膜的清洗再生方法

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

膜的清洗再生方法可分为物理方法和化学方法两大类:

㈠膜的物理清洗法:

①等压水力冲洗法：具体做法是:关闭超滤膜透过液出口阀门,全开浓缩水出口阀门,此时中空纤维内外两侧压力逐渐趋于平衡,因压力差而粘附于膜表面的污垢松动,再加上增大水的流量冲洗表面,这对去除膜表面上的大量松软的杂质是很有效的.
②负压反向冲洗法:是一种从膜的负面(产水端)向正面(进水端)进行冲洗的方法,此方法很有效。但风险也很高,一旦操作失误,很容易把膜冲裂或者破坏密封粘接面,因此反冲洗压力不应超过0.1MPa.
③此外还有:热水冲洗法、水气混合冲洗法、高纯水冲洗法等等。
㈡．膜的化学清洗法

① 酸洗法：配制PH=2的酸溶液（常用的酸有盐酸、柠檬酸、草酸），把酸溶液灌入膜组件内浸泡5~10小时，或者利用酸泵把溶液打循环2~4小时。这样能有效地去除无机杂质。
② 碱洗法：配制PH=12的碱溶液（常用的碱有NaOH），把碱溶液灌入膜组件内浸泡5~10小时，或利用碱泵把溶液打循环2~4小时，能有效地去除有机杂质和油脂。
③ 氧化性清洗剂清洗法：配制2%H2O2，或者0.5%NaCLO水溶液，清洗超滤膜方法和上面一样,时间一般在4~8小时,此方法能有效地去除污垢,又能杀灭细菌.
④ 加酶洗涤剂清洗法: 加酶洗涤剂(1%胃蛋白酶,胰蛋白酶)能有效地去除蛋白质、多糖、油脂类污染物质.
注意:在做化学清洗前后一定要用干净的清水冲洗每支超滤组件。
针对超滤法处理工业含油废水时所造成的超滤膜污染,采用正交实验法进行实验室模拟实验,研制了一种高效碱性清洗剂,最佳配方(质量分数)为:十二烷基苯磺酸钠(LAS)9%,表面活性剂9%,氢氧化钠46%,无水碳酸钠15%,磷酸钠11%,硅酸钠10%.分别测定了该清洗剂的净洗力、pH、泡沫力、漂洗性能和接触角的变化,并将该配方应用到钢铁厂超滤膜机组进行工业实验.实验结果表明,该清洗剂的各项指标符合国家环保要求,对超滤膜管的净洗力达到96.53%,而且对超滤膜管无腐蚀性,性能优于传统的碱性清洗剂.
超滤膜的清洗
常用的方法有物理方法和化学方法两类。
物理方法。一般在超滤前均装有孔径为5~10μm的过滤器，以去除固体悬浮物及铁铝等胶体。对已污染的膜，可采用下列方法清洗。
① 水力方法，降低操作压力，提高保留液循环量（即高速水冲洗）有利于提高通量；采用液流脉冲的形式可以很快将膜污染清除，特别是洗液脉冲同反冲结合起来，将会收到令人满意的效果。例如，内压式中空纤维膜可以用以下两种方式清洗。一个是反冲洗涤液体反向透过膜，除去沉积在纤维内壁的污垢，注意洗涤液中不得含有悬浮物以防止中空纤维膜的海绵状底层被堵塞。例如反冲洗时可采用两个超滤器并联运行，用一个超滤器的出水对另一个超滤器进行反冲洗，这应在较低的操作压力下进行，以免引起膜破裂，反冲洗时间一般需要20~30min。另一个是循环洗涤关闭透过液出口，利用料液和透过液来清洗，由于料液在中空纤维内腔的流速高，因而流动压力降大。关闭透过液出口后，纤维间的压力大致等于纤维内压力的平均值，在中空纤维的进口段内压较高，产生滤液；在纤维的出口段外压较高，滤液反向流人纤维内腔，透过液在中空纤维内外作循环流动。返回的滤液流加上高速的料液流可以清除沉积的污垢，
    近来有一种发展动向是采用两套内压中空纤维膜组合使用的方法，两套膜组件并联，其中一套工作，分流出一部分超滤液来反冲另一套中空纤维膜，间隔一段时间后交换进行，一般是工作10min，反冲1min，这种边工作边反冲的方式能很好地防止膜孔道堵塞，使膜通量保持在较高的状态下工作。这种操作方式突破了要等到膜污染之后才停止工作进行清洗的观点，它不需用清洗剂，也不需卸下膜组件，是一种很好的方法，只是对换向开关以及换向开关的控制部分要求较高，否则影响膜的寿命。
    又如，对外压式中空纤维膜可使用等压法冲洗。冲洗时首先降压运行、关闭超滤液出口并增加原液进口流速，此时中空纤维内腔压力随之上升，直至达到与纤维外侧内腔操作压力相等，使膜内外侧压差为零，滞留于膜面的溶质分子即会悬浮于溶液中并随浓缩水排出。等压冲洗适用于中空纤维膜。对于中空纤维膜组件，还可使用负压清洗方法，即用抽吸的方法使膜的功能面处于负压状态，从而去除污染物，使膜的性能得到恢复。其优点为当膜的外侧压力为大气压时，膜内外侧的压差最大为一个大气压，膜不易损坏，同时其清洗效果优于等压清洗。
② 气-液脉冲往膜过滤装置间隙通人高压气体（空气或氮气）就形成气，液脉冲。气体脉冲使膜上的孔道膨胀，从而使污染物能被液体冲走。此法效果较好，气体压力一般为0.2~0.5MPa，可以使膜通量恢复到90%以上。此外，还有电场过滤，脉冲电脉清洗，脉冲电解清洗，电渗透反洗，海绵球机械擦洗等方法。
化学清洗。当膜污染比较严重，采用物理方法不能使通量恢复时，必须用化学清洗剂进行清洗。化学清洗从本质上讲是沉淀物与清洗剂之间的一个多相的反应，根据布莱特的理论，化学清洗分为6个过程：
① 化学清洗前的机械清洗；
② 清洗剂扩散到污垢表面；
③ 渗透扩散进污垢层；
④ 清洗反应（其中包括物化过程：溶化、机械应力和热应力、湿润、浸透、溶胀、收缩、溶剂化作用、乳化作用，抗絮凝作用和吸附作用。化学过程为：水解作用、胶溶作用、皂化作用、溶解作用、整合作用、整合和悬浮，这些反谊总是生成一些可溶性的产物，至少也能分散一些物质。反应产物减弱了污垢颗粒和膜表面之间的结合力)：
⑤ 清洗反应产物转移到内表面；
⑥ 产物转移到内表面。
   
     化学清洗常用的清洗剂有以下几种：
① 酸碱液硝酸、磷酸、草酸、拧棱酸和氢氟酸以及NaOH、KOH等碱类都可用于膜组件的清洗。无机离子如Ca2+、Mg2+等在膜表面形成沉淀层，可采取降低pH值促进沉淀溶解，再加上EDTA钠盐等络合物使沉淀物被去除；用稀Na。H溶液清洗聚砜膜，也可以较有效地清除蛋白质造成的污染。Hayel等采用调节pH与加热相结合的方法，能恢复乳酰超滤造成的污染，达原始通量的50%~90%。
② 表面活性剂表面活性剂能够提高清洗剂的湿润性，增强洗涤性，增加化学清洗剂和污垢之间的接触作用，使冲洗水的用量和吨洗时间降到最小。表面活性剂如SDS、吐温80、Triton、X-100(一种非离子型表面活性剂）等在许多场合有很好的清洗效果，可根据实际情况加以选择。阴离子表面活性剂是一种中性的有机的发泡剂，例如肥皂、烧基硫酸盐和烧基磺酸盐等；但有些阴离子型和非离子型的表面活性剂能同膜结合造成新的污染，在选用时需加以注意。
③ 氧化剂当Na。H或表面活性剂不起作用时，可以用氯进行清洗，其用量为200~400mg/L活性氯（相当手400~800mg/L NaClO)，其最适pH值为10~110氧化剂常用于可抗氧化剂的膜。
④ 酶由醋酸纤维等材料制成的膜，由于不能耐高温和极端pH值，在膜通量难以恢复时，需采用能水解蛋白质的含酶清洗剂清洗。但使用酶清洗剂不当会造成新的污染。
    需要引起注意的是，不能等到膜污染很严重时才清洗，这样将会增加清洗难度，使清洗步骤增多和清洗时间延长。对于各种膜，选择化学清洗剂时要慎重，以防止化学清洗剂对膜的损害。
    此外，化学清洗还用于防止微生物、细菌及有机物的污染。如每月需用H202清洗膜一次。步骤如下：装置停止运行并放空，把10L 30%的H202稀释至300L，对人口、出口及流量计等处进行清洗；膜表面由无机盐所形成的沉淀可根据沉淀物的溶解性质，选用EDTA之类的整合剂，或者酸、碱加以溶解。进行化学清洗时加热的再生液流经膜表面，清洗剂循环0.5~4h。
    设备长期停用（停用5日以上方为长期）、长期保管时在设备中需要用0-5%甲醛浸泡。先将装置停运放空，将37%的甲醛5.5L稀释至400L(浓度为0.5%)，洗涤入口、出口，流量为15m3/h。若停用3个月以上，每月需按以上步骤清洗一次，启用时再将H202洗净。