本發(fā)明屬于膜清洗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的20多年里，膜技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為污水高效處理的一種新技術(shù)。與傳統(tǒng)處理法相比，具有容積負(fù)荷高、有機(jī)物去除率高、占地面積小和易于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，但是膜污染問(wèn)題仍然是阻礙膜分離技術(shù)發(fā)展的一個(gè)難題，嚴(yán)重影響了該工藝的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，限制了其廣泛使用，而膜清洗是延長(zhǎng)膜壽命的有效方式。
國(guó)內(nèi)外關(guān)于緩解超濾膜污染問(wèn)題的研究主要圍繞以下3個(gè)方面：膜材料與膜組件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、調(diào)整反應(yīng)器運(yùn)行條件、提高混合液可濾性。盡管這些傳統(tǒng)的措施取得了一定的效果，但抑制膜表面污染問(wèn)題一直是傳統(tǒng)方法面臨的最大問(wèn)題。
目前，工程上常用的膜清洗方法主要有物理清洗、化學(xué)清洗和生物清洗技術(shù)。物理清洗技術(shù)指利用高流速的水或空氣和水的混合流體沖洗膜表面，化學(xué)清洗指在水流中加入某種合適的化學(xué)試劑，生物清洗指借助微生物、酶等生物活性劑的生物活動(dòng)去除膜污染物質(zhì)。此外，以上幾種膜清洗方法均存在一些缺陷：物理清洗清洗范圍有限，難以清洗去除膜表面以及孔內(nèi)的污染物；化學(xué)清洗成本較高，而且使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題對(duì)膜組件的壽命產(chǎn)生影響，大大地縮小其使用壽命；生物清洗技術(shù)具有一定的局限性，酶具有一定的選擇性以及專一性，酶的活性受到溫度、pH等的影響，對(duì)處理?xiàng)l件有一定的要求，因此適用范圍比較局限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明需要解決的問(wèn)題是針對(duì)上述幾種常用的清洗方法存在的清洗效率低、成本價(jià)高和易產(chǎn)生二次污染以及適用范圍比較受限等缺陷和不足，而提供一種化學(xué)清洗與超聲波有效地結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)化學(xué)清洗效果，節(jié)省藥劑清洗量，從而節(jié)約成本的超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法。
發(fā)明內(nèi)容：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種利用超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法，具體包括如下操作步驟：
步驟1，對(duì)超濾膜組件進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗10min-15min，然后將超濾膜組件中的污水全部排出；
步驟2，配制次氯酸鈉化學(xué)清洗液，注入超濾膜膜池至浸沒(méi)膜組件，浸泡2h-6h；
步驟3，用超濾膜進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載20kHz-50kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；
步驟4，注入鹽酸溶液，浸泡2h-6h；
步驟5，用超濾膜進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載20kHz-50kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；
其中，步驟1中，所述氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)間為10min-12min，優(yōu)選12min。
其中，步驟2中，所述次氯酸鈉化學(xué)清洗液質(zhì)量濃度為0.05％—0.2％，優(yōu)選0.1％，浸泡時(shí)間為4h-6h，優(yōu)選5h。
其中，步驟3和步驟5中，所述超聲波的頻率為30kHz—50kHz，優(yōu)選40kHz。
其中，步驟4中，所述鹽酸溶液質(zhì)量濃度為0.1％—0.3％，優(yōu)選0.2％，浸泡時(shí)間為4h-6h，優(yōu)選5h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明方法利用超聲波的空化效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)化學(xué)清洗效果，利用空化氣泡爆破時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來(lái)，小氣泡和聲壓同步膨脹、收縮，像剝皮一樣的物理力反復(fù)作用于污垢層，將污垢層一層層剝離。
(2)超聲波清洗能作用到化學(xué)清洗方法不能清洗到的死角、空隙。
(3)將其與化學(xué)清洗相結(jié)合，可以有效增強(qiáng)清洗效果，可以更好地恢復(fù)膜通量，減小跨膜壓差，同時(shí)可以減少化學(xué)清洗藥劑用量，節(jié)約成本。
附圖說(shuō)明
圖1為物理清洗效果變化圖；
具體實(shí)施方式
根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種利用超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法，具體包括如下操作步驟：
首先對(duì)超濾膜進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗10min，然后將超濾膜組件中的污水全部排出；配制質(zhì)量濃度為0.05％次氯酸鈉化學(xué)清洗液，注入超濾膜膜池至浸沒(méi)膜組件，浸泡2.5h；然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為40kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；最后注入質(zhì)量濃度為0.1％的鹽酸溶液浸沒(méi)膜組件，浸泡2.5h，然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為30kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；
經(jīng)過(guò)清洗之后超濾膜膜通量可以恢復(fù)到94％，跨膜壓差可以降為31kPa。清洗效果良好，有效地節(jié)約了藥劑使用量。
實(shí)施例2
一種利用超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法，具體包括如下操作步驟：
首先對(duì)超濾膜進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗12min，然后將超濾膜組件中的污水全部排出；配制質(zhì)量濃度為0.1％次氯酸鈉化學(xué)清洗液，注入超濾膜膜池至浸沒(méi)膜組件，浸泡3h；然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為50kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；最后注入質(zhì)量濃度為0.15％的鹽酸溶液浸沒(méi)膜組件，浸泡3h，然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為50kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；
經(jīng)過(guò)清洗之后超濾膜膜通量可以恢復(fù)到95％，跨膜壓差可以降為30kPa。清洗效果良好，有效地節(jié)約了藥劑使用量。
實(shí)施例3
一種利用超聲波結(jié)合化學(xué)清洗劑清洗超濾膜的方法，具體包括如下操作步驟：
首先對(duì)超濾膜進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗15min，然后將超濾膜組件中的污水全部排出；配制質(zhì)量濃度為0.15％次氯酸鈉化學(xué)清洗液，注入超濾膜膜池至浸沒(méi)膜組件，浸泡4h；然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為40kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；最后注入質(zhì)量濃度為0.2％的鹽酸溶液浸沒(méi)膜組件，浸泡4h，然后進(jìn)行過(guò)濾，反洗循環(huán)，同時(shí)加載頻率為40kHz的超聲波協(xié)助化學(xué)清洗；
經(jīng)過(guò)清洗之后超濾膜膜通量可以恢復(fù)到95％，跨膜壓差可以降為30kPa。清洗效果良好，有效地節(jié)約了藥劑使用量。
下面列舉幾個(gè)對(duì)比例：
對(duì)比例1
物理清洗，以反沖洗為例，如圖1所示，恢復(fù)通量值隨著時(shí)間的增加而增加，但是恢復(fù)的比較緩慢，反沖洗5小時(shí)，恢復(fù)通量還不超過(guò)3MPa/s，清潔效果較差。物理清洗除了上述的清洗效果較差等缺陷外，還存在清洗范圍有限等缺陷，難以去除孔內(nèi)以及膜表面的污染物。
對(duì)比例2
化學(xué)清洗，見(jiàn)表1，用pH＝2的HCl溶液清洗5h，進(jìn)、出水量和進(jìn)、出水壓力的對(duì)比表格，使用pH＝2的HCl溶液清洗5h，恢復(fù)膜通量比較差，除此之外，化學(xué)清洗劑的使用量較大，化學(xué)清洗后殘留的清洗劑還會(huì)對(duì)膜組件的壽命產(chǎn)生影響，大大地縮小其使用壽命，同時(shí)對(duì)環(huán)境具有一定的污染。
表1.HCl溶液(pH＝2)5h清洗效果
對(duì)比例3
化學(xué)清洗，見(jiàn)表2，用400mgCl/L的NaClO為清洗溶液清洗5h，進(jìn)、出水量和進(jìn)、出水壓力的對(duì)比表格。使用400mgCl/L的NaClO的溶液清洗5h，恢復(fù)膜通量比較差，除此之外，清洗時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)藥劑，化學(xué)清洗后殘留的清洗劑可能對(duì)膜組件具有一定的腐蝕作用，大大地縮小其使用壽命。
表2.以400mgCl/L的NaClO為清洗溶液的實(shí)驗(yàn)清洗5h后的清洗效果
綜上所述，本發(fā)明方法利用超聲波的空化效應(yīng)來(lái)增強(qiáng)化學(xué)清洗效果，利用空化氣泡爆破時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來(lái)，小氣泡和聲壓同步膨脹、收縮，像剝皮一樣的物理力反復(fù)作用于污垢層，將污垢層一層層剝離。
超聲波清洗能作用到化學(xué)清洗方法不能清洗到的死角、空隙。
將其與化學(xué)清洗相結(jié)合，可以有效增強(qiáng)清洗效果，可以更好地恢復(fù)膜通量，減小跨膜壓差，同時(shí)可以減少化學(xué)清洗藥劑用量，節(jié)約成本。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。