膜的清洗再生方法

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膜的清洗再生方法可分為物理方法和化學方法兩大類:

㈠膜的物理清洗法:

①等壓水力沖洗法：具體做法是:關閉超濾膜透過液出口閥門,全開濃縮水出口閥門,此時中空纖維內(nèi)外兩側(cè)壓力逐漸趨于平衡,因壓力差而粘附于膜表面的污垢松動,再加上增大水的流量沖洗表面,這對去除膜表面上的大量松軟的雜質(zhì)是很有效的.
②負壓反向沖洗法:是一種從膜的負面(產(chǎn)水端)向正面(進水端)進行沖洗的方法,此方法很有效。但風險也很高,一旦操作失誤,很容易把膜沖裂或者破壞密封粘接面,因此反沖洗壓力不應超過0.1MPa.
③此外還有:熱水沖洗法、水氣混合沖洗法、高純水沖洗法等等。
㈡．膜的化學清洗法

① 酸洗法：配制PH=2的酸溶液（常用的酸有鹽酸、檸檬酸、草酸），把酸溶液灌入膜組件內(nèi)浸泡5~10小時，或者利用酸泵把溶液打循環(huán)2~4小時。這樣能有效地去除無機雜質(zhì)。
② 堿洗法：配制PH=12的堿溶液（常用的堿有NaOH），把堿溶液灌入膜組件內(nèi)浸泡5~10小時，或利用堿泵把溶液打循環(huán)2~4小時，能有效地去除有機雜質(zhì)和油脂。
③ 氧化性清洗劑清洗法：配制2%H2O2，或者0.5%NaCLO水溶液，清洗超濾膜方法和上面一樣,時間一般在4~8小時,此方法能有效地去除污垢,又能殺滅細菌.
④ 加酶洗滌劑清洗法: 加酶洗滌劑(1%胃蛋白酶,胰蛋白酶)能有效地去除蛋白質(zhì)、多糖、油脂類污染物質(zhì).
注意:在做化學清洗前后一定要用干凈的清水沖洗每支超濾組件。
針對超濾法處理工業(yè)含油廢水時所造成的超濾膜污染,采用正交實驗法進行實驗室模擬實驗,研制了一種高效堿性清洗劑,最佳配方(質(zhì)量分數(shù))為:十二烷基苯磺酸鈉(LAS)9%,表面活性劑9%,氫氧化鈉46%,無水碳酸鈉15%,磷酸鈉11%,硅酸鈉10%.分別測定了該清洗劑的凈洗力、pH、泡沫力、漂洗性能和接觸角的變化,并將該配方應用到鋼鐵廠超濾膜機組進行工業(yè)實驗.實驗結(jié)果表明,該清洗劑的各項指標符合國家環(huán)保要求,對超濾膜管的凈洗力達到96.53%,而且對超濾膜管無腐蝕性,性能優(yōu)于傳統(tǒng)的堿性清洗劑.
超濾膜的清洗
常用的方法有物理方法和化學方法兩類。
物理方法。一般在超濾前均裝有孔徑為5~10μm的過濾器，以去除固體懸浮物及鐵鋁等膠體。對已污染的膜，可采用下列方法清洗。
① 水力方法，降低操作壓力，提高保留液循環(huán)量（即高速水沖洗）有利于提高通量；采用液流脈沖的形式可以很快將膜污染清除，特別是洗液脈沖同反沖結(jié)合起來，將會收到令人滿意的效果。例如，內(nèi)壓式中空纖維膜可以用以下兩種方式清洗。一個是反沖洗滌液體反向透過膜，除去沉積在纖維內(nèi)壁的污垢，注意洗滌液中不得含有懸浮物以防止中空纖維膜的海綿狀底層被堵塞。例如反沖洗時可采用兩個超濾器并聯(lián)運行，用一個超濾器的出水對另一個超濾器進行反沖洗，這應在較低的操作壓力下進行，以免引起膜破裂，反沖洗時間一般需要20~30min。另一個是循環(huán)洗滌關閉透過液出口，利用料液和透過液來清洗，由于料液在中空纖維內(nèi)腔的流速高，因而流動壓力降大。關閉透過液出口后，纖維間的壓力大致等于纖維內(nèi)壓力的平均值，在中空纖維的進口段內(nèi)壓較高，產(chǎn)生濾液；在纖維的出口段外壓較高，濾液反向流人纖維內(nèi)腔，透過液在中空纖維內(nèi)外作循環(huán)流動。返回的濾液流加上高速的料液流可以清除沉積的污垢，
    近來有一種發(fā)展動向是采用兩套內(nèi)壓中空纖維膜組合使用的方法，兩套膜組件并聯(lián)，其中一套工作，分流出一部分超濾液來反沖另一套中空纖維膜，間隔一段時間后交換進行，一般是工作10min，反沖1min，這種邊工作邊反沖的方式能很好地防止膜孔道堵塞，使膜通量保持在較高的狀態(tài)下工作。這種操作方式突破了要等到膜污染之后才停止工作進行清洗的觀點，它不需用清洗劑，也不需卸下膜組件，是一種很好的方法，只是對換向開關以及換向開關的控制部分要求較高，否則影響膜的壽命。
    又如，對外壓式中空纖維膜可使用等壓法沖洗。沖洗時首先降壓運行、關閉超濾液出口并增加原液進口流速，此時中空纖維內(nèi)腔壓力隨之上升，直至達到與纖維外側(cè)內(nèi)腔操作壓力相等，使膜內(nèi)外側(cè)壓差為零，滯留于膜面的溶質(zhì)分子即會懸浮于溶液中并隨濃縮水排出。等壓沖洗適用于中空纖維膜。對于中空纖維膜組件，還可使用負壓清洗方法，即用抽吸的方法使膜的功能面處于負壓狀態(tài)，從而去除污染物，使膜的性能得到恢復。其優(yōu)點為當膜的外側(cè)壓力為大氣壓時，膜內(nèi)外側(cè)的壓差最大為一個大氣壓，膜不易損壞，同時其清洗效果優(yōu)于等壓清洗。
② 氣-液脈沖往膜過濾裝置間隙通人高壓氣體（空氣或氮氣）就形成氣，液脈沖。氣體脈沖使膜上的孔道膨脹，從而使污染物能被液體沖走。此法效果較好，氣體壓力一般為0.2~0.5MPa，可以使膜通量恢復到90%以上。此外，還有電場過濾，脈沖電脈清洗，脈沖電解清洗，電滲透反洗，海綿球機械擦洗等方法。
化學清洗。當膜污染比較嚴重，采用物理方法不能使通量恢復時，必須用化學清洗劑進行清洗?；瘜W清洗從本質(zhì)上講是沉淀物與清洗劑之間的一個多相的反應，根據(jù)布萊特的理論，化學清洗分為6個過程：
① 化學清洗前的機械清洗；
② 清洗劑擴散到污垢表面；
③ 滲透擴散進污垢層；
④ 清洗反應（其中包括物化過程：溶化、機械應力和熱應力、濕潤、浸透、溶脹、收縮、溶劑化作用、乳化作用，抗絮凝作用和吸附作用。化學過程為：水解作用、膠溶作用、皂化作用、溶解作用、整合作用、整合和懸浮，這些反誼總是生成一些可溶性的產(chǎn)物，至少也能分散一些物質(zhì)。反應產(chǎn)物減弱了污垢顆粒和膜表面之間的結(jié)合力)：
⑤ 清洗反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到內(nèi)表面；
⑥ 產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到內(nèi)表面。
   
     化學清洗常用的清洗劑有以下幾種：
① 酸堿液硝酸、磷酸、草酸、擰棱酸和氫氟酸以及NaOH、KOH等堿類都可用于膜組件的清洗。無機離子如Ca2+、Mg2+等在膜表面形成沉淀層，可采取降低pH值促進沉淀溶解，再加上EDTA鈉鹽等絡合物使沉淀物被去除；用稀Na。H溶液清洗聚砜膜，也可以較有效地清除蛋白質(zhì)造成的污染。Hayel等采用調(diào)節(jié)pH與加熱相結(jié)合的方法，能恢復乳酰超濾造成的污染，達原始通量的50%~90%。
② 表面活性劑表面活性劑能夠提高清洗劑的濕潤性，增強洗滌性，增加化學清洗劑和污垢之間的接觸作用，使沖洗水的用量和噸洗時間降到最小。表面活性劑如SDS、吐溫80、Triton、X-100(一種非離子型表面活性劑）等在許多場合有很好的清洗效果，可根據(jù)實際情況加以選擇。陰離子表面活性劑是一種中性的有機的發(fā)泡劑，例如肥皂、燒基硫酸鹽和燒基磺酸鹽等；但有些陰離子型和非離子型的表面活性劑能同膜結(jié)合造成新的污染，在選用時需加以注意。
③ 氧化劑當Na。H或表面活性劑不起作用時，可以用氯進行清洗，其用量為200~400mg/L活性氯（相當手400~800mg/L NaClO)，其最適pH值為10~110氧化劑常用于可抗氧化劑的膜。
④ 酶由醋酸纖維等材料制成的膜，由于不能耐高溫和極端pH值，在膜通量難以恢復時，需采用能水解蛋白質(zhì)的含酶清洗劑清洗。但使用酶清洗劑不當會造成新的污染。
    需要引起注意的是，不能等到膜污染很嚴重時才清洗，這樣將會增加清洗難度，使清洗步驟增多和清洗時間延長。對于各種膜，選擇化學清洗劑時要慎重，以防止化學清洗劑對膜的損害。
    此外，化學清洗還用于防止微生物、細菌及有機物的污染。如每月需用H202清洗膜一次。步驟如下：裝置停止運行并放空，把10L 30%的H202稀釋至300L，對人口、出口及流量計等處進行清洗；膜表面由無機鹽所形成的沉淀可根據(jù)沉淀物的溶解性質(zhì)，選用EDTA之類的整合劑，或者酸、堿加以溶解。進行化學清洗時加熱的再生液流經(jīng)膜表面，清洗劑循環(huán)0.5~4h。
    設備長期停用（停用5日以上方為長期）、長期保管時在設備中需要用0-5%甲醛浸泡。先將裝置停運放空，將37%的甲醛5.5L稀釋至400L(濃度為0.5%)，洗滌入口、出口，流量為15m3/h。若停用3個月以上，每月需按以上步驟清洗一次，啟用時再將H202洗凈。