不同清洗方式清洗MBR膜的效果对比

张颖瑜，何可人

（广州市净水有限公司京溪分公司，广东 广州 510515）

膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统，其应用已经越来越广泛。而膜一旦投入运行，只要存在截留和分离，膜的污染在所难免。长期下去势必降低膜的通量，损害膜丝，缩短膜的使用寿命。因而为了保证膜的正常运行，定期对膜组进行清洗是很有必要的，而选择什么样的清洗方式对膜进行清洗也成为了维护保养膜的一个关键。本文主要叙述的就是对比不同清洗方式清洗MBR膜的效果。

1 膜污染定义及分类

膜污染是指在膜过滤过程中,污水中的微粒、胶体粒子或者溶质分子与膜发生物理化学相互作用,或因为浓差极化使某些溶质在膜表面超过其溶解度及机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积,造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性发生变化的现象[1-3]。

根据污染物的化学与生物性质,将膜污染分为无机污染、有机污染和微生物污染[4]。无机污染主要由结垢物质引起；有机污染主要来源于溶解性有机物；微生物污染指的是微生物及其代谢产物引起的生物黏泥[5]。

在日常运行中，膜污染的程度难以用很直观的方法观察或指标衡量，而产水泵前压力可作为间接反映膜污染程度的一个指标来判断该膜组的受污染程度。一般而言，当泵前压力＜-35kPa时，就需要对膜安排清洗保养了。

2 清洗方法选择

常用的清洗方法有机械清洗、化学清洗、电清洗以及超声波清洗等。电清洗和超声波清洗效果最好，但运行费用太高。机械清洗效果不理想，一些与膜结合紧密的物质去除不掉。相比之下，化学清洗最为经济有效[6]。

3 不同清洗方式的对比

在之前我们对膜组清洗保养的主要方式是对其进行单独碱洗（NaClO），经过一段时间的摸索研究之后，现在还会采用碱+酸（柠檬酸）组合的方式。现在对比一下单独碱洗、单独酸洗以及碱+酸组合方式清洗的效果。

3.1 洗膜流程图

图1 洗膜流程图Fig.1 Flow Chart of Washing the Membrane

3.2 单独碱洗与酸+碱洗效果比较

在酸碱配合清洗前，一直使用以NaClO为主的碱洗选取8#、17#膜组在两种不同洗法清洗后的负压变化见图2，图3。

图2 8#膜组洗膜效果Fig.2 Membrane Washing Effect of 8#Membrane Group

图3 17#膜组洗膜效果Fig.3 Membrane Washing Effect of 17#Membrane Group

为方便分析研究，本文图表中的负压以绝对值的形式作表示。

对比两图中曲线斜率K值可看出:K酸+碱＜K碱。

同理，将20条膜组斜率K统计如下表1:

表1 膜组的洗膜效果Tab.1 Membrane Washing Effect of Membrane Group

由表1明显看出K酸+碱＜K碱。即酸+碱洗后比单独碱洗后的负压升高速度要缓慢。

3.3 单独酸洗与酸+碱洗效果比较

本实验20#膜组作为实验膜组，洗膜效果见图4。

图4 20#膜组洗膜效果Fig.4 Membrane Washing Effect of 20#Membrane Group

第1次为单独酸洗，发现负压在洗后第9 d已达-33 kPa，第2次为酸+碱清洗，洗后第36 d，负压仍没达到-30 kPa。由图 4看出，K酸＞K酸+碱，即酸+碱洗后比单独酸洗后负压升高速度要缓慢，由此可以看出本次酸+碱组合清洗的方式的效果，均优于单独由酸或碱的清洗方式。

3.4 与浸泡时间的关系

洗膜的过程需要对膜组进行浸泡，表2、3是洗膜与浸泡的时间显示: 根据表2按斜率的大小，将部分膜组分成两组:绿色组（K 值较小）:8#、11#、12#、17#、20#－2；红色组（K值较大）:5#、13#、18# 。

表2 膜组与浸泡的时间关系1Tab.2 Relationship 1 between Membrane Group and Immersion Time

由表3可以看出，按膜组浸泡时间长短降序排列发现:绿色组的膜组浸泡时间较长这样我们猜想浸泡时间适当长的膜组，它的K值较小，即它的负压上升速度也较慢。但是使用酸或碱清洗时，膜组件若浸泡时间过长，会重新吸附被酸和碱溶液溶解的有机物，故仍需把握好清洗时间。

4 结论

（1）通过单独碱洗，单独酸洗和酸+碱洗3种清洗膜方式，得出酸+碱洗的方式明显优于单独的酸和单独碱清洗方式；

（2）从浸泡时间上来看，浸泡时间越长的膜组，运行效果越好。

表3 膜组与浸泡的时间关系2Tab.3 Relationship 2 between Membrane Group and Immersion Time

［1］顾国维,何义亮.膜生物反应器在污水处理中的研究和应用[M].北京:化学工业出版社,2002:13.

［2］陈学民,唐玉霖,伏小勇.中空纤维膜生物反应器膜污染影响因素[J].净水技术,2011,30(1):41－46,74.

［3］马聪,于水利,时文韵,等.低压膜净水过程中的膜污染控制[J].净水技术,2011,30(5):150－154.

［4］罗敏,王占生,侯立安.纳滤膜污染的分析与机理研究[J].水处理技术,1998,24(6):318－322.

［5］朱永双,刘旭.MBR中膜污染的控制[J],环保科技,2010,2.

［6］蒋波,王丽萍,华素兰,等.M B R膜污染形成机理及控制[J].环境科学与管理,2006,2.