膜技术由于具有操作简单、效率高、节能环保、占地面积小等技术优点而在各工业领域得到广泛应用。然而,膜污染在膜分离过程中不可避免,膜清洗是解决这一难题的直接方法。本文针对膜生物反应器(MBR)中污染的微滤膜采取了水力预清洗与化学清洗相结合方法,建立了相应的动力学模型,并计算了不同操作条件(温度,操作压力,搅拌转速)对模型参数的影响贡献率。此外,还针对特种设备中灰尘沉积的聚砜膜,采用超声波清洗与化学清洗相结合的方法对其进行了清洗。得出如下结论:(1)对于MBR中污染膜的清洗过程而言:①次氯酸钠的清洗效果最好,其次是十二烷基磺酸钠和氢氧化钠;②膜的通量恢复率都随清洗剂浓度的增大先增大后趋于稳定;③膜的通量恢复率随清洗时间的增大先增大后趋于稳定;④膜的通量恢复率随温度的提高而增大;⑤膜的通量恢复率随操作压力的增大而减小;⑥膜的通量恢复率随搅拌速度的增大而略微增大。最终确定的最佳清洗方案为:在不施加压力的情况下,以0.5 wt%的次氯酸钠在400 rpm的搅拌下清洗15 min,清洗温度可据实际情况来选择。(2)对于被灰尘和油性物质污染的聚砜膜的清洗过程而言:①膜的通量恢复率随着超声电流的增大而增大;②膜的通量恢复率随着超声时间的增大而增大;③在先碱后酸清洗过程中,当柠檬酸清洗条件一定时,随着次氯酸钠浓度的增加,通量恢复率基本上呈先增大后减小的趋势,次氯酸钠质量浓度为0.3%时的清洗效果最佳;当次氯酸钠清洗条件一定时,随柠檬酸浓度的增加,通量恢复率的变化却没有规律性,0.3 wt%次氯酸钠与15 wt%柠檬酸对该污染膜的清洗效果最好;④先碱后酸的清洗效果优于先酸后碱;⑤超声清洗和化学清洗结合的清洗效果优于超声清洗和化学清洗;⑥膜的通量恢复率随着温度的增大先增大后减小。(3)基于Hom-Haas模型,本文提出了化学清洗动力学模型。该模型描述了化学清洗过程中通量恢复率随清洗时间和清洗剂浓度的变化关系。理论分析表明模型可行。将该模型用于MBR污染膜的化学清洗过程时可得到如下结论:模型能够准确描述次氯酸钠清洗过程中通量恢复率随清洗时间和清洗剂浓度的变化情况。模型预测值与新的实验数据的直观比较进一步证明了该模型的有效性。此外,还通过线性回归分析了各操作条件对模型预测值的贡献率。结果表明:模型参数m、n只与操作压力和温度的有关,而速率常数k则决定于操作压力、温度和搅拌转速。该模型能够准确描述氢氧化钠和十二烷基磺酸钠这两种清洗剂的清洗过程。此外,还通过线性回归分析了各操作条件对模型预测值的贡献率。