本发明属于膜清洗，尤其是涉及一种膜生物反应器膜清洗评价方法。
背景技术：
1、随着经济和人口的快速增长，城市污水排放量不断增加，有效的污水处理技术对保护水环境和人类健康至关重要。膜生物反应器(membrane bioreactors，mbr)结合了生物处理和超滤/微滤技术，自30多年前开发以来，已被证明能有效处理废水。尽管mbr具有出水水质好、占地面积小、污泥产量低等优点，但仍面临着膜污染的挑战，膜污染不仅会降低处理能力，还增加了能耗。在膜生物反应器的实际应用中，有着运行时间长且多周期运行的现实情况，膜清洗是维持mbr长期运行的一个重要的手段。
2、现状对膜清洗的效果评价仅仅是依靠清洗完成后膜通量的恢复情况。但是膜在不同清洗方式清洗后通量恢复情况类似的情况下，膜面特征可能不同，从而影响了膜在后续使用过程中造成的污染速率不同。所以在多周期运行下，仅依靠膜通量评价清洗效果可能不够全面。中国发明专利cn117323828a公开了一种膜污染指数评价方法及设备。cn115672046a公开了一种超滤膜与纳滤膜滤水污染指数检测方法。以上两个专利只涉及到了膜污染指数的测定，但未与膜清洗恢复率联系起来评价膜清洗效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种膜生物反应器膜清洗评价方法，mbr膜清洗评价方法结合了膜通量的恢复情况以及后续膜污染速率，以解决传统膜清洗仅仅依靠清洗后膜通量的恢复情况来评价膜清洗效果可能不够全面的问题。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：模拟生活废水污染特征，对膜组件进行膜污染，对膜组件进行清洗；
4、对清洗后膜组件的通量恢复情况进行测试；
5、根据清洗后的膜组件的通量恢复情况和清洗后的膜组件再次投入使用时的膜污染指数，能够对清洗后膜组件再次投入使用时的初始跨膜压差、mfi、运行时长进行预测。
6、进一步地，清洗后的膜组件通量恢复情况测试的情况包括滤饼层形成、中间孔堵塞、标准孔堵塞和完全孔堵塞，根据不同的情况对清洗后的膜组件再次投入使用时的膜污染指数进行计算。
7、滤饼层形成、中间孔堵塞、标准孔堵塞和完全孔堵塞，滤饼层形成是指污染物没有进入到膜孔中，而是在膜表面形成一层滤饼层；中间孔堵塞是指污染物可能完全堵塞膜孔，而且还会附着在膜表面上；标准孔堵塞是污染物的直径小于膜孔的直径，沉积附着在膜孔内部，使膜孔缩小；完全孔堵塞是污染物都堵塞在膜孔上，这种理想条件假定没有任何颗粒位于其他颗粒的顶部(即没有滤饼层形成)或位于孔与孔之间的膜表面上。
8、进一步地，将清洗后的膜组件中的膜剪裁成小块膜，将小块膜形成在小膜组件；
9、膜污染指数测定方法为：将清洗后的膜组件或小膜组件进行模拟生活废水污染测试，在不同大通量(j1、j2、j3、j4)下进行污染过滤实验，获得得数据过滤过程中的跨膜压差p、初始跨膜压差p0、累积渗透量vs通过滤饼层形成、中间孔堵塞、标准孔堵塞或完全孔堵塞污染的线性表达式对其进行线性拟合，比较上述四个拟合式得到的r2值，r2值最大的线性拟合式所得斜率为在小膜组件中求得不同大通量下的膜污染指数值kv(kv1、kv2、kv3、kv4)，将所拟合得到的kv与对应大通量进行线性拟合，再将运行通量代入拟合结果中，预测出清洗后膜组件或小膜组件的膜污染指数值；
10、进一步地，滤饼层堵塞时的相对跨膜压差的计算方法：
11、所述p'为滤饼层堵塞时的相对跨膜压差，相对跨膜压差为过滤过程中的跨膜压差与初始跨膜压差之比，无量纲；
12、所述p为滤饼层堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
13、所述p0为滤饼层堵塞时的初始跨膜压差，kpa0；
14、所述vs为滤饼层堵塞时的累积渗透量，l/m2；
15、所述kv为滤饼层堵塞时的膜污染指数。
16、并且/或者，中间孔堵塞时的相对跨膜压差的计算方法：
17、所述p'为中间孔堵塞时的相对跨膜压差，相对跨膜压差为过滤过程中的跨膜压差与初始跨膜压差之比，无量纲；
18、所述p为中间孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
19、所述p0为中间孔堵塞时的初始跨膜压差，kpa0；
20、所述vs为中间孔堵塞时的累积渗透量，l/m2；
21、所述kv为中间孔堵塞时的膜污染指数。
22、并且/或者，标准孔堵塞时的相对跨膜压差的计算方法：
23、所述p'为标准孔堵塞时的相对跨膜压差，相对跨膜压差为过滤过程中的跨膜压差与初始跨膜压差之比，无量纲；
24、所述p为标准孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
25、所述p0为标准孔堵塞时的初始跨膜压差，kpa0；
26、所述vs为标准孔堵塞时的累积渗透量，l/m2；
27、所述kv为标准孔堵塞时的膜污染指数。
28、并且/或者，完全孔堵塞时的相对跨膜压差的计算方法：
29、所述p'为完全孔堵塞时的相对跨膜压差，相对跨膜压差为过滤过程中的跨膜压差与初始跨膜压差之比，无量纲；
30、所述p为完全孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
31、所述p0为完全孔堵塞时的初始跨膜压差，kpa0；
32、所述vs为完全孔堵塞时的累积渗透量，l/m2；
33、所述kv为完全孔堵塞时的膜污染指数。
34、进一步地，清洗后的膜组件通量恢复情况测试的情况还包括清洗后的膜组件与新的模组件通量相同时；
35、将清洗后的膜组件中的膜剪裁成小块膜，将小块膜形成在小膜组件，将新膜组件中的膜剪裁成小块新膜，将小块新膜安装在小膜组件上；将新模组件和小膜组件进行模拟生活废水污染特征；
36、清洗后的膜组件和小膜组件的跨膜压差比等于其膜阻力之比，小膜组件的膜阻力之比通过测定同一压力下新膜组件和清洗后的膜组件的通量得到，再带入新膜组件初始使用时的跨膜压差，能够预测mbr膜组件清洗后再次投入使用的跨膜压差。
37、进一步地，清洗后的膜组件和小膜组件的跨膜压差比等于其膜阻力之比，如下式所示：
38、
39、预测清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压差的计算公式为：
40、
41、所述pm0为新膜组件在初始运行时的跨膜压差(kpa)；
42、所述rc为小膜组件清洗后膜阻力(m-1)；
43、所述rm为小膜组件的新膜膜阻力(m-1)；
44、所述jc为小膜组件测定的清洗后的膜通量(lmh)；
45、所述jm为小膜组件测定的新膜的膜通量(lmh)；
46、进一步地，周期的运行时长进行预测的方法为：在小膜组件中测得不同大通量下的kv值与其对应的通量进行线性拟合，再将膜运行通量带入拟合式中，便求出不同清洗方案离线清洗后继续运行时的膜污染指数kfv；
47、通过小膜组件的初始跨膜压差(pm0)和小膜组件的通量(jm、jc)能够计算出清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力pc0，利用式(7)、式(8)、式(9)或式(10)中的一个，即可求得某个清洗后膜组件的过滤过程中的跨膜压差p下的清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力vs；令p为评级装置运行终止时的跨膜压差，能够预测评级装置在不同清洗方案清洗后一个周期的运行时长；
48、并且/或者，清洗后的膜组件形成滤饼层时，预测的清洗后膜组件的滤饼层堵塞堵塞时的累积渗透量计算方法为：
49、
50、所述式(7)为膜污染机理最符合滤饼层形成时所带入的方程式；
51、所述p为清洗后膜组件的滤饼层堵塞时的过滤过程中的跨膜压差(kpa)；
52、所述vs为预测的清洗后膜组件的累积渗透量，l/m2；
53、所述pc0为清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力，kpa；
54、所述pm0为小膜组件在初始运行时的跨膜压力，kpa；
55、所述jc为预测的清洗后膜组件的膜通量，lmh；
56、所述jm为小膜组件的膜通量，lmh；
57、所述kfv为清洗后膜组件在评价装置上运行时的膜污染指数；
58、并且/或者，中间孔堵塞时，预测的清洗后膜组件的中间孔堵塞时的累积渗透量计算方法为：
59、
60、所述式(8)为膜污染机理最符合中间孔堵塞时所带入的方程式；
61、所述p为清洗后膜组件的中间孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
62、所述vs为预测的清洗后膜组件的累积渗透量，l/m2；
63、所述pc0为清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力，kpa；
64、所述pm0为小膜组件在初始运行时的跨膜压力，kpa；
65、所述jc为预测的清洗后膜组件的膜通量，lmh；
66、所述jm为小膜组件的膜通量，lmh；
67、所述kfv为清洗后膜组件在评价装置上运行时的膜污染指数；
68、并且/或者，标准孔堵塞时，预测的清洗后膜组件的中间孔堵塞时的累积渗透量计算方法为：
69、
70、所述式(9)为膜污染机理最符合标准孔堵塞时所带入的方程式；
71、所述p为清洗后膜组件的标准孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
72、所述vs为预测的清洗后膜组件的累积渗透量，l/m2；
73、所述pc0为清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力，kpa；
74、所述pm0为小膜组件在初始运行时的跨膜压力，kpa；
75、所述jc为预测的清洗后膜组件的膜通量，lmh；
76、所述jm为小膜组件的膜通量，lmh；
77、所述kfv为清洗后膜组件在评价装置上运行时的膜污染指数；
78、并且/或者，完全孔堵塞时，预测的清洗后膜组件的中间孔堵塞时的累积渗透量计算方法为：
79、
80、所述式(10)为膜污染机理最符合完全孔堵塞时所带入的方程式；
81、所述p为清洗后膜组件的完全孔堵塞时的过滤过程中的跨膜压差，kpa；
82、所述vs为预测的清洗后膜组件的累积渗透量，l/m2；
83、所述pc0为清洗后膜组件再次投入时的初始跨膜压力，kpa；
84、所述pm0为小膜组件在初始运行时的跨膜压力，kpa；
85、所述jc为预测的清洗后膜组件的膜通量，lmh；
86、所述jm为小膜组件的膜通量，lmh；
87、所述kfv为清洗后膜组件在评价装置上运行时的膜污染指数。
88、相对于现有技术，本发明所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法具有以下优势：
89、mbr膜清洗新评价方法既可以体现出清洗后膜通量的恢复情况，又可以体现出清洗后再次投入使用时的膜污染速率，能够综合评价膜的清洗效果。
1.一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：模拟生活废水污染特征，对膜组件进行膜污染，对膜组件进行清洗；
2.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：清洗后的膜组件通量恢复情况测试的情况包括滤饼层形成、中间孔堵塞、标准孔堵塞和完全孔堵塞，根据不同的情况对清洗后的膜组件再次投入使用时的膜污染指数进行计算。
3.根据权利要求2所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：清洗后的膜组件通量恢复情况测试的情况还包括清洗后的膜组件与新的模组件通量相同时；
6.根据权利要求5所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：清洗后的膜组件和小膜组件的跨膜压差比等于其膜阻力之比，如下式所示：
7.根据权利要求6所述的一种膜生物反应器膜清洗评价方法，其特征在于：周期的运行时长进行预测的方法为：在小膜组件中测得不同大通量下的kv值与其对应的通量进行线性拟合，再将膜运行通量带入拟合式中，便求出不同清洗方案离线清洗后继续运行时的膜污染指数kfv；
