超滤水处理系统中膜组件化学清洗方法研究 THE RESEARCH OF CHEMICAL CLEANING METHOD OF MEMBRANE MODULES IN ULTRAFILTRATION WATER TREATMENT SYSTEM.pdfVIP

第39卷第1期 水处理技术 V01．39No．1 42 2013年1月 TECHNOLOGYOFWATERTREATMENT Jan．．2013 超滤水处理系统中膜组件化学清洗方法研究 伍联营，商凤英，高从增，胡仰栋 (中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100) 摘要：对l级1段超滤水处理系统中膜组件的化学清洗问题进行了研究，改进了膜污染模型，给出清洗依据，规划 期为2年，1个月为1个时段，以规划期内总的操作费用最小为目标，将膜组件的化学清洗表达为一个混合整数非线 性规划(MINLP)问题，用GAMS软件进行求解，得出规划期内膜组件的最佳清洗时机。算例结果表明，提出的超滤 膜组件的化学清洗策略和求解方法是可行的，与实际生产中膜组件的清洗操作相一致。 关键词：超滤；水处理；膜污染；化学清洗方法 中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1000．3770(2013)01．0042．004 目前，超滤以其独特的优势被广泛应用于水处理、 1规划期的划分 医药、食品及化工等领域．，但是，膜污染是其应用中遇 把规划期划分为t个相等的时段，超滤膜组件在 到的一个难题。膜污染导致膜通量下降，进出口压差 每个时段内的工作时间是△71，如图1所示。膜组件 c”。 增大以及不定期的停产等，使系统费用增；DI：I 工作一段时间后发生污染，因此在每个时段开始时必 超滤膜污染的控制一般集中在进料液的预处理 须决定对膜组件是否进行清洗。选择一个决策变量 和反洗，然而实践表明仅仅预处理和反洗是不够的。 乙控制膜组件清洗与否，若需要清洗，磊为l，反之则 由于在长期运行中，超滤膜的表面和膜孔会沉积或吸 为0。T表示膜组件自上次清洗后，到某时刻点系统 附各种污染物引起严重膜污染，使得超滤技术的应用 连续操作的时间。每个时刻点既表示上一时段的结 很大程度上受到限制。因此，对膜组件进行化学清 束，也表示下一时段的开始，因此引入下标q，q瓢表 洗是必须的。定期化学清洗膜组件是防治超滤膜污 示每个时段的开始，口7表示每个时段的结束。 染的关键措施，通过清洗，可使膜组件的物化性能得 J 到恢复㈣。H See等研究了膜组件的清洗问题，考 虑了膜污染的影响，提出了定期反洗的策略同。但研 71l，y 7’2∥…”Tn_lJ■，y Tt．1J Tt，y 究没有考虑长期运行时，膜组件物化性能的变化。化 图1规划期划分为t个相等的时段 dividedt 学清洗时，要选择合适的化学药品，确定合适的清洗 Fig．1Projectionperiod equalperiods 频率和时间，使系统操作费用最低。因此，超滤膜的 规划期内以1个月为1个时段，而实际操作中膜 清洗目前仍是一个研究热点。 组件化学清洗时间一般为几个小时，相比而言，清洗 本研究对一级超滤系统中膜组件化学清洗问题