一种膜反应器的清洗装置及清洗方法与流程

1.本发明涉及膜反应器技术领域，具体是指一种膜反应器的清洗装置及清洗方法。


背景技术：

2.膜反应器是一种将膜处理单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，具有占地面积小，出水质量高，操作简便且能够满足日益严苛的水处理质量标准，具有很好的应用前景。
3.然而随着反应器的使用，细菌代谢产物沉积在膜表面并堵塞膜孔，引起膜污染，造成膜分离过程中水通量下降或跨膜压增加，它提高了膜反应器的操作和运行成本，阻碍其进一步的应用和推广，而目前存在的水冲洗方式虽然能够实现膜的清洗，但是清洗效果不佳，清洗效率较低，因此有必要予以改进。


技术实现要素：

4.本发明提供一种膜反应器的清洗装置及清洗方法，其能够解决的技术问题是：采用水冲洗的方式清洗效果不好且效率较低。
5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
6.一种膜反应器的清洗装置，包括反应池、进水泵及出水泵，膜组件置于所述反应池中，所述进水泵的出水口与所述反应池连通，所述出水泵的进水口与所述膜组件的出水口连通，清洗装置还包括溶液罐及紫外线光源，所述溶液罐内装有化学清洗剂，所述紫外线光源固定安装在所述反应池中，且其使所述化学清洗剂在其照射下产生自由基，所述出水泵与所述膜组件之间的水压小于预定阈值时，所述出水泵的出水口与外部连通，且所述出水泵正向输送，所述出水泵与所述膜组件之间的水压大于或等于预定阈值时，所述出水泵的出水口与所述溶液罐的进水口连通，且所述出水泵反向输送。
7.所述化学清洗剂为次氯酸盐溶液。
8.所述预定阈值为50kpa。
9.清洗装置还包括气泵及曝气石，所述曝气石固定安装在所述反应池的底部，且其进气口与所述气泵的出气口连通。
10.清洗装置还包括液位控制器、压力传感器及数字记录仪，所述液位控制器固定安装在所述反应池上，且其检测端位于所述反应池中，所述液位控制器与所述进水泵电连接，所述出水泵与所述膜组件之间的水压小于预定阈值时，所述压力传感器的检测端安装在所述出水泵与所述膜组件连通之间，且其与所述数字记录仪电连接。
11.所述反应池的外端面上包裹有避光膜。
12.一种膜反应器的清洗方法，包括如下步骤：
13.s1：将膜组件置于反应池中，通过进水泵向反应池中进水，通过出水泵将反应池中的水经过膜组件输送到外部；
14.s2：在出水泵与所述膜组件之间的水压大于或等于预定阈值时，通过出水泵将化
学清洗剂经过膜组件反向输送到反应池中；
15.s3：通过紫外线光源向反应池中照射紫外光，以使化学清洗剂在反应池中产生自由基。
16.所述紫外光的照射为连续照射或以10min/h的频率间歇照射。
17.所述化学清洗剂为次氯酸盐溶液。
18.所述预定阈值为50kpa。
19.本发明和现有技术相比所具有的优点是：
20.在原有水冲洗系统的基础上，又通过化学清洗剂对膜组件进行反冲洗，并通过紫外光使化学清洗剂产生强氧化性的自由基，以实现对膜组件上污染物质的降解，不仅清洗效果更好，而且清洗效率大大提升。
附图说明
21.图1是本发明一种膜反应器的清洗装置的结构示意图。
22.图2是本发明一种膜反应器的清洗装置的结构示意图。
23.图3是清洗后膜的污染时间随清洗周期变化的示意图。
24.图4是表示三组反应器中混合液悬浮固体浓度(mlss)的表格。
25.图5是表示三组反应器出水中氯离子及硝酸根离子浓度的表格。
26.图6是表示三组反应器出水中总有机碳(toc)及总氮(tn)浓度的表格。
27.如图所示：1、反应池，2、进水泵，3、出水泵，4、膜组件，5、溶液罐，6、紫外线光源，7、气泵，8、曝气石，9、液位控制器，10、压力传感器，11、数字记录仪。
具体实施方式
28.以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
29.实施例，见图1至图6所示：
30.一种膜反应器的清洗装置，包括反应池1、进水泵2、出水泵3、溶液罐5、紫外线光源6、气泵7、曝气石8、液位控制器9、压力传感器10及数字记录仪11，该膜反应器为连续流反应器，且为好氧型膜生物反应器。
31.膜组件4置于反应池1中，以进行清洗。
32.进水泵2及出水泵3均为蠕动泵，进水泵2的出水口与反应池1通过进水管连通，且其进水口与外部装有水源的进水罐连通，进水泵2开启后，其将进水罐中的水输送到反应池1中，且其中，进水泵2的开关由液位控制器9控制，液位控制器9固定安装在反应池1上，且其检测端位于反应池1中，液位控制器9与进水泵2电连接，液位控制器9使反应池1中保持恒定的水量。
33.溶液罐5内装有化学清洗剂，化学清洗剂为次氯酸盐溶液，其在紫外光的照射下能够产生强氧化性的自由基，自由基能够破坏膜组件4上的污染物质，从而实现对膜污染物质的降解。
34.紫外线光源6采用紫外线灯管，该灯管固定安装石英玻璃管中，石英玻璃管沿竖直方向固定安装在反应池1中，紫外线灯管开启后，其上射出的紫外光使反应池1中的化学清
洗剂产生自由基，且其中，紫外线灯管为uva，其波长为320～420nm，其具有很强的穿透力。
35.出水泵3的进水口与膜组件4的出水口通过出水管连通，该出水管也即反冲洗管，出水泵3与膜组件4之间的水压小于预定阈值时，出水泵3的出水口与外部的出水罐连通，且出水泵3正向输送，此时，出水泵3将反应池1中的水经由膜组件4输送到出水罐中，以实现对膜组件4的清洗，且随着该清洗工作的进行，出水泵3与膜组件4之间的水会由于污染物质的浓度变大导致压力不断升高，其中，水压的检测通过压力传感器10实现，出水泵3与膜组件4之间的水压小于预定阈值时，压力传感器10的检测端安装在出水泵3与膜组件4连通之间，且其与数字记录仪11电连接，在出水泵3与膜组件4之间的水压大于或等于预定阈值时，压力传感器10的检测端则断开与出水泵3及膜组件4的连接，数字记录仪11不记录反冲洗时的水压。
36.出水泵3与膜组件4之间的水压大于或等于预定阈值时，则出水泵3的出水口与出水罐断开并随即与溶液罐5的进水口连通，且出水泵3反向输送，此时，出水泵3将溶液罐5中的化学清洗剂经由膜组件4反向输送到反应池1中，以实现对膜污染物质的降解。
37.其中，出水泵3与膜组件4之间预定的水压阈值为50kpa。
38.曝气石8固定安装在反应池1的底部，且其进气口与气泵7的出气口通过气管连通，气泵7将外部空气经由曝气石8以1l/min的曝气率向反应池1中连续曝气，不仅能够为反应池1中提供氧气，而且还能够洗脱掉膜组件4上的污染物质。
39.反应池1的外端面上包裹有避光膜，避光膜不仅能够避免自然光对反应池1中的影响，也避免了紫外线对人的伤害。
40.基于上述膜的清洗装置，一种膜反应器的清洗方法，包括如下步骤：
41.s1：将膜组件4置于反应池中，通过进水泵2向反应池1中进水，通过出水泵3将反应池1中的水经过膜组件4输送到外部，从而实现通过水对膜组件4进行清洗；
42.s2：在出水泵3与膜组件4之间的水压大于或等于预定阈值时，通过出水泵3将化学清洗剂经过膜组件4反向输送到反应池1中，从实现对膜组件4的反冲洗；
43.s3：通过紫外线光源6向反应池1中照射紫外光，以使化学清洗剂在反应池1中产生自由基，从而实现对膜组件4的高效清洗。
44.紫外光的照射为连续照射或以10min/h的频率间歇照射。
45.其中，间歇式照射更为经济高效，具体实验如下：
46.选择三组反应器：
47.反应器r1：不安装紫外线光源6；
48.反应器r2：安装紫外线光源6，且紫外线光源6为连续照射；
49.反应器r3：安装紫外线光源6，且紫外线光源6以10min/h的频率间歇照射。
50.根据图3所示，安装紫外线光源6的反应器r2及r3对膜清洗后，膜的污染时间随着清洗周期的增加而得到显著提高，而不安装紫外线光源6的反应器r1对膜清洗后，膜的污染时间随着清洗周期的增加而不断缩短；
51.根据图4所示，安装紫外线光源6的反应器r2及r3，其内的污泥浓度相当，且均大于不安装紫外线光源6的反应器r1内的污泥浓度。
52.根据图5所示，安装紫外线光源6且以10min/h的频率间歇照射的反应器r3，其内的氯离子及硝酸根离子浓度均最高。
53.根据图6所示，安装紫外线光源6且以10min/h的频率间歇照射的反应器r3，其内的toc及tn浓度均最高。
54.由此可见，安装紫外线光源6后，对膜组件4上的污染物质清洗效果更好，且紫外线光源6以10min/h的频率间歇照射时，清洗效果最好。
55.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。