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膜清洗一般分為物理清洗和化學(xué)清洗。物理清洗包括曝氣清洗、水反洗和超聲波清洗;化學(xué)清洗為化學(xué)物質(zhì)清洗,如使用次氯酸鈉和鹽酸等進(jìn)行清洗。
1.物理清洗
物理清洗主要是依靠物理機(jī)械的沖刷及反沖洗使得膜表面和膜孔內(nèi)的污染物脫落的過(guò)程。物理清洗所需設(shè)備簡(jiǎn)單,但清洗效果有限,不能徹底清除膜污染,只能作為一種維護(hù)手段。
(1)曝氣清洗
曝氣清洗初期受有機(jī)物污染的膜之清洗是有效的。曝氣清洗是一種強(qiáng)化水流循環(huán)作用的物理清洗方法,曝氣會(huì)形成水和空氣的氣泡流體,氣泡尾流在膜表面產(chǎn)生剪切作用。氣泡尾流區(qū)的體積和氣泡的尺寸成正比,當(dāng)氣液流動(dòng)呈大氣泡流動(dòng)時(shí),較大氣泡產(chǎn)生的較大尾流區(qū)更有利于抑制膜污染的發(fā)展。
大量氣泡以較高速度穿過(guò)膜組件以及氣體夾帶的水流對(duì)膜表面的沖刷作用,使膜表面處于劇烈紊動(dòng)狀態(tài),避免了凝膠層的增厚和堵塞物質(zhì)的積累,可延長(zhǎng)膜清洗周期。同時(shí)這種紊動(dòng)作用還從兩方面減緩了濃差極化現(xiàn)象,一是通過(guò)曝氣提高水流速度,使其處于紊流狀態(tài),讓膜表面的高濃度與主流濃度更好地混合;二是對(duì)膜表面不斷進(jìn)行清洗,消除已形成的凝膠層。
(2)水反洗
水反洗模式是保證浸沒(méi)式膜在各種運(yùn)行條件下保持最佳透水性的最簡(jiǎn)單的方法之一。反洗是指在膜出水口施加一個(gè)反沖洗壓力,將水流反向通過(guò)膜,使膜孔輕微膨脹,驅(qū)除黏附在膜絲表面的固體顆粒。水反沖洗結(jié)束后,膜系統(tǒng)一般需停歇一段時(shí)間,停歇控制是反洗的一個(gè)備用選擇。停歇模式下,停止產(chǎn)水,在此期間膜表面積累的固體顆粒將通過(guò)膜曝氣被帶走。
(3)超聲波清洗膜
超聲波清洗是利用超聲波在水中引起劇烈的紊流、氣穴和震動(dòng)而達(dá)到去除膜污染的目的。研究表明,利用超聲波清洗膜也有一定的效果,尤其對(duì)于采用一般常規(guī)清洗方法難以達(dá)到要求及幾何形狀比較復(fù)雜的被清洗物,超聲波效果更為明顯。如附著生長(zhǎng)型MBR的污染膜表面黏性較大,常規(guī)物理清洗效果差,采用超聲波清洗,能使膜通透性恢復(fù)約30%。
2.化學(xué)清洗
(1)化學(xué)清洗藥劑
化學(xué)清洗通常是根據(jù)膜的污染程度,用氧化劑(次氯酸鈉等)、酸(草酸、檸檬酸、鹽酸等)、堿(氫氧化鈉等)、絡(luò)合劑、表面活性劑、酶、洗滌劑等化學(xué)清洗劑對(duì)膜進(jìn)行浸泡和清洗,是一種去除膜污染的相對(duì)最有效的方法。對(duì)于不同材質(zhì)的膜,應(yīng)選擇不同的化學(xué)清洗劑,并防止化學(xué)清洗劑對(duì)膜造成損壞。用低濃度的氧化劑可以對(duì)污染較輕的膜組件進(jìn)行在線清洗;而對(duì)于污染嚴(yán)重的膜組件,需加入酸、堿或氧化劑浸泡清洗;堿性清洗液可以有效去除蛋白質(zhì)污染,破壞凝膠層,使其從膜表面剝離下來(lái);酸類(lèi)清洗劑可以溶解并去除無(wú)機(jī)礦物質(zhì)和鹽類(lèi),溶出結(jié)合在凝膠層和水垢層中的銅、鎂等無(wú)機(jī)金屬離子,將殘存的凝膠層和水垢層從膜表面徹底清洗以恢復(fù)其通透能力。如對(duì)于大分子物質(zhì)等在膜表面形成的凝膠層,水反沖洗效果甚微,可用酸或堿液浸泡清洗污染膜。堿性條件下有機(jī)物、二氧化硅和生物污染物易被清除。
(2)在線化學(xué)清洗
在正常過(guò)濾過(guò)程以外,定期化學(xué)清洗對(duì)保持膜使用性能也是非常重要的。通過(guò)進(jìn)行不同程度的定期清洗,減少系統(tǒng)恢復(fù)性清洗的頻率,讓膜能夠保持最佳的狀態(tài)。
在線化學(xué)清洗的原理是:在藥劑從膜的一端流向另一端的連續(xù)循環(huán)過(guò)程中,藥液在膜的內(nèi)表面充分接觸,殺死并氧化滋生在膜面上的微生物,再使微生物殘?bào)w和溶液同時(shí)從膜內(nèi)部排出。在線化學(xué)清洗的優(yōu)點(diǎn)為:清洗較快,清洗時(shí)可以借助曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣。
在線化學(xué)清洗分維護(hù)性清洗、恢復(fù)性清洗兩種方式。
①維護(hù)性清洗
維護(hù)性清洗方式持續(xù)時(shí)間較短,采用較低的化學(xué)藥品濃度,清洗頻率較高,目的在手保持裂的透水性和延長(zhǎng)恢復(fù)性清洗周期。維護(hù)性清洗方式不能完全取代外恢復(fù)性清洗,面只能是延長(zhǎng)恢復(fù)性清洗的周期,減小恢復(fù)性清洗次數(shù)。
維護(hù)性清洗通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定,并按照24h由PLC自動(dòng)啟動(dòng)。操作時(shí),可以選擇每天進(jìn)行一格膜池膜的維護(hù)性清洗。當(dāng)需要進(jìn)行維護(hù)性清洗時(shí),需要清洗的膜列將首先完成當(dāng)前的產(chǎn)水周期再進(jìn)行清洗,或膜列處于待機(jī)狀態(tài)就可直接開(kāi)始維護(hù)性清洗。維護(hù)性清洗的過(guò)程是全自動(dòng)的,并設(shè)定在清洗當(dāng)天中的非高峰流量時(shí)段。
在空池下,也可以進(jìn)行維護(hù)性清洗??粘胤绞骄哂幸韵绿攸c(diǎn):操作人員設(shè)定頻率后可全自動(dòng)進(jìn)行:膜池排空;要求較低的藥品濃度。與反洗程序類(lèi)似,維護(hù)性清洗的頻率和持續(xù)時(shí)間可以根據(jù)運(yùn)行條件和污泥特性的變化來(lái)進(jìn)行優(yōu)化
②恢復(fù)性清洗
清洗持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、采用化學(xué)藥品濃度較高,清洗頻率較低,目的在于恢復(fù)膜的透水性。恢復(fù)性清洗是當(dāng)產(chǎn)水過(guò)程中透膜壓差達(dá)到最大預(yù)計(jì)值時(shí)啟動(dòng)的。
恢復(fù)性清洗用于在膜污堵后恢復(fù)膜的透水性?;謴?fù)性清洗應(yīng)該在膜通量下降到50%以下時(shí)啟動(dòng)?;謴?fù)性清洗過(guò)程包括與維護(hù)性清洗類(lèi)似的加藥反洗,然后是化學(xué)浸泡過(guò)程?;謴?fù)性清洗的主要特點(diǎn)是:
啟動(dòng)后自動(dòng)進(jìn)行:
注同時(shí)清洗一格膜池中的所有膜箱;
3.要求適合的化學(xué)藥品濃度。
當(dāng)清洗結(jié)束后,如果需要額外的中和,則清洗藥液需轉(zhuǎn)移到化學(xué)清洗池,用亞硫酸氫鈉和氫氧化鈉中和。中和方式采用化學(xué)清洗泵做內(nèi)循環(huán),在線加藥中和??梢圆捎糜嗦葍x、pH儀指示中和過(guò)程是否完成。
對(duì)于較大的項(xiàng)目,一般需要設(shè)置恢復(fù)性清洗池,采用吊車(chē)將需要清洗膜組件吊往清洗池,再采用一定濃度的藥液浸泡處理。