一种寿命终点PVDF膜修复再生的中试工程实施方法与流程

本发明属于水处理膜清洗修复的，特别是涉及一种寿命终点pvdf膜修复再生的中试工程实施方法。

背景技术：

1、近年来，膜技术在水处理和污水处理领域备受关注，其中膜生物反应器(mbr)，因具有占地面积小、处理效率高、无需加絮凝剂、维护简单等优点，在市政污水和工业废水处理中应用愈发广泛。mbr是一种将生化处理与膜分离技术相结合的污水处理工艺，利用生化段的微生物对废水中的有机污染物进行降解，然后经膜过滤实现泥水混合物的分离。mbr中常用膜材料包括聚偏氟乙烯(pvdf)等。

2、在水处理过程中，污染物因抽吸作用在pvdf膜上逐步发生聚集，导致膜污染，进而降低了膜的水通量，因此需对膜进行周期性清洗。频繁的膜清洗虽然能一定程度上去除膜面污染物，但也会导致膜表面特性发生变化(如疏水性增加，易于再次污染)，同时不可恢复污染的累积会使膜通量在长期清洗过程中也呈逐步下降趋势，直至无法满足产水需求。当膜无法满足产水需求时，即达到寿命终点，需要更换新膜，同时产生大量寿命终点mbr膜。目前，寿命终点膜的处理方式大多是直接焚烧或深埋，但pvdf膜为含氟聚合物，其常规处置会对环境造成较大负担。目前，已有研究在实验室中开发pvdf膜再生修复技术，但尚无适用于工程现场的成套pvdf膜再生处理实施方法。本发明拟提出一种寿命终点pvdf膜修复中试工程实施方法，有助于pvdf膜修复再生技术推广应用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种寿命终点pvdf膜修复再生中试工程实施方法，是寿命终点pvdf膜修复再生技术工程化的重要步骤。

2、本发明涉及到的一种寿命终点pvdf膜修复再生的中试工程实施方法，具体包括前处理、配药、修复再生和后处理的工艺模块：

3、1)前处理工艺：取出膜架并拆卸膜片，拆卸下来的膜片使用水冲洗掉表面的污染物，并摘除其中损坏的膜丝，之后转运到保湿容器中以备后续使用；

4、2)配药工艺：根据寿命终点pvdf膜修复再生所需要的药剂种类和数量配制5种药剂，分别用于加入第一深度清洗反应容器、第二深度清洗反应容器、结构转化反应容器、第一亲水改性反应容器和第二亲水改性反应容器；

5、3)修复再生工艺：从保湿容器中取出若干数量的膜片作为一组，放在第一个反应容器中，使用泵将第一深度清洗药剂转移至对应的反应容器中，直至淹没膜丝进行浸泡处理；之后依次将膜片转移至第二深度清洗反应容器、结构转化反应容器、第一亲水改性反应容器和第二亲水改性反应容器，并加入对应药剂进行浸泡处理，使膜片依次在不同反应容器内浸泡一定时间进行修复再生，修复再生完的膜浸泡在保湿容器中备用；

6、4)后处理工艺：将浸泡的修复再生膜依次安装到膜架上，检查膜架密闭性，后用吊机装回膜池，接入改造管路独立监测，检测合格即可。

7、进一步的，步骤2)中，所述5种药剂分别为用于第一深度清洗的溶液为0.5～2.0wt％的次氯酸钠溶液、用于第二深度清洗的溶液为0.1～0.4wt％的氢氧化钠溶液、用于结构转化的溶液为0.2～0.6wt％的十二烷基苯磺酸钠sds和0.1～0.3wt％的盐酸混合溶液、用于第一亲水改性的溶液为3.0～6.0g/l的氯化铁溶液、用于第二亲水改性的溶液为3～6g/l的单宁酸溶液。

8、进一步地，所述的2)步骤中的药剂配制在药剂桶中进行，其容积规格在400～700l，其中4个为塑料材质，1个为不锈钢材质(用于结构转化)，需要在距离桶底1～3cm位置设置排空阀以方便排空药剂。

9、进一步地，所述步骤3)中的修复再生过程共分为3步，第一步为深度清洗，第二步为结构转化，第三步为亲水改性，所述深度处理涉及使用两种复合药剂，结构转化涉及使用一种复合药剂，亲水改性涉及两种复合药剂。所述药剂能重复使用一定次数，每种药剂需要一个反应容器，即每组膜片共需五个反应容器。

10、进一步地，所述步骤3)中每组膜片数量在3～6个，单组膜片再生需要5个反应器，每个反应容器至少需要能容纳单组全部膜片。

11、进一步地，所述步骤3)中单个反应容器体积为150～300l，上外径为600～800mm，上内径为500～700mm，桶高为720～780mm。

12、进一步地，所述步骤3)，所述浸泡一定时间优选为浸泡5～10分钟。

13、进一步地，所述步骤3)中单个反应器需要沿桶壁打4个4～6cm的凹槽用于放置两支支撑管；所述支撑管管径为3～4cm，位置距离圆心22～28cm。

14、进一步地，所述步骤3)中，当膜片修复再生至后端工序时，可安排下一组膜片进入反应槽修复再生，并且补充损失的药剂；膜片在反应槽之间转移的时候需要稍加停留沥干，并使用大托盘收集滴漏的药剂后将膜片转移到下一个反应槽中。

15、进一步地，所述步骤3)中，所述保湿容器中使用自来水保湿，其废液可以使用水泵排入下水道，修复满5～8次后的废液可以排入下水道，并且更换新药剂。

16、进一步地，所述步骤3)中再生处理系统需要配备5个防滴漏托盘，尺寸统一为0.7m×0.45m×0.18m，其中4个为塑料材质，1个为不锈钢材质。

17、进一步地，所述步骤3)中，由于结构转化药剂限制需要人工使用小型容器进行补充，所述的小型容器可采用不锈钢桶，体积为15～30l，用于转移结构转化药剂。

18、进一步地，所述步骤3)中，所述反应容器底部设置有固定曝气装置，可通过持续曝气加强药剂浸泡效果。所述反应器通过连接塑料软管引入自来水，结构转化反应器配套管路均为不锈钢。

19、本发明的有益效果为：

20、1.本发明提供的一种寿命终点pvdf膜修复再生中试工程实施方法，能进一步评估寿命终点pvdf膜修复再生技术在中试工程规模的有效性。

21、2.本发明提供的一种寿命终点pvdf膜修复再生中试工程实施方法，将深度清洗-结构转化-亲水改性的pvdf膜修复再生技术在工程范围上进行实施开展，有利于再生与延寿技术应用关键设备的研发，为该技术大规模推广提供技术支撑。

22、3.本发明提供的一种寿命终点pvdf膜修复再生中试工程实施方法，中试规模更接近实际mbr工程运行情况，可以根据再生效果调整优化后续工程实施的相关参数与工艺步骤。

技术特征：

1.一种寿命终点pvdf膜修复再生的中试工程实施方法，其特征在于，具体包括前处理、配药、修复再生和后处理的工艺模块：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述5种药剂分别为用于第一深度清洗的溶液为0.5～2.0wt％的次氯酸钠溶液、用于第二深度清洗的溶液为0.1～0.4wt％的氢氧化钠溶液、用于结构转化的溶液为0.2～0.6wt％的十二烷基苯磺酸钠sds和0.1～0.3wt％的盐酸混合溶液、用于第一亲水改性的溶液为3.0～6.0g/l的氯化铁溶液、用于第二亲水改性的溶液为3～6g/l的单宁酸溶液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的2)步骤中的药剂配制在药剂桶中进行，其容积规格在400～700l，其中4个为塑料材质，1个为不锈钢材质，其中，不锈钢材质用于结构转化步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中每组膜片数量在3～6个，单组膜片再生需要5个反应器，每个反应容器至少需要能容纳单组全部膜片。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中单个反应容器体积为150～300l，上外径为600～800mm，上内径为500～700mm，桶高为720～780mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)，所述浸泡一定时间优选为浸泡5～10分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中单个反应器需要沿桶壁打4个4～6cm的凹槽用于放置两支支撑管；所述支撑管管径为3～4cm，位置距离圆心22～28cm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，当膜片修复再生至后端工序时，可安排下一组膜片进入反应槽修复再生，并且补充损失的药剂。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述保湿容器中使用自来水保湿，其废液可以使用水泵排入下水道，修复满5～8次后的废液可以排入下水道，并且更换新药剂。

10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述反应容器底部设置有固定曝气装置，可通过持续曝气加强药剂浸泡效果。

技术总结
本发明公开了一种寿命终点PVDF膜修复再生的中试工程实施方法，属于水处理膜清洗修复的技术领域。本发明的方法包括前处理、配药、修复再生和后处理的工艺模块。前处理中先将膜片从膜架上的拆卸，并使用自来水冲洗掉其表面的污染物，对损坏的膜丝进行处理，然后转运到保湿容器中储存；在配药工艺中，完成修复再生药剂在配药桶中的配置；在修复再生工艺中，通过将单组膜片依次在不同药剂内浸泡，完成寿命终点PVDF膜深度清洗‑结构转化‑亲水改性的修复再生过程；最后待膜片反应完成后进行后处理即可。本发明涉及寿命终点PVDF膜修复及其在MBR中的中试现场应用研究，对于构建PVDF膜修复技术工程应用策略具有重要意义。

技术研发人员：张莉敏,王志伟,张秀玲,陈美香,陈鸣,戴若彬,王雪野,林丹,孔令伟,张峰,吴秀琴
受保护的技术使用者：福建海峡环保集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14