【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，尤其涉及一种膜污染控制方法。
技术介绍
1、随着材料技术的发展及绿色净水理念的不断深化，基于低压膜滤技术的无药耗或低药耗的净水技术得到广泛应用。然而，运行过程中不可避免的膜污染问题(膜孔吸附、膜孔堵塞及滤饼层)成为低压膜滤净水技术进一步发展的瓶颈。基于此，相继研发了混凝、吸附、氧化及其联合使用的预处理工艺，均能不同程度地减缓膜污染。但由于水体中污染物粒径分布宽泛，无论上述何种预处理方式，超滤过程中小粒径污染物仍然会吸附于超滤膜孔内，长期运行后引起严重的不可逆污染。一方面，传统膜滤过程中膜孔内多为层流运动，不仅使得污染物易吸附、堵塞膜孔，且由于运行过程中扰动较小使得污染物吸附、堵塞后难以脱落。另一方面，周期性的气水反冲洗过程中，尽管反洗水流流速高于正常过滤流速，但由于反洗时间短且膜孔内流体流态仍属于层流，因而无法有效去除吸附于膜孔内的污染物。此外，常规曝气过程中气泡粒径大，其目的仅是为了有效脱落膜表面疏松的滤饼层，气泡无法进入膜孔，因而无法改变膜孔内流体流态。因此，如何通过调控膜孔内流体流态成为有效降低膜孔内吸附、堵塞污染物的关键。
2、现有技术cn111533322a公开了一种超滤处理微生物污染废水的膜污染控制方法，该方法采用预先投加混凝剂和助凝剂对微生物污染废水进行预处理，随后结合超滤工艺，实现了对于水中微生物等污染物的有效去除。但是该方法存在如下问题：(1)投加混凝剂和助凝剂的作用有限，对于废水中的小分子污染物去除有限，最终仍然会堵塞膜孔；(2)混凝剂和助凝剂的投加会增加废水的处理成本；(
3、现有技术cn117427497a公开了一种超滤膜的清洗方法，该方法采用“清水漂洗-碱液清洗-清水漂洗-碱/氯清洗-清水漂洗-酸液清洗”六个步骤实现对于严重污染超滤膜膜通量的恢复。但是该方法的处理步骤繁琐会导致膜的清洗周期较长、投加的液氯等清洗药剂可能会影响膜的结构与性能。
4、因此，如何调控超滤过程中的流体流态，以降低污染物在膜表面和膜孔中的吸附概率，进而有效减缓膜污染，已成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种膜污染控制方法。本专利技术提供的膜污染控制方法通过搅拌对超滤过程中模拟原水的扰动作用，调控超滤过程中流体的流态，打破了模拟原水中不同类型污染物的沉降速率差异，可以降低污染物在超滤膜表面及膜孔内吸附和堵塞的概率，进而有效地缓解超滤膜的污染程度，从而提高超滤膜在运行过程中的膜通量，延长超滤膜的运行寿命。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种膜污染控制方法，所述膜污染控制方法包括如下步骤：
4、采用超滤膜对模拟原水进行超滤，所述超滤过程中伴随搅拌工艺；
5、所述搅拌工艺至少包括搅拌阶段；以所述超滤工艺的总时间为100％计，所述搅拌阶段的总时间占比为20-100％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％等。
6、本专利技术提供的膜污染控制方法，通过在超滤工艺中增加搅拌工艺，打破了不同尺寸污染物的沉降速率差异，有效地缓解了超滤膜在运行过程中的膜通量随超滤时间的增加而降低的情况。同时，对于已经污染的超滤膜，通过搅拌对水体产生扰动，搅拌初始时刻水流由层流变为紊流，可以有效清除超滤膜表面甚至是膜孔内部已经吸附的污染物，有效地提升了膜通量。更进一步地，本专利技术提供的方法中，控制搅拌工艺中的搅拌阶段时间，能够在提升超滤膜的膜通量的同时，降低膜污染控制方法的能耗，通过搅拌阶段和非搅拌阶段的配合，打破了不同尺寸污染物的沉降速率差异，在低能耗的条件下，依旧能够有效缓解超滤膜在超滤过程中的膜通量随超滤时间的增加而降低的情况。相较于混凝等膜前预处理以及对于污染膜的物理和化学的清洗措施，基于超滤工艺的搅拌工艺设计，有效地减缓了超滤膜在运行过程中的污染程度，在一定程度上延长了超滤膜的使用寿命，符合绿色、少药、低耗的新型环保净水理念。
7、优选地，所述搅拌阶段的搅拌转速为50-200rpm，例如50rpm、60rpm、80rpm、100rpm、120rpm、140rpm、160rpm、180rpm或200rpm等。
8、本专利技术中，通过调控搅拌的转速，能够有效实现对于超滤膜污染情况的缓解，以及提高超滤膜通量的恢复情况，若搅拌转速过低，则会导致模拟原水超滤过程的干扰作用较小，从而无法有效缓解超滤膜的污染；若搅拌转速过大，则会导致运行过程中能耗增加，整体工艺运行成本增加。
9、优选地，所述搅拌工艺包括至少重复两次的间隔搅拌工艺，单次的所述间隔搅拌工艺包括先进行静置阶段，然后，再进行搅拌阶段。
10、本专利技术中，所述“搅拌阶段”和所述“静置阶段”均是指超滤所在装置的用于搅拌设备的状态，当搅拌设备的转速不为0rpm时，即为搅拌阶段，当搅拌设备的转速等于0rpm时，即为静置阶段。
11、优选地，在单次所述间隔搅拌工艺中，以单次所述间隔搅拌工艺的总时间为100％计，所述静置阶段的时间占比为20-80％，例如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％等。
12、优选地，在单次所述间隔搅拌工艺中，以单次所述间隔搅拌工艺的总时间为100％计，所述搅拌阶段的时间占比为20-80％，例如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％等。
13、本专利技术通过控制重复进行的间隔搅拌工艺中的搅拌阶段和静置阶段的时间占比，在保证超滤过程中对超滤膜膜通量的提升，从而缓解超滤膜的污染情况的同时，能够有效减少运行能耗，降低工艺成本。
14、优选地，在单次所述间隔搅拌工艺中，所述静置时间与所述搅拌时间相同。
15、可选地，所述超滤过程中，所述间隔搅拌工艺的重复次数为三次以上。
16、优选地，所述超滤的具体过程包括：对所述模拟原水的超滤过程依次进行第一静置阶段、第一搅拌阶段、第二静置阶段、第二搅拌阶段、第三静置阶段和第三搅拌阶段，直至所述模拟原水被超滤完全。
17、本专利技术中，适当的缩短单段搅拌阶段和单段静置阶段的时间，增加超滤过程中静置和搅拌阶段的段数，能够有效提高膜比通量，尤其是在高浓度污染物的条件下，超滤膜在超滤过程的膜比通量可以得到更为有效地提升。
18、优选地，所述模拟原水包括腐殖酸、高岭土和水。
19、优选地，在所述模拟原水中，所述腐殖酸的浓度为5-30mg/l，例如5mg/l、10mg/l、15mg/l、20mg/l、25mg/l或30mg/l等。
20、优选地，在所述模拟原水中，所述高岭土的浓度为3-7mg/l，例如3mg/l、4mg/l、5mg/l、6mg/l或7mg/l等。
21、优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种膜污染控制方法，其特征在于，所述膜污染控制方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述搅拌阶段的搅拌转速为50-200rpm。
3.根据权利要求1或2所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述搅拌工艺包括至少重复两次的间隔搅拌工艺，单次的所述间隔搅拌工艺包括先进行静置阶段，然后，再进行搅拌阶段；
4.根据权利要求3所述的膜污染控制方法，其特征在于，在单次所述间隔搅拌工艺中，所述静置时间与所述搅拌时间相同。
5.根据权利要求3或4所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述超滤的具体过程包括：对所述模拟原水的超滤过程依次进行第一静置阶段、第一搅拌阶段、第二静置阶段、第二搅拌阶段、第三静置阶段和第三搅拌阶段，直至所述模拟原水被超滤完全。
6.根据权利要求1-5任一项所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述模拟原水包括腐殖酸、高岭土和水；
7.根据权利要求1-6任一项所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述模拟原水的超滤在超滤装置中进行；
8.根据权利要求1-7任一项所述的膜污
9.根据权利要求1-8任一项所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述超滤在氮气和/或惰性气氛下进行；
10.根据权利要求1-9任一项所述的膜污染控制方法，其特征在于，在对所述模拟原水进行超滤前，还需要对所述超滤膜进行预处理；
...【技术特征摘要】
1.一种膜污染控制方法，其特征在于，所述膜污染控制方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述搅拌阶段的搅拌转速为50-200rpm。
3.根据权利要求1或2所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述搅拌工艺包括至少重复两次的间隔搅拌工艺，单次的所述间隔搅拌工艺包括先进行静置阶段，然后，再进行搅拌阶段；
4.根据权利要求3所述的膜污染控制方法，其特征在于，在单次所述间隔搅拌工艺中，所述静置时间与所述搅拌时间相同。
5.根据权利要求3或4所述的膜污染控制方法，其特征在于，所述超滤的具体过程包括：对所述模拟原水的超滤过程依次进行第一静置阶段、第一搅拌阶段、第二静置阶段、第二搅拌阶...
【专利技术属性】
技术研发人员：马百文，李嘉灏，胡承志，戚菁，古振澳，曲久辉，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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