【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜技术应用领域，尤其是涉及一种污染膜元件恢复方案的确定方法。
技术介绍
1、膜具有选择透过性，利用膜的这一特性可以实现不同物料组分的分离、浓缩及纯化。近年来，随着膜技术的发展，膜的应用愈加广泛。在水处理领域，膜技术作为净化分离水体污染物的重要手段而备受关注。利用膜的强制截流作用，可以有效的实现污水中细菌、病毒、胶体、颗粒物及盐分的筛分去除。在此过程中，分离物会被膜以表面截留、膜孔吸附及孔内沉积等多种方式拦截，造成膜污染问题，进而影响膜的分离传质效率。
2、膜污染一般可分为有机污染、无机污染和微生物污染。水体中的溶解性有机物(dom)在分离过程中附着于膜表面，形成的有机质层为微生物提供了生长基质，并且可以作为微生物及无机污染物附着的粘合剂。微生物利用这些有机质生长代谢，逐渐在膜表面聚集并释放胞外聚合物，形成致密的微生物污染层。无机污染则主要是以无机胶体、微粒及金属盐结垢为主，水中存在的金属阳离子，可以降低表面电荷，在膜表面和dom间形成分子架桥，从而加速dom的附着沉积。各类型的膜污染物在一定时空内交错分布，互相影响，并以复合污染的形式存在。其污染机制复杂，很多情况下难以判断，由此引发的膜清洗维护问题，很大程度上限制了膜技术应用的进一步发展。
3、在实际应用中，膜污染的恢复主要是以化学清洗为主，一般采取定时或者以膜系统运行压力、出水水质等参数作为清洗的依据。在大型膜系统工程中，往往是根据水质类型设置固定的清洗模式及频率，缺乏对污染物组分、分布特性的判断及体系化的清洗恢复方案的确定方法，导致在控
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种污染膜元件恢复方案的确定方法，通过对待测膜元件进行表观分析和元素分析，识别污染物的组分及分布特征，揭示膜污染的形成机理。基于识别结果对待测膜元件开展多种条件下的清洗试验，最终通过性能测试，全面评估膜污染的恢复效果，确定最优控制方案，实现膜污染的高效控制。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种污染膜元件恢复方案的确定方法，包括原水箱、产水箱、产水泵、压力表及调节阀，其中：
4、所述产水泵的进水口连接进水管，所述进水管末端连接待测膜元件，所述测膜元件放置在原水箱中，所述进水管上设置有压力表、进水调节阀；所述产水泵的出水口通过出水管连接至产水箱，所述出水管上设置有流量计、出水调节阀。
5、所述确定方法包括如下步骤：
6、s1：待测膜元件表观分析：观察待测膜元件表面，结合跨膜压差数据判断污染程度，若跨膜压差在0～30kpa，则为一般污染；若跨膜压差超过30kpa，则为严重污染。
7、s2：待测膜元件元素分析：从待测膜元件上取样，对膜元件进行形貌及元素分析，表征膜污染的污染元素及空间分布，确定膜污染的种类及成因；
8、s3：待测膜元件恢复清洗试验：结合步骤s1得出的膜污染程度和步骤s2得出的膜污染种类，确定清洗方案，针对性的选取酸性清洗试剂、碱性清洗试剂及氧化性清洗试剂，得到清洗完成后的膜元件；
9、s4：膜元件性能恢复测试：对步骤s3得到的清洗完成后的膜元件进行性能恢复测试，在所述原水箱内装满纯水，完全淹没待测膜元件，打开进水调节阀、出水调节阀，开启产水泵，通过调节进水调节阀至运行压力达到预期值(通过调节进水调节阀至运行压力达到设定值12kpa，30kpa)，分别读取流量计的数值，根据待测膜元件的面积a计算出过滤通量，进而得到膜元件通量恢复率；当膜元件通量恢复率≥95％，认为清洗效果较好；根据上述性能测试结果，确认最优清洗方案。
10、进一步地，步骤s4中所述的过滤通量通过以下公式确定：
11、
12、其中，j为过滤通量(l·(m2·h)-1)，v为通过待测膜元件产生的纯水体积(m3)，a为待测膜元件过滤面积(m2)，t为过滤时间(h)。
13、进一步地，步骤s4中所述的膜元件通量恢复率通过以下公式确定：
14、
15、其中，s为膜元件通量恢复率；jc为未污染膜元件过滤通量(取相同面积未污染膜元件，通过上述步骤计算得到过滤通量)；jw为清洗后膜元件过滤通量(通过上述步骤计算得到过滤通量)。
16、进一步地，步骤s2中所述形貌及元素分析的方法，包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、x射线电子能谱仪以及x射线能谱分析仪中的一种或多种组合，用于表征膜元件的微观形貌，确定膜污染的分布特征，对污染元素的空间分布及种类进行综合分析。
17、进一步地，步骤s3中所述的酸性清洗试剂以及碱性清洗剂的浓度范围为0.5％～5％，所述是氧化性清洗剂浓度为0.3％～1％。
18、进一步地，步骤s3中所述的清洗方案包括酸性清洗试剂、碱性清洗剂、氧化性清洗剂中的一种或多种；根据元素分析确认的污染物成分，若为有机物成份污染，则采用碱性清洗剂和氧化性清洗剂清洗；若为金属离子成分污染，则采用酸性清洗试剂。
19、更进一步地，所述的酸性清洗试剂选自柠檬酸溶液、草酸溶液、盐酸溶液中的一种或多种。
20、更进一步地，所述的碱性清洗剂选自氢氧化钠溶液；所述的氧化性清洗剂选自次氯酸钠溶液。
21、进一步地，所述的膜元件包括中空纤维膜和平板膜。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
23、通过对待测膜元件进行表观分析和元素分析，识别污染物的组分及分布特征，揭示膜污染的形成机理。基于识别结果对待测膜元件进行多种条件下清洗试验，最终通过性能测试，全面评估膜污染的恢复效果，确定最优控制方案，实现膜污染的高效控制。
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1.一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，包括原水箱、产水箱、产水泵、压力表及调节阀，其中：
2.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S4中所述的预期值具体为通过调节进水调节阀至压力表所示压力达到12kpa或30kpa。
3.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S4中所述的过滤通量通过以下公式确定：
4.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S4中所述的膜元件通量恢复率通过以下公式确定：
5.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S2中所述形貌及元素分析的方法，包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线电子能谱仪以及X射线能谱分析仪中的一种或多种组合，用于表征膜元件的微观形貌，确定膜污染的分布特征，对污染元素的空间分布及种类进行综合分析。
6.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S3中所述的酸性清洗试剂以及碱性清洗剂的浓度范围为0.5％～5％，所述氧
7.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤S3中所述的清洗方案包括酸性清洗试剂、碱性清洗剂、氧化性清洗剂中的一种或多种；根据元素分析确认的污染物成分，若为有机物成份污染，则采用碱性清洗剂和氧化性清洗剂清洗；若为金属离子成分污染，则采用酸性清洗试剂。
8.根据权利要求7所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，所述的酸性清洗试剂选自柠檬酸溶液、草酸溶液、盐酸溶液中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，所述的碱性清洗剂选自氢氧化钠溶液；所述的氧化性清洗剂选自次氯酸钠溶液。
10.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，所述的膜元件包括中空纤维膜和平板膜。
...【技术特征摘要】
1.一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，包括原水箱、产水箱、产水泵、压力表及调节阀，其中：
2.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤s4中所述的预期值具体为通过调节进水调节阀至压力表所示压力达到12kpa或30kpa。
3.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤s4中所述的过滤通量通过以下公式确定：
4.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤s4中所述的膜元件通量恢复率通过以下公式确定：
5.根据权利要求1所述的一种污染膜元件恢复方案的确定方法，其特征在于，步骤s2中所述形貌及元素分析的方法，包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、x射线电子能谱仪以及x射线能谱分析仪中的一种或多种组合，用于表征膜元件的微观形貌，确定膜污染的分布特征，对污染元素的空间分布及种类进行综合分析。
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：林兴，周婧，顾跃雷，付怡然，熊泰，丁振杰，王龙，
申请(专利权)人：核工业第八研究所，
类型：发明
国别省市：
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