是反洗的一个备用选择。停歇模式下,停止产水,在此期间膜表面积累的固体颗粒将通过膜曝气被带走。
       反冲洗使得TMP处于较低水平,可以保证膜的高透水性;同时能有效降低维护性清洗和恢复性清洗的频率,降低清洗药剂的消耗。采用少量膜过滤水对膜组件进行周期性反冲洗能显著提高膜通量。水反冲洗对膜性能要求较高,为避免损伤膜而导致出水恶化,反冲洗应在低压状态下操作。
       (2)曝气擦洗
        曝气擦洗是一种强化水流循环作用的物理清洗,曝气会形成水和空气的两相流体,气泡尾流在膜表面产生剪切作用。气泡尾流区的体积和气泡尺寸成正比,当气液呈大气泡流动时,较大的气泡尾流区更有利于抑制膜污染的发展。曝气擦洗对于有机污染初期的膜清洗是有效的。
       研究表明,大量气泡以较高流速穿过膜组件以及气体夹带的水流对膜表面的冲刷作用,使膜表面处于剧烈紊动状态,避免了凝胶层的增厚和堵塞物质的积累,可延长膜清洗周期。同时这种紊动作用还从两个方面减缓了浓差极化现象:一是通过曝气提高水流速度,使其处于紊流状态,让膜表面的高浓度与主流浓度更好地混合;二是对膜表面不断进行清洗,消除已经形成的凝胶层。
      (3)超声波清洗
       超声波清洗是利用超声波在水中引起剧烈的紊流、气穴和振动而去除膜污染的过程。尤其对于采用一般常规清洗方法难以达到要求及几何形状比较复杂的被清洗物,超声波效果更为明显,如附着生长型MBR的污染膜表面黏性较大,常规物理清洗效果较差,采用超声波清洗能使膜通透性恢复约30%。由于超声波对微生物有杀灭作用,其在清洗过程中对活性污泥中微生物的影响也还有待进一步研究。超声波清洗膜是可行的,但还需要对具体的操作参数做进一步的探究。
      (4)其他方法
      电清洗是在膜上施加电压,使污染颗粒带上电荷来加速清洗过程的一种方法,该方法尚
处于研究阶段。
     此外,还可以用机械刮除、脉冲清洗、脉冲电解机电渗析反冲洗等方法清洗污染膜


4.4.2  膜化学清洗
 
       在M处理污水的实际过程中,由于膜的细小孔径很容易被污染物堵塞,仅靠物理清洗并不能完全恢复膜的透过率,因此必须使用化学清洗方法恢复膜的通透性。

       (1)化学满洗药剂
 
       化学清洗通常是根据膜的污染程度,用酸(草酸、柠檬酸、盐酸等)、碱(氢氧化等)、络合剂、氧化剂(次氯酸钠等)、酶、洗涤剂、表面活性剂等化学清洗剂对膜进行浸泡和清洗,是一种去除膜污染相对最有效的方法。
       对于不同的膜污染类型,应采用不同的清洗剂进行清洗。如用低浓度的氧化剂可以对污染较轻的膜组件进行在线清洗,而对于污染严重的膜组件,需加入酸、碱或氧化剂浸泡清洗。酸类清洗剂可以溶解并去除无机矿物质和盐类,溶出结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子,将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗,以恢复其通透能力;碱性清洗液可以有效去除二氧化硅、生物污染物、蛋白质等污染,破坏凝胶层,使其从膜表面刹离下来,对于不同材质的膜,应选择不同的化学清洗剂,并防止化学清洗剂对膜造成损坏(表4-3)。
表4-3  MBR工艺膜清洗常用化学清洗药剂种类和作用
种类 清洗剂 主要作用 清洗污染物类型
碱性物质 氢氧化钠 水解、增溶 有机物和微生物污染
氧化剂、杀菌剂 NaClO、H2O、臭氧 氧化降解、杀菌 微生物污染,蛋白质
草酸、柠檬酸、盐酸 增溶 结垢、金属氧化物
络合剂、表面活性剂 EDTA、洗涤剂 络合、增溶、分散 脂肪、油,蛋白质、微生物
酶制剂 酶清洗剂 j降解高分子、增溶 蛋白质、微生物
 
       (2)在线化学满洗
        在正常过读过程以外,定化学请洗对保持膜的使用性能也是非常必要的,通过进行不同程度的定期化学请洗,可以减少系统恢复性清洗的频率,让膜能够长期保持最佳状态
在线化学清洗的原理是:在药剂从腰的一端流向另一端的连续循环过程中,药液与膜的内表面充分接触,杀死并氧化器生在额面上的微生物,再使微生物残体和溶液问时从内排出,在线化学清洗的优点为清洗较快,请洗时可以借助噪气系统进行。
       在线化学清洗分恢复性清洗,维护性清洗两种方式。
       恢复性清洗用于在膜严重污堵后恢复膜的透水性,恢复性清洗一般应该在膜通量下降到50%以下时启动。恢复性清洗过程包括与维护性清洗类似的加药反洗,然后是化学浸泡过程。恢复性清洗持续时间较长,采用化学药品浓度较高,请洗频率较低,目的在于恢复膜的透水性,恢复性清洗的主要特点是:①启动后自动运行;②同时清洗一格膜池中的所有膜箱;③要求适合的化学药品浓度。
       当清洗结束后,如果需要额外的中和,则清洗药液需转移到化学清洗池,用亚硫酸密的和氢氧化钠中和中和方式是采用化学清洗作为内循,在线加药中和,可以采用余氯仪、pH仪指示中和过程是否完成。
       对于较大的项目,一般需要设置恢复性清洗池,用吊车将需要清洗的膜组件吊往清洗池,再采用一定浓度的药液浸泡处理。为避免吊装带来膜组件的损坏,近年来也有采用将膜池排放空,投加药品,逐池药洗的方法。
       维护性清洗的目的在于保持膜的透水性和延长恢复性清洗周期。采用较低的化学药品浓度和较高的清洗频率,持续时间较短。维护性清洗方式不能完全取代恢复性清洗,而只能是延长恢复性清洗的周期,减少恢复性清洗次数。
       维护性清洗通过人机界面设定,并由PLC自动启动,24h连续运行。操作时,可以选择每天进行一格膜列的维护性清洗。当需要进行维护性清洗时,需要清洗的膜列首先完成当
前的产水周期,或膜列处于待机状态就可直接开始。维护性清洗的过程是全自动的,并设定在清洗当天中的非高峰流量时段。
       在空池情况下,也可以进行维护性清洗。与反洗程序类似,维护性清洗的频率和持续时间可以根据运行条件和污泥特性的变化来进行优化。空池方式具有以下特点:膜池排空;要求较低的药品浓度;操作人员设定频率后可全自动进行。
 
4.4.3    不同厂家膜系统的清洗注意事项和操作方法
 
4.4.3.1  A公司膜系统的运行与清洗情况
 
      A公司目前共有两种膜组件,分别为a系列和b系列,两种产品各具有不同的特性,其中a膜适合用于中、小规模的污水处理设施中,b膜适合用于大规模的污水处理设施中。
目前,A公司的MBR膜组件已经广泛应用于城市污水、焦化废水、食品废水等领域,获得良好的处理效果,主要项目有某地3×10^m³/d 和某地4.5×10^/d等项目。
       (1)运行概况
       某再生水厂设计规模3×104m3/d,处理工艺采用厌氧/缺氧/好氧+MBR工艺,处理原水为生活污水、部分工业污水和雨水,设计出水水质达到《水污染物排放标准》(DB11
307—2005)。出水用于河流景观补充水、生活杂用水和城市绿化用水等。整个污水处理流程分为预处理、生化处理、膜处理、污泥回流和剩余污泥处理以及中水回用几大部分。生化段的回流比分别为200%、300%和500%。水力停留时间(HRT)为12h,污泥龄(SRT)为膜系统共分南北两个区,每个区各有4个膜池,共有8个膜池,每个膜池并排分布4台
30~35d,流程见图4-1。
      膜组件,预留一个空机位,共有膜组件32台,每台膜组件有60片膜片,膜片采用的是A公司a系列,每片膜的有效膜面积为25㎡。
 

       单个膜池瞬时产水量约为160 m³/h,TMP维持在10~40kPa,每天平均产水量约为2.7×10^m³/d,平均膜通量维持在15-25L/(㎡,h),每周在线清洗一次,在线清洗小洗次氯酸钠浓度约为500mg/L,大洗次氧酸钠浓度约为2500m/1,每年进行两次离线清洗,离线清洗次氯酸钠浓度为2500mg/L,柠檬酸浓度为2000mg/L,清洗效果较好,TMP增长缓慢。
     
       (2)膜满洗方法

       对膜组件的抽吸压进行监控、管理,抽吸压不得超过设定值(绝对值是抽吸压的初期值+15kPa)。当超过设定值时,发出警报,迅速进行药液清洗,并恢复压差。
      药品的清洗有3种:维护清洗:恢复清洗;浸没清洗。
      通常是将一周一次左右的维护清洗和3个月一次(或者抽吸压超过设定值时)的恢复清洗搭配,来维持本系统的功能,这些都是在膜组件浸入到污泥池膜分离池的状态下,从抽吸
泵一侧注入药液进行在线清洗。
       同时,因机器设备的故障,当污泥在膜之间附着时,将膜组件直接浸没到药液内进行清洗。
       MBR系统膜污染以有机物的堵塞为主,所以通常使用的清洗药液为 NaCIO。长时间使用,也会有无机物的堵塞,所以要适宜用酸进行清洗。
      ①维护清洗。维护清洗定期清除膜面的堵塞物,控制黏结层的增厚以及TMP的上升,以达到稳定运行。
       维护性清洗以1次/周为标准,有效氯浓度为300~1000mg/L的NaCO从膜出水管侧定量通液15-30min,药液量为每单位膜面积2L/m2加引入配管容量。在实施时,停止曝气,本操作基本上是自动运行。
      ②恢复清洗。恢复清洗每3个月一次或抽吸压超过设定值时(TMP上升时)进行,其目的为清除膜片的堵塞物,使TMP恢复到初期值的状态。
       停止曝气,有效氯浓度为3000mg/L的NaClO溶液从膜出水管侧开始定量通液30min,药液量为每单位膜面积2L/㎡+引入配管容量。通液完毕后,在其状态下维持30-90min。进行NaClO药液的恢复清洗之后,TMP还是较高时,可以考虑是由无机物堵塞引起,所以要进行酸(1%草酸、1%柠檬酸、0.1~0.5mol/L硫酸或盐酸)的在线清洗。
       ③浸没清洗(离线清洗)。在恢复清洗不能使TMP恢复时,或者因机器设备的故障在膜间附着污泥时,把膜组件整体浸没在药品清洗池内,清除堵塞物,其目的为使TMP恢复到初期值的状态,浸没清洗比恢复清洗方法其清洗效果要好。
       浸没清洗将膜组件整体或膜片浸入到含有效氯浓度3000mg/L的NaCO溶液或酸(1%~2%草酸或柠檬酸、0.1~0,5mol/L硫酸或盐酸)的药液中。浸没时间 NaClO为6-24h;酸为2h左右。
       浸没清洗有从膜分离池吊起膜组件后浸没在清洗水池(主要是膜分离池为一体式MBR系统时)和膜组件不动把污泥替换成清洗药液(主要是膜分离池为分置式MBR系统时)两
种方法。
       把膜组件吊起浸泡在清洗水池时,在浸入到水池之前要用水清洗膜片。为了节省药液,也可把膜片从膜组件中取出浸没在另外的洗净水池中。此时,取出膜片之后,先用水洗膜片,然后浸没在清洗水池中。

       (3)注意事项
      ①药品的使用。在药液清洗过程中,会使用到 Naclo、草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸等药品,所以应在参考相关安全手册的基础上,佩戴护镜、手套,正确地使用。
      ②药液清洗中防止原水流人的对策。药液清洗,特别是浸没清洗时,系统会临时停止或处理量减少。根据设备情况,要实施防止原水流溢的措施。
      以下的应对方法可单独或组合实施。
      a、有流量调节池时,事先下调流量调节池的水位
      b、多个膜组件或分系列运行时,可分数次实施
      c、调整运行中膜组件的过滤通量,来处理总体的处理流量(但是不应超过最大的设计过滤通量)
      d、如由于雨天等原因,预计流入原水量增加时,增加之前完成清洗或延期进行清洗
      e、在工厂,如果能够抑制原水流入量时,可限制原水流入量。
      f、原水流入较少时(例如,周六、周日、夜间)可进行清洗。
       ③维护清洗、恢复清洗后膜处理水中的残留游离氯及酸。用于维护清洗、恢复清冼的大部分药液排放到膜分离池内,因污泥消减残留氯的活性,所以对处理水的影响不大。
       酸有时会使池内的pH值多少有所下降,这对处理水的影响不大。但是,配管内及中空纤维膜内残留的药液在开始过滤时作为处理水排放,暂时会对处理水水质产生很大影响。随着过滤时间的延长,其浓度急剧下降。根据出水情况,当处理水的水质出现问题时,可采用以下方法。
       a、 NaClO的情况。在本系统事例中,将 NaClo的原液和稀释水按一定比例进行混合后供应给膜组件。清洗完毕后,在药液泵停机的状态下,稀释水泵继续工作,配管内残留的NaClO被挤压到膜分离池内而失活。此操作完毕后开始过滤,可大幅降低混入到处理水内的残存NaClO量。输液量因处理量和配管铺设状况的不同而有所不同,所以需要单独计算。
       b、酸清洗的情况。排空用于清洗的稀释水池内的酸,替换成水。在稀释水泵操作下,通过膜组件将配管内的酸输送到膜分离池内,将配管内的药液替换成水。输液量因处理量和配管的铺设情况不同而有所不同,所以需要单独计算。
       ④维护清洗、恢复清洗配管中的排气
       a、若清洗用配管中残留有空气,则在药液清洗中就会发生气塞,药液有可能不能够均匀地浸入到整个中空纤维膜中。实施药品清洗前,在启动过滤泵的同时,运行药液泵、稀释水泵等,排掉清洗管线中的空气。一般常设配管,在试运行时,排气一次即可,不用每次清洗前都实施排气。
       b、小规模膜组件使用临时水池和软管,通过水位差或泵进行输液时,连接软管前排掉软管内(阀门B~阀门C)的空气。打开膜组件一侧的阀门后连接软管,则配管内的液体会
排出,为了防止空气流入,所以膜组件一侧的阀门(阀门A)在连接软管后再打开。流量用阀门的开度来调整(图4-2)。
      ⑤浸没清洗的其他注意事项
       a、在浸没清洗操作中,请注意污泥不要污染到抽吸管道的内部。抽吸软管和抽吸配管的连接部分充分水洗后再分解,并用塑料袋和胶带等堵住开口部。
       b、吊起膜组件后,用淋浴方式清洗膜组件,将附着在膜组件的污泥除掉后再进行浸渍清洗膜片时,高压清洗机有可能损伤到膜,故不要使用。
       C、清洗膜组件和膜片的排水,不要直接排放到地面,通常要排到原水池或反应池中。

 
       d、再次运行时,请在膜清洗用鼓风机运行后再运行过滤泵。
       e、用于浸没清洗的药液根据法律规定要正确处理。 NaClo通过硫代硫酸钠进行中和酸通过氢氧化钠进行中和,然后废弃排出。
       连续实施NaCO清洗和酸洗时,在NaCO清洗和酸洗之间,对膜片和相关设备以及水罐充分进行水洗。 NaClo和酸混合后会产生有毒的氯气,很危险,应充分加以注意。
 
4.4.3.2   B公司膜系统的运行与清洗情况
 
        (1)运行概况
 
        某污水处理厂二期MBR工程,共8个廊道,每个廊道5组膜组件,共40组a型膜组件,运行情况:8个廊道,4台抽吸泵,每台抽吸泵对应10台膜组件。每台抽吸泵流量
260 m³/h,抽吸15min,停1min,瞬时通量为17.47L/(㎡·h),平均通量为16.38L/(·h),中间为反洗水池和排泥池。
      膜池与膜组件的现场照片见图4-3
      膜清洗方式包括在线反冲洗、维护性清洗、恢复性清洗,共用同一台清洗水泵。
     在线反冲洗(暂未运行):每15min进行一次,每次反洗时间30s,反洗通量34L/(·h),是抽吸运行通量的两倍。
     维护性清洗:清洗频率1次/周,次氯酸钠浓度500mg/L。清洗程序为进药1min,浸泡4.5min;进药20s,浸泡4.5min,循环8次,清水清洗1min。
     恢复性清洗:2次/年,每列清洗时间6~12h,次氯酸钠浓度1000mg/L,每30min 曝气一次。
图4-3   膜池与膜组件
 
       (2) 膜清洗案例
       ①案例1。国内一印钞造纸综合企业MBR再生水工程,设计规模为1000d,采用浸没式MBR工艺,选用某公司中空纤维膜,膜孔径为0.4m,膜材质为PVDF,膜总面积16000㎡。工程设计MBR工艺池2个,单池处理能力5000(d。膜池进水为印钞造纸综合废水经絮凝沉淀后的出水,其COD150~200mg/L;BOD50~60mg/L;s560-80mg/L;NH3-N3~5mg/L;TP0.5~1mg/L;特征因子TiO25~10mg/L。工程出水指标为COD20-40mg/L; BOD510-20mg/L; SS<lmg/L。
       工程运行控制中,通过调试确定MBR系统临界TMP为40kPa,结合新膜初期运行稳定后的TMP为25kPa,将其差值15kPa作为整个膜系统周期性TMP升高值的控制点。在
系统TMP整体升高15kPa时停止运行,对膜箱进行体外拆片浸泡清洗,清洗步骤如下。
       a、将膜箱吊出反应池,拆片后,人工清理膜丝间的缠绕物,再用低压高速水冲刷掉膜表面的积泥。
       b、放入质量分数为0.5%的次氯酸钠溶液中浸泡2h,最后用2%的柠檬酸液浸泡2h。
       ②案例2。工程为污水深度处理,处理规模为1360m3/h,系统的来水为污水处理厂级处理沉淀池的出水,处理工艺为先对来水进行曝气,曝气后的出水进入膜池,经外压式中
空超滤膜处理后,一部分作为机组循环冷却水,另一部分用于膜的定期反冲洗和化学清洗。
       MBR膜组件共设42个a型膜箱,分布于6个独立运行的膜池中,每个膜池7个膜箱,每个膜箱含有a型膜片44个,每个膜片的表面积为31.6m2,每个膜池共有308个膜片,6行中个系列总共1848个膜片。
       a、膜池曝气清洗。膜池系统设7台膜鼓风机,6用1备。膜鼓风机向膜箱的底部提供空备。气以冲刷膜的表面。气流的作用是混合膜池中的处理液,同时防止固形物在膜上聚积。采用循环曝气方式,先在一个膜箱进行曝气,经循环曝气阀,空气以10s间隔循环流到相隔的膜箱膜片上。
       b、反冲洗。设定系统运行的TMP不超过50kPa,超过50kPa时需启动反冲洗程序。在反冲洗期间,抽吸泵从超滤岀水储存箱中吸取超滤岀水,反冲洗水通过超滤总母管引到膜纤维中,反冲洗过程以设定的间隔和持续时间自动进行,每9min左右发生一次,持续时间科为55s。
        c、离线化学清洗
       (a) 膜池排水。打开超滤排空管阀门并启动排空泵排水,初次排水可排入回流渠,为了保证排空效果,启动曝气风机,边曝气边排水,液位降至0.5m后停止曝气。
       (b) 当膜池排空后,停排水泵、关闭排空阀门,进入清洗阶段。
       (c) 膜池注水和注入化学药液
       1、启动抽吸泵,将反洗水箱水抽入膜池,待液位升至膜池深度的90%左右时停止进水。
       2、启动曝气风机,开始曝气.
       3、
往膜池投加相关清洗剂,10min后记录药液pH值。
       4、曝气浸泡。每30min开启曝气风机曝气5min,总时间控制在6~10h,清洗过程每1h监测一次药液pH值,当pH值变化大于0.5时需要补充相应清洗药剂。
       5、膜池排水。曝气浸泡结束,重复步骤(a)的操作,确保将药剂排至中和废水池,防止药剂进入回流渠回流至生物曝气池杀伤微生物。
       6、膜池注水备用。当液位升至3m时停止进水,10min后超滤返回到清池备用状态。在装置返回到制水工况后,运行人员应记录通量、膜透性等值,当清洗前的参数值进行比较。如果清洗未见效,可重复上述的清洗过程,或进一步分析污堵原因,以便采用更有效的化学清洗药剂。
       化学清洗液参数控制见表4-4。
表4-4   化学清洗液参数控制
药剂名称 用途 清洗药剂浓度/(mg/L) 药剂流速/(L/min) pH控制值
NaClO 消毒剂、杀菌剂、有机物清洗剂 250 0.1  
NaOH 有机物和胶体物质清洗剂 100 7.4 10.5
柠檬酸 无机物清洗剂 2000 6.6 2.5-3.5
2,2-二溴-3-氰基丙酰胺 消毒剂、杀菌剂、灭藻剂、黏泥剥离剂 100 11.1 2.5-3.5
 
4.4.3.3   C公司膜系统的运行与清洗情况

       (1) 运行概况

       某污水处理厂MBR工程设计规模3.5×10^4  m³/d,采用厌氧/缺氧/好氧十MBR工艺。其采用了当今世界先进的具有除磷脱氮功能和高效泥水分离技术的3AMBR技术,是我国第一个将MBR与传统的脱氮除磷A2/O工艺结合的处理厂,实现了在低碳氮比下的高效脱氮除磷。此污水处理厂的建成,标志着我国的污水处理和资源化技术走在了世界前列,为我国
水污染防治和水资源短缺的缓解带来里程碑式的影响。
       膜系统共分为南北两个区,南区有6个膜池,每个膜池并排分布8台膜组件,共有膜组件48台,每台膜组件有36组膜片,膜片采用的是C公司超滤膜组件a系列,每个膜片具有
有效膜面积50㎡。
       北区有2个膜池,设置在好氧池的末端,每个膜池并排分布6台膜组件,共有膜组件12台,预留6个机位,每台膜组件有60组膜片,每个膜片具有有效膜面积27.5,每台膜组件具有有效膜面积1650
       膜池的混合液直接回流到缺氧池,且回流比为300%,缺氧池到厌氧池的回流比为100%,水力停留时间(HRT)为19-36h,污泥龄(SRT)为35~50d,流程图见图4-4。
 

       (2) 酸清洗
 
       通过 NaClo进行清洗对有机物堵塞是有效的,但对于无机物的堵塞没有效果。只通过NaClO进行清洗,无机物会逐渐堆积在膜表面,TMP会上升,所以要用酸进行清洗。生活
污水建议1年实施1次。
       酸清洗通过在线清洗或者浸没清洗的方法来实施。
       酸清洗进行在线清洗时,在稀释水罐内调整酸清洗溶液,在 Naclo清洗的药液泵处于停机状态下,转动稀释水泵进行清洗。标准的药液量及药液注入时间和恢复清洗一样。在线
清洗后,将剩在稀释水罐中的药液用水稀释,可输送到膜组件或输送到流量调节池内。
       在小型膜组件情况下,另外准备药液罐,与过滤线连接,可通过水位差输送(膜分离池水位和药液罐水位差)。建议水位差在1m以上。
       表4-5是药液清洗的种类及其条件,表4-6为酸清洗药液的种类及浓度。
表4-5  药液清洗的种类
清洗种类 清洗频率 有效氯浓度
(NaClO时)/(mg/L)
注入量 注入/浸没时间
维护清洗 1次/周 300~500 2L/㎡+a① 注入15~30min
恢复清洗 每3个月1次,或者达到上限TMP②时 3000 2L/㎡+a① 注入15~30min,静放90min
浸没清洗(离线清洗) 通过在线清洗,TMP没有恢复时,或者出现膜间堵塞等故障时 3000 所需浸渍量
NaClO: 6-24h
酸:2h左右
 
                                       ①每单位膜面积2L/m2+a(引入配管容量)
                                       ②推荐值:初期TMP+15kPa
表4-6用于酸清洗(在线清洗或者浸没清洗)的药液浓度
酸的种类 浓度
草酸 1%~2%(质量分数)
柠檬酸 1%~2%(质量分数)
盐酸 0.1~0.5mol/L
硫酸 0.1~0.5mol/L
 
       (3) 设备清洗
       ①维护清洗、恢复清洗。维护凊洗、恢复凊洗需要药液罐、药液泵、稀释水罐、稀释水泵。清洗设备的概略图如图4-5所示。
       这里所示的是药液原液和稀释水混合注入方法,除此之外,还有将事先调整好浓度的药液进行输送的方法。浸没清洗时,另外需要清洗水池。
       ②各机器、设备的设计
        a. 药液罐(NaC○贮留罐),即贮留 Naclo的罐。考虑到维护凊洗和恢复凊洗,罐的容量为1~2个月的使用量。 NaClO具有腐蚀性,罐的材质选为PE或FRP。为防止 NaClO老化,贮留罐应设置在室内或阴凉处,为了保持作业环境,请确保通风。
       每台2个月的使用量计算如下(不包括引入配管容量)。
       膜内侧的有效面积为500㎡, NaClo的原液浓度设为12%,密度为1.19g/cm³。
       维护清洗:
       500×2L/×500mg/L÷12%÷1.19g/c×1次/周×8周(2月)=28L
       恢复清洗:

 
 
        500㎡ × 2L/㎡ × 3000mg/L÷12%÷1.19g/cm³×1次=21L
       上述合计为49L。
       实在选择时要考虑引入配管容量a的损失。
       b.  稀释水罐。即贮留NaCO的稀释水的罐。稀释水一般采用自来水或膜过滤水等处理水中残留的氨浓度高时,NaCO和氨发生反应,生成氯胺, NaClo的活性降低,所以不适合作为稀释水。稀释水罐的容量设定为大于1次清洗所需量。对稀释水罐的补水,建议采用自动补水。
       每台使用量的计算如下。
       500㎡ × 2L/㎡=1+引入配管容量a
       c.  清洗水池。即进行浸没清洗时,用于浸没膜组件的池。其大小要设为一次要清洗膜组件可放入的大小及水深。
       d. 药液泵。维护清洗和恢复清洗有时可共用药液泵。共用时,考虑其流量,采用可变式定量泵。
      每台药液泵流量的计算如下(不包括引入配管容量)。
      NaClO的原液浓度设为12%,密度为1.19g/cm³。
      维护清洗:
      
500㎡ × 2L/㎡ × 500mg/L÷ 12% ÷ 1.19g/cm³ ÷30min=0. 12L/min
      恢复清洗:
      500㎡ × 2L/㎡ × 3000mg/L÷12%÷1.19g/cm³÷30min=0.70L/min
      e.  稀释水泵。 这是对药液泵输送的NaClO进行稀释的泵。维护清洗和恢复清洗均为等流量。稀释水在与NaCO的配管合流后,用在线搅拌机(静态搅拌机)均匀混合。
      维修(恢复)清洗:
      
500㎡ × 2L/㎡ ÷30min = 33.3L/min

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