浸入式超滤膜堆的离线清洗方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及给水和废水处理与净化的膜技术领域，尤其设及浸入式超滤膜堆的离 线清洗方法。
【背景技术】
[0002] W下对本发明的相关技术背景进行说明，但运些说明并不一定构成本发明的现有 技术。
[0003] 膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择透过性能来分离、提纯和浓缩目的 产物的新型分离技术。应用膜分离技术时，物料中的微粒、胶体离子或溶质大分子与膜存在 物理化学作用或机械作用，从而在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，出现 膜污染，导致膜的分离性能减弱，使用寿命缩短。在膜过滤运行过程中，膜通量随运行时间 的延长而降低，跨膜压差逐步升高。膜污染必须通过清洗来消除，因此清洗方法的研究成为 膜分离技术应用中的一个热点。
[0004] 膜清洗包括物理清洗、化学清洗和生物清洗，物理清洗借助于机械力、声波、热力、 光等手段清除杂质，使膜的分离性得到恢复;生物清洗利用微生物分解膜上的污染物，但是 容易引起膜发生劣化;化学清洗借助于化学药剂的反应、溶解、乳化、分散、吸附作用清除膜 污染。一旦料液与膜接触，膜的污染就开始。当污染发展到由反冲洗、维护清洗不能恢复其 性能时，系统就无法正常运行，常规的方法时采用化学清洗剂进行清洗。
[0005] 化学清洗通常分为在线化学清洗和离线化学清洗两类。在线化学清洗通常在膜池 的膜组件单元内部进行。运种方法是将指定浓度的化学药剂、通常是将一定浓度的酸和碱 分别添加到膜池中，通过一定时间的浸泡来去除膜污染，恢复膜压差和通量。当浸没周期完 成后，膜池中的膜组件还需用净水冲刷来去除残留的清洗液。运个过程也许会重复使用不 同的清洗液来去除不同污染物，直到膜成功地清洗干净。运种在线清洗方式对原有的膜净 水设施和系统会构成影响，对膜池的抗酸碱腐蚀的能力要求较高，尤其是在大系统的膜池 结构中，膜池在线化学清洗产生的清洗废水难W及时处理，废水放空返回到前段处理设施 也会影响前端处理的运行效果，而且恢复性化学清洗不是连续进行，通常是一周到一个月 进行，运样产生的废水不连续而且量大，对相应的水处理系统冲击负荷较大，同时化学药剂 用量也较大，化学清洗液重复利用率低，维护和清洗成本较高。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种操作简单、维护方便的浸入式超滤膜堆的离线清洗方 法。
[0007] 根据本发明的浸入式超滤膜堆的离线清洗方法，包括：
[000引S1、控制器根据采集的超滤膜堆初始膜通量Ji和酸洗池中的酸溶液浓度Cl确定酸 处理时间ti，然后向机械手和超声单元发送酸处理信号；机械手根据酸处理信号将超滤膜 堆置于酸洗池中进行酸洗，超声单元根据酸处理信号对超滤膜堆进行超声波处理;酸洗结 束后控制器向机械手和超声单元发送第一终止信号，机械手根据第一终止信号将超滤膜堆 从酸洗池中取出，超声单元根据第一终止信号停止超声波处理；
[0009] S2、控制器根据采集的酸处理后的超滤膜堆膜通量J2和碱洗池中的碱溶液浓度C2 确定碱处理时间t2,然后向机械手和超声单元发送碱处理信号;机械手根据碱处理信号将 超滤膜堆置于碱洗池中碱洗，超声单元根据碱处理信号对碱溶液进行超声波处理;碱洗结 束后控制器向机械手和超声单元发送第二终止信号，机械手根据第二终止信号将超滤膜堆 从碱洗池中取出兵放入水洗池中，超声单元根据第二终止信号停止超声波处理；
[0010] S3、控制器向反冲洗单元、超声单元和膜通量检测单元发送反冲洗信号;反冲洗单 元根据反冲洗信号对水洗池中的超滤膜堆进行反冲洗，超声单元根据反冲洗信号对水洗池 中的溶液进行超声波处理;膜通量检测单元接收到反冲洗信号之后实时检测超滤膜堆的进 水量、排出水量和排出水抑，并将检测到的数据发送至控制器；
[0011] S4、控制器根据超滤膜堆的进水量、出水量和超滤膜堆的有效面积确定超滤膜堆 的膜通量，当超滤膜堆的膜通量不小于预设的膜通量阔值Jo、并且排出水抑为7.5~8.5时， 控制反冲洗单元和超声单元关闭。
[0012] 优选地，按照如下关系式确定酸处理时间ti:
[0014] 式中，n为酸处理时间换算系数，n = 0.40~1.60，并且当酸溶液为HCl或HN化溶液 时n= 1.0，当酸溶液为出S〇4溶液时n = 〇. 65; A为超滤膜堆的有效面积，单位为:m2。
[0015] 优选地，按照如下关系式确定碱处理时间t2:
[0017] 式中，A为碱处理时间换算系数，A = 0.40~1.60，并且当碱溶液为化OH或KOH溶液 时Il = O. 92; A为超滤膜堆的有效面积，单位为:m2。
[0018] 优选地，酸处理信号包括:对酸溶液中超滤膜堆进行超声波处理的第一超声波功 率;步骤Sl中向机械手和超声单元发送酸处理信号之前进一步包括:根据超滤膜堆的污染 物种类、初始膜通量Jl和酸洗池中的酸溶液浓度，确定第一超声波功率Pl;和/或，
[0019] 碱处理信号包括:对碱溶液中超滤膜堆进行超声波处理的第二超声波功率;步骤 S2中向机械手和超声单元发送碱处理信号之前进一步包括:根据超滤膜堆的污染物种类、 酸处理后的超滤膜堆膜通量J2和碱溶液浓度，确定第二超声波功率P2;和/或，
[0020] 反冲洗信号包括:对水洗池中超滤膜堆进行超声波处理的第=超声波功率;步骤 S3之前进一步包括:根据超滤膜堆的污染物种类和酸处理后的超滤膜堆膜通量J3,确定第 =超声波功率P3。
[0021] 优选地，按照如下关系式确定第一超声波功率Pi、第二超声波功率P2和第=超声波 功率P3:
[002引式中，f为超声波频率，单位为:MHz。
[00%]优选地，步骤SI进一步包括：
[0027] 实时检测酸溶液的当前抑，确定酸溶液的当前抑与酸溶液初始抑之间的第一变化 量A抑1;
[002引根据第一超声波功率和第一变化量A P出，确定与酸溶液的当前pH对应的第一实 时超声波功率P/ ;
[0029] 将超声波单元的功率调整至第一实时超声波功率P/。
[0030] 优选地，步骤S2进一步包括：
[0031] 实时检测碱溶液的当前抑，确定碱溶液的当前抑与碱溶液初始抑之间的第二变化 量A P出；
[0032] 根据第二超声波功率和第二变化量A P此，确定与碱溶液的当前pH对应的第二实 时超声波功率;
[0033] 将超声波单元的功率调整至第二实时超声波功率。
[0034] 优选地，按照如下关系式确定第一实时超声波功率和第二实时超声波功率P3:
[0036] 式中，P出为酸溶液初始pH，P出为碱溶液初始抑。
[0037] 优选地，步骤Sl之后进一步包括:实时监测酸洗池的污染物浓度；当酸洗池中的污 染物浓度大于预设的酸洗池污染物浓度阔值时，将酸洗池中的酸溶液排出至中和池，向酸 洗池中加入重新配制的酸溶液；
[0038] 步骤S2之后进一步包括:实时监测碱洗池中的污染物浓度；当碱洗池中的污染物 浓度大于预设的碱洗池污染物浓度阔值时，将碱洗池中的碱溶液排出至中和池，向碱洗池 中加入重新配制的碱溶液。
[0039] 优选地，其中，
[0040] 步骤