CN109201644B - 一种nf/ro膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，包括以下步骤：排空进水管道内残留的污水，用水清洗进水管道内壁，直至洗出液的水质色度小于10倍；采用亚硫酸氢钠溶液对进水管道内壁和NF/RO膜机组进行循环清洗，使NF/RO膜元件浸泡在亚硫酸氢钠溶液中；采用清洗药剂对进水管道内壁进行浸泡；用水清洗进水管道内壁；采用中和药剂对进水管道内壁进行循环清洗，完成对NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗。本发明清洗方法，能够有效地清除进水管道内壁滋生的细菌污泥，具有工艺简单、易操作、处理成本低、清洗效率高、清洗效果好等优点，能够满足实际处理需要，有着很好的应用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法。
背景技术
目前，填埋渗滤液的处理方法常采用MBR+NF/RO工艺，其中超滤膜元件是重要组成部分，一般超滤膜元件使用寿命是3～5年。当超滤膜元件使用年限接近或超过3～5年时，对微生物的截留性能下降。特别地，在实际应用过程中，为提高设备的利用效率，降低生产运行成本，通常仅是更换少部分通量低的超滤膜元件，而大部分已超过使用寿命的超滤膜元件仍会继续使用，甚至在运行6年后仍继续使用，其结果是超滤膜元件对微生物的截留性能显著下降，而细菌等微生物会透过老化的超滤膜元件进入到超滤清液收集罐。当出现微生物细菌透过超滤膜元件进入超滤清液收集罐时，细菌利用超滤清液溶解的有机物在超滤清液收集罐内部、NF/RO膜机组进水管道内壁、过滤器、NF/RO膜表面等地方滋生繁殖、生长代谢，大量的细菌污泥附着在这些部件的表面，容易堵塞进水管道、过滤器、NF/RO膜元件和高压泵等等，从而引起NF/RO膜元件前端过滤器内的滤袋更换频繁、膜元件前后端压差上涨速率快等一系列问题。特别是当天气温较高时，如夏季属于高温季节，且高温连续在32℃上下，这是细菌繁殖的最佳温度，且透过超滤膜元件的清液中有机物含量在400～800mg/L之间，为细菌的滋生提供能量，同时超滤清液收集罐的内表面、NF/RO膜机组进水管道内壁、过滤器和NF/RO膜的表面等地方为细菌的繁殖提供载体，从而使得细菌繁殖速度快，其结果是管道、滤袋和NF/RO膜元件等部件的清洗和更换更加频繁。经过统计分析，进水管道内壁及过滤器内壁附着大量生物细菌黏泥(细菌污泥)，NF/RO膜元件前端过滤器内的滤袋每天需要更换4次及以上，NF和RO膜元件前后端压差以0.8～1.3bar/天的速率上涨。上述问题的存在，直接导致运行成本增大、处理难度增大、处理效果难以提高且难以达到设计要求。因此，有效清洗NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥具有十分重要的意义。
当前，清洗NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的方法主要有：(1)人工机械清除方法，该方法需要将管道拆除，然后利用人工敲打进行机械除垢，但是存在以下问题：施工周期长、施工人员多、强度大、效率低、清洗效果差，对生产影响较大，严重影响生产效率。(2)化学药剂清洗方法，该方法通过人工在管道最高点往管道内灌入与污泥反应的化学药剂，化学药剂和管道内壁的污泥发生化学反应或者溶解污泥，从而达到清除污泥的效果，但是现有药剂清洗方法中仍然存在清洗效果差、清洗时间长等问题。另外，若采用人工灌入化学药剂的方式进行清洗，还存在以下问题：因管道内空气及反应产生的气体不易排出，导致清洗的化学药剂灌入不畅，灌入的清洗化学药剂易飞溅出来，存在较大人身安全隐患，清洗化学药剂与管道之间不能充分接触，清洗效率和清洗效果差。因此，获得一种工艺简单、易操作、处理成本低、清洗效率高、清洗效果好的NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，对于提高MBR+NF/RO工艺的处理效果以及扩大MBR+NF/RO工艺的应用范围具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、易操作、处理成本低、清洗效率高、清洗效果好的NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，包括以下步骤：
S1、排空进水管道内残留的污水，用水清洗进水管道内壁，直至洗出液的水质色度小于10倍；
S2、步骤S1结束后，采用亚硫酸氢钠溶液对进水管道内壁和NF/RO膜机组进行循环清洗，使NF/RO膜元件浸泡在亚硫酸氢钠溶液中；
S3、步骤S2结束后，采用清洗药剂对进水管道内壁进行浸泡；
S4、步骤S3结束后，用水清洗进水管道内壁；
S5、步骤S4结束后，采用中和药剂对进水管道内壁进行循环清洗，完成对NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述亚硫酸氢钠溶液的浓度为8000ppm～15000ppm。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S3中，所述清洗药剂为次氯酸钠溶液、活性炭混合液、EDTA溶液、非氧化性杀菌剂中的一种。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述次氯酸钠溶液中有效氯浓度为20g/kg～40g/kg；所述次氯酸钠溶液的pH值为10.5～12.5。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述非氧化性杀菌剂为甲醛或戊二醛。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S5中，所述中和药剂为亚硫酸氢钠溶液或还原性酸性溶液。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述亚硫酸氢钠溶液的浓度为8000ppm～15000ppm。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述还原性酸性溶液为H2S溶液、亚磷酸盐溶液、次磷酸盐溶液中的一种。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述H2S溶液的浓度为0.4mol/L～0.8mol/L。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述循环清洗的时间为10min～20min。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S3中，所述浸泡为将清洗药剂在管道内循环流动20min～40min，静止浸泡5min～15min，重复上述操作3次～6次。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述水为中水。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S4中，所述水为中水。
上述的清洗方法，进一步改进的，所述步骤S5中，所述循环清洗的时间为10min～20min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，能够有效地清除NF/RO膜机组进水管道内壁滋生的细菌污泥，抑制细菌的滋生，减少NF/RO膜前端过滤器滤袋的更换频率，降低运行成本，同时能防止NF/RO膜元件受到细菌的污染，提高膜的使用寿命和产水效率，具有工艺简单、易操作、处理成本低、清洗效率高、清洗效果好等优点，能够满足实际处理需要，有着很好的应用价值和应用前景。
(2)本发明清洗方法中，采用亚硫酸钠溶液浸泡NF/RO膜元件，起到核心作用，可防止后续浸泡过程中清洗药剂(如次氯酸钠溶液)氧化NF/RO膜元件，从而避免清洗药剂对NF/RO膜元件的损伤，并能够实现对NF/RO膜元件的有效保护。本发明所用亚硫酸钠溶液由工业级亚硫酸钠配制得到，具有价格低、易获得等优点。
(3)本发明清洗方法中，采用次氯酸钠溶液浸泡NF/RO膜机组进水管道内壁，能够快速、有效的溶解进水管内壁附着的细菌污泥，且通过控制次氯酸钠溶液的有效氯浓度、pH、浸泡时间等参数，在运营成本最低的情况下，达到杀菌清洗污垢的目的，且能够实现对NF/RO膜机组进水管道的有效清洗，清洗效果较好，这是因为：若次氯酸钠溶液中有效氯浓度过高，则可能会造成次氯酸钠溶液浪费，不利于降低处理成本，且过高的有效氯浓度会增加次氯酸钠溶液在处理过程中的安全风险(安全隐患)，而次氯酸钠溶液中有效氯浓度过低，则次氯酸钠溶液难以溶解、杀死管道内壁上细菌，使得清洗效果不佳；若次氯酸钠溶液的pH偏高，则会增加中和过程中液碱的用量增加，造成成本增加，而次氯酸钠溶液pH偏低，同样也会使得清洗效果不佳；若次氯酸钠溶液的浸泡时过长，会大大降低产能，不利于工业化生产，而浸泡时间过短，也存在清洗效果不佳等问题。另外，本发明所用次氯酸钠溶液由工业级次氯酸钠配制得到，具有价格低、易获得等优点。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗工艺流程图。
图2为本发明实施例1中清洗前后NF/RO膜机组进水管道内壁的对照图，其中(a)为清洗前，(b)为清洗后。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中，若无特别说明，所采用的工艺为常规工艺，所采用的设备为常规设备。
实施例1：
一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、前处理。排空进水管道内残留的污水，用中水(反渗透膜系统出水)冲洗进水管道内壁对管道内壁进行清洗，直至洗出液的水质色度小于10倍，停止冲洗。
S2、膜元件保护程序。步骤S1结束后，将浓度为10000ppm的亚硫酸氢钠溶液置于超滤清液收集罐中，开启循环清洗程序，对进水管道内壁和NF/RO膜机组进行循环清洗15min，同时使NF/RO膜元件浸泡在亚硫酸氢钠溶液中，防止后续的次氯酸钠溶液氧化膜元件。
S3、浸泡杀菌。步骤S2结束后，采用有效氯浓度为25g/kg、pH值为11.8的次氯酸钠溶液对进水管道11内壁进行常温浸泡，具体为：利用泵将次氯酸钠溶液输送到进水管道内，使管道内充满次氯酸钠溶液，同时利用泵使次氯酸钠溶液在管道内循环流动30min，静止浸泡10min，重复上述操作5次。在此过程中，由于泵对清洗药剂加压，增加了清洗药剂的动能，此时进入洗管道内后的清洗药剂中有效成分在管道内与细菌污泥碰撞频率增加，小分子物质运行速率加快，有效接触面积增加，清洗药剂与细菌污泥反应速率变快，可以促进细菌污泥与化学药剂发生化学反应或相互溶解，并最终减少化学药剂浸泡管道的时间，提高清洗效率和清洗质量。该步骤中，控制相关阀门，防止次氯酸钠溶液泄漏。
S4、水清洗管道。步骤S3结束后，采用中水(反渗透膜系统出水)冲洗进水管道内壁对管道内壁进行清洗，以达到清洗管道内的次氯酸钠溶液(清洗药剂)的目的，直至洗出液中含氯量小于0.1ppm，停止冲洗。
S5、中和药剂清洗管道。步骤S4结束后，将浓度为10000ppm(不局限于该浓度，其他浓度亦可，如浓度为8000ppm～15000ppm均可)的亚硫酸氢钠溶液置于超滤清液收集罐中，开启循环清洗程序，对进水管道内壁进行循环清洗15min，利用亚硫酸氢钠溶液冲洗进水管道内残留的次氯酸钠溶液，以达到清洗管道内壁残留的次氯酸钠溶液(清洗药剂)的目的，完成对NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗。
S6、开机。步骤S5结束后，开启产水程序，正常运行开机。
本实施例中，拟清洗进水管道对应的NF/RO膜机组，如表1和2所示，其中NF/RO膜机组为纳滤/反渗透集成设备，通过进水管道连通超滤清液收集罐。
图2为本发明实施例1中清洗前后NF/RO膜机组进水管道内壁的对照图，其中(a)为清洗前，(b)为清洗后。由图2可知，清洗前，NF/RO膜机组进水管道内壁、过滤器内壁附着有大量的细菌污泥，而经本发明方法清洗后，NF/RO膜机组进水管道内壁、过滤器内壁附着的大部分细菌污泥已被溶解，已基本没有附着细菌污泥，清洗效果较好，这说明采用本发明方法能够将NF/RO膜机组进水管道内壁滋生的细菌污泥清洗干净。
为了进一步验证本发明方法所带来的有益效果，对管道清洗前、后的过滤器滤袋更换时间进行统计，结果如表1所示。
表1不同NF/RO膜机组进水管道清洗前后滤袋更换情况统计表
备注：表上时间为2018年6月期间
由表1可知，未清洗NF/RO膜机组(A2和A3)，滤袋更换频率较高，其中A2中滤袋的更换频率高达4次/天，A3中滤袋的更换频率高达4次/天。而清洗后NF/RO膜机组(A1和A3)中滤袋的更换频率均低至1次/天。通过比较可知，经本发明清洗方法清洗后，NF/RO膜机组中滤袋更换频率显著降低，这有利于降低运行成本和处理难度。
为了进一步验证本发明方法所带来的有益效果，管道清洗前、后对NF/RO膜机组(A1)中膜两端压力进行统计，结果如表2所示。表2中，管道清洗前后NF/RO膜机组(A1)中膜两端压力数据在相同测试条件下测试得到。
表2清洗前后对NF、RO膜运行压力的影响实验数据
备注：表2中，实验组为清洗后的NF/RO膜机组，对照组为未清洗的NF/RO膜机组。
由表2可知，未清洗的NF/RO膜机组(对照组)中，NF1、RO2和2RO2的累积运行天数分别为4天、8天和5天，而清洗的NF/RO膜机组(实验组)中，NF1、RO2和2RO2的累积运行天数分别为6天、7天和7天。通过比较可知，相比未进行清洗的NF/RO膜机组，经本发明清洗方法清洗后的NF/RO膜机组的累积运行天数普遍较长，且累积运行时间较为稳定，这有利于降低运行成本和处理难度。另外，由表2可知，对照组中两端压力上涨值在4.01bar以上，上涨率高达1.26bar/天，其中NF1、RO2和2RO2的两端压力上涨值分别为4.28bar、10.13bar、4.01bar，上涨率分别为1.070bar/天、1.26bar/天、0.802bar/天；而实验组中两端压力上涨值在1.47bar以下，上涨率低至0.21bar/天，其中NF1、RO2和2RO2的两端压力上涨值分别为1.19bar、1.47bar、0.85bar，上涨率分别为0.198bar/天、0.210bar/天、0.121bar/天。可见，相比未进行清洗的NF/RO膜机组，经本发明清洗方法清洗后，NF/RO膜机组中各膜两端(前后端)压力上涨值较低且两端(前后端)压力上涨率也较低，这有利于降低处理难度以及提高处理效果，从而能够更容易达到设计要求。
综合图2、表1和表2中的结果可知，本发明清洗方法能够有效地清除NF/RO膜机组进水管道内壁滋生的细菌污泥，抑制细菌的滋生，减少NF/RO膜前端过滤器滤袋的更换频率，降低运行成本，同时能防止NF/RO膜元件受到细菌的污染，提高膜的使用寿命和产水效率，具有工艺简单、易操作、处理成本低、清洗效率高、清洗效果好等优点，能够满足实际处理需要，有着很好的应用价值和应用前景。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、排空进水管道内残留的污水，用水清洗进水管道内壁，直至洗出液的水质色度小于10倍；
S2、步骤S1结束后，采用亚硫酸氢钠溶液对进水管道内壁和NF/RO膜机组进行循环清洗，使NF/RO膜元件浸泡在亚硫酸氢钠溶液中；所述亚硫酸氢钠溶液的浓度为8000ppm～15000ppm；所述循环清洗的时间为10min～20min；
S3、步骤S2结束后，采用清洗药剂对进水管道内壁进行浸泡；所述浸泡为将清洗药剂在管道内循环流动20min～40min，静止浸泡5min～15min，重复上述操作3次～6次；所述清洗药剂为次氯酸钠溶液；所述次氯酸钠溶液中有效氯浓度为20g/kg～40g/kg；所述次氯酸钠溶液的pH值为10.5～12.5；
S4、步骤S3结束后，用水清洗进水管道内壁，直至洗出液中含氯量小于0.1ppm；
S5、步骤S4结束后，采用中和药剂对进水管道内壁进行循环清洗，完成对NF/RO膜机组进水管道内壁滋生细菌污泥的清洗。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述中和药剂为亚硫酸氢钠溶液或还原性酸性溶液；所述还原性酸性溶液为H2S溶液、亚磷酸盐溶液、次磷酸盐溶液中的一种。
3.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于，所述亚硫酸氢钠溶液的浓度为8000ppm～15000ppm；所述H2S溶液的浓度为0.4mol/L～0.8mol/L。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S1和S4中，所述水为中水。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述循环清洗的时间为10min～20min。
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