中空纖維濾膜的化學清洗裝置的製作方法

2023-12-08 14:17:26 4

專利名稱：中空纖維濾膜的化學清洗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及中空纖維濾膜的清洗裝置，尤其涉及一種可以使化學清 洗液往復通過濾膜膜壁進行清洗的中空纖維濾膜的化學清洗裝置。
技術背景 、
近年來，中空纖維濾膜普遍應用在微汙染水源水的淨化、中水回用、城 市汙水處理與回用、反滲透脫鹽工藝的前處理等領域。但是，如何有效地控 制膜汙染、降低控制膜汙染的成本、延長膜組件的使用壽命對於中空纖維濾 膜大規模推廣應用具有十分重要的意義。眾所周知，中空纖維濾膜在運行時， 濾膜不可避免地要受到汙染，濾液中的截留物會沉積在濾膜表面，截留的汙 物會堵塞膜孔，大分子物質及膠體會逐漸吸附到濾膜表面形成凝膠層，菌膠 團類等顆粒物質會沉積到濾膜表面形成泥餅層，這些截留物的沉積都會增大 濾膜的過濾阻力，使濾膜通量顯著下降或者跨膜壓差顯著上升從而影響中 空纖維濾膜系統長期運行的穩定性。通過採用錯流過濾、合適的工作通量(次 臨界通量)過濾、在過濾操作過程間歇進行水力反衝洗、氣水混合衝洗等措 施去除部分截留汙物，使濾膜系統能夠在較長的時間內有效運行。但是，膜 系統在長期運行中，汙染是逐步積累的，截留物中的有機汙物和膠體汙染仍 將逐步造成膜孔堵塞， 一些無機鹽類也會在膜表面及膜壁內部結垢，造成過 濾所需壓力逐步上升，膜通量的逐步下降。只有使用化學藥品進行清洗，才 使膜性能得到有效恢復。所以採用化學清洗是徹底清除濾膜汙染、恢復濾膜 過濾能力的最有效的措施，也是維持膜組件中濾膜長期穩定運fr所必需的。 現有的中空纖維膜裝置都包括化學清洗結構。
化學清洗是使用一定濃度的特定種類的化學藥劑配製的清洗溶液對濾膜進行清洗，化學藥劑可以是酸、鹼、氧化劑、還原劑、表面活性劑及其混合 配製製劑等。 、
參閱圖1所示，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，包括供放置化學清
洗藥液的藥桶11、正向清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16;藥桶 11、正向清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16與待清洗的膜組件13 之間通過管道連接；藥桶11出口管道連接正向清洗泵12的進水口，正向清 洗泵12的出水管道經止回閥14連接待清洗的膜組件13進水口；膜組件13 回流水口經設有自控閥門16的管道流回到藥桶11;膜組件13的透過水出口 經設有自控閥門15的管道通往藥桶11，從而構成正向清洗工作迴路。
參閱圖1所示，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其清k時，先將配
制好的化學清洗液放入藥桶11內，啟動正向清洗泵12，打開自控閥門15， 關閉自控閥門16時，化學清洗液通過止回閥門14進入膜組件，再通過自控 閥15流回藥桶11，從而實現對膜組件13濾膜表面的衝刷清洗；打開自控閥 門16，關閉自控閥門15時，化學清洗液通過止回閥門14而進入膜組件13內， 再通過自控閥16流回藥桶11，實現透過濾膜而對膜的清洗；當自控閥門15 和16均打開時，化學清洗液通過止回閥門14進入膜組件13內，再通過自控 閥15、 16流回藥桶11，實現部分化學清洗液對膜組件13濾膜表面的衝刷清 洗，部分化學清洗液透過濾膜對膜的清洗。在關閉正向清洗泵1、2以及各個自 控閥門15和16時，可以使化學清洗液停留在膜組件13內，對濾膜浸泡，讓 化學清洗液和截留物有充分時間進行反應，實現對膜表面的浸泡清洗。以上 清洗，膜上的汙染物部分與清洗藥品反應分解，部分從膜表面脫離而留在藥 桶ll的清洗液內，最後排放。
由上述可知，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，可以通過化學清洗的 方法，將濾膜表面沉積的截留物從濾膜表面洗脫，提高濾膜通#，達到恢復 濾膜工作性能，延長濾膜使用壽命的功效。然而，任何清洗都不能將汙染物 完全清除，濾膜的堵塞衰減是不可避免的。尋找更有效的化學細洗裝置，儘可能的延長濾膜的使用壽命，是膜應用中的重要課題。
在中空纖維膜的清洗中，反向清洗，既讓清洗液從過濾反向的相反方向 透過膜面，特別有效。這是由於汙染物和凝膠層是過濾過程中，在泵的壓力 作用下逐步在膜表面沉積形成， 一般的正向清洗，只能起衝刷的作用，而反 向清洗，則是從膜的透過一側加壓，讓清洗液反向通過膜面，對汙染物和凝 膠層起到剝離作用，衝洗下來的汙物隨反洗水排出系統。中空纖維膜本身結 構具有能夠耐受反向壓力的性能，能夠使用反向清洗這種有效的清洗手段， 這也是中空纖維膜優於其他形式過濾膜的主要特點之一。
然而，現有中空纖維膜的化學清洗裝置不能實現反洗手段的主要原因是， 化學清洗藥液體積有限，清洗需要一定的時間，因此清洗藥液需要在循環中 使用，如果在使用反向循環清洗，化學清洗藥液將會產生膜濾過一側的汙染。
參閱圖1所示，現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置，若要控制化學清洗 液進行反向清洗時，則必須增加一條工作迴路和閥門17和閥門18 (如圖1中
虛線所示)，使用時將閥門18關閉閥門17打開，然而這樣的工作迴路是不能 實施的，因為增加這樣(圖1中虛線所示)的工作迴路，進行反向清洗，將 會使清洗時衝刷下來的截留物進入藥桶ll內，導致化學清洗液的汙染，受到 汙染的化學清洗液再經正向清洗泵12循環到濾膜的濾過側，將對濾膜的濾過 側造成二次汙染，而這樣的汙染是不允許的。因此，現有中空纖維濾膜的化 學清洗裝置只能實施正向單向清洗作業。對於中空纖維濾膜表面沉積的截留 物，單向清洗效果不能完全和徹底，難以保證濾膜工作性能回復到原始的水 平，這樣就會使一部分截留的汙染物長期積累堵塞在濾膜表面，導致濾膜工 作性能逐步衰減，甚至失去使用價值。
有鑑於此，本實用新型在試驗基礎上設計出能夠實現化學清洗液往復通 過濾膜壁面進行清洗，使清洗效果更為理想的中空纖維濾膜的化學清洗裝置。
實用新型內容
本實用新型的主要目的在於克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其在原有結構的基礎上增加一個由藥桶、反 洗泵以及自控閥門構成的清洗工作迴路，可以避免從濾膜表面清洗下來的截 留物對濾膜濾過側的汙染，使化學清洗液能夠往復通過濾膜而實現對濾膜的 往復衝刷，有效提高清洗效果，延長膜組件的使用壽命。 本實用新型的目的是由以下技術方案實現的。
本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置，用於對汙染了^J中空纖維膜
組件進行化學清洗，其包括供放置化學清洗藥液的藥桶ll、正向清洗泵12、 止回閥14以及自控閥門15和16，該藥桶ll、正向清洗泵12、止回閥14以 及自控閥門15和16與待清洗的膜組件13之間由管道連接；該藥桶11出口 管道連接正向清洗泵12的進水口，正向清洗泵12的出水管道經止回閥14連 接待清洗的膜組件13進水口；膜組件13回流水口經設有自控閥門16的管道 回到藥桶ll;膜組件13的透過水出口經設有自控閥門15的管道通往藥桶11; 其特徵在於還包括藥桶21、反向清洗動力機構22、止回閥23以及自控閥 門24;該藥桶21、反向清洗動力機構22、止回閥23以及自控，門24與待清 洗的膜組件13之間由管道連接；該藥桶21的出口由管道與反向清洗動力機 構22的進口連接，反向清洗動力機構22出口經設有止回閥23的管道與待清 洗膜組件13的透過水出口連接；待清洗膜組件13的透過水出口還由一條由 設有自控閥門24的管道通往藥桶21。
前述的中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其中藥桶21內設有液位自動控制 器25。
前述的中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其中反向清洗動力機構22為泵或 者空氣壓縮機構。 、
本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置的有益效果，保留了現有清洗 裝置具有的功效，即，啟動正向清洗泵12後，打開自控閥門16，關閉自控閥 門15時，化學清洗液通過止回閥門14而實現對膜組件13濾膜表面的衝刷清 洗以及打開自控閥門16，關閉自控閥門15時，化學清洗液通過止回閥門14而進入膜組件13內，實現透過濾膜而對膜的清洗；自控閥門15和16均打開
時，化學清洗液通過止回閥門14，實現部分化學清洗液對膜組件13濾膜表面 的衝刷清洗，部分化學清洗液透過濾膜而對膜的清洗；關閉正向清洗泵12以 及各個自控閥門15和16時，可以使化學清洗液停留在膜組件13內，對濾膜 浸泡，讓化學清洗液和截留物有充分時間進行反應，實現對膜表面的浸泡清 洗。增加了一個藥桶21、 一臺反洗泵22、 一臺止回閥23、 一臺自動閥門24 和液位自動控制器25，增加了化學清洗液反向通過濾膜表面進行清洗的功效。 使用時，先關閉自控閥門l 5、 1 6，啟動正向清洗泵12，打開自控閥2 4, 讓清洗藥液透過濾膜進入藥桶2 1，再進行反向清洗操作。反fe]清洗時，關 閉正向清洗泵12，開反洗泵22，關閉自控閥門24，打開自控閥門16，使化 學清洗液進入膜組件13的透過水口內，透過膜面，從回流口流回藥桶ll，不 僅能衝脫膜表面淤積的截留物，對滲入到濾膜壁內空隙中的截留物液也具有 較好的溶出效果，大大提高對濾膜的清洗效果。另外，反向清洗使用的化學 清洗液是經過膜組件13過濾而進入藥桶21內，可以保證濾膜濾過側始終幹 淨無汙染，避免了從濾膜表面清洗下來的汙物對濾膜濾過側的汙染，克服了 現有技術中反向清洗液汙染的問題。正向清洗和反向清洗可以自動往復交替 進行直至規定時間。 *

圖1為現有中空纖維濾膜的化學清洗裝置結構示意圖。
圖2為本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置結構示意圖。
圖中主要標號說明
現有技術部分11藥桶、12正向清洗泵、13待清洗的膜組件、14止回 閥門、15自控閥門、16自控閥門；
本實用新型部分21藥桶、22反洗泵、23止回閥門、24自控閥門、25 液位自動控制器。 具體實施方式
參閱圖2所示，本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置結構，是用於 對汙染了的中空纖維膜組件進行化學清洗，其包括供放置化學清洗藥液的藥
桶11、正向清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16，該^桶11、正向 清洗泵12、止回閥14以及自控閥門15和16與待清洗的膜組件13之間由管 道連接；該藥桶ll出口管道連接正向清洗泵12的進水口，正向清洗泵12的 出水管道經止回閥14連接待清洗的膜組件13進水口 ；膜組件13回流水口經 設有自控閥門16的管道回到藥桶11;膜組件13的透過水出口經設有自控閥
門15的管道通往藥桶11;其特徵在於還包括藥桶21、反向清洗動力機構
22、止回閥23以及自控閥門24;該藥桶21、反向清洗動力機構22、止回閥 23以及自控閥門24與待清洗的膜組件13之間由管道連接；該藥桶21的出口 由管道與反向清洗動力機構22的進口連接，反向清洗動力機構、22出口經設 有止回閥23的管道與待清洗膜組件13的透過水出口連接；待清洗膜組件13 的透過水出口還由一條由設有自控閥門24的管道通往藥桶21。
本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其中，藥桶21內設有液位自 動控制器25;反向清洗動力機構22為泵或者空氣壓縮機構。
圖中各部件之間的連線為液體管道，13為膜組件的簡化結構，方框表示 膜組件外殼，下端為進水口，上端為透過水口，左側為回流水出口，方框中 的斜線表示過濾膜，左下方表示膜原水一側，右上方表示透過水一側。
參閱圖2所示，本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置:其清洗時， 先將配製好的化學清洗液放入藥桶ll內，啟動正向清洗泵12;打開自控閥門 16，關閉自控閥門15和自控閥門24時，化學清洗液通過止回閥門14進入膜 組件13，再經自動閥15流出膜組件，循環回到藥桶ll，從而實現對濾膜表 面的衝刷清洗；打開自控閥門15，關閉自控閥門16和自控閥門24時，化學 清洗液通過止回閥門14而進入膜組件13內，透過膜表面經自控閥門15回到 藥桶，實現透過濾膜而對膜的清洗；當自控閥門15和16均打開時，自控閥 門24關閉時，化學清洗液通過止回閥門14，實現部分化學清洗液對膜組件13濾膜表面的衝刷清洗，部分化學清洗液透過濾膜而對膜的清洗。在關閉正
向清洗泵12以及自控閥門15、 16和24時，可以使化學清洗液停留在膜組件 13內，對濾膜浸泡，讓化學清洗液和截留物有充分時間進行反應，實現對膜 表面的浸泡清洗。
所用化學清洗的藥品、濃度、液量、清洗時間根據欲清洗臆的汙染狀況、 汙染程度和膜的數量需要確定。
以上為保留的現有技術正向清洗的功效。本實用新型結構的改進之處是 增加了反向清洗的結構，從而具有可以使化學清洗液往復進行清洗的功效， 其在正常清洗的基礎上，可以關閉自控閥門15和16，開啟自控閥門24，在 正向清洗泵12的作用下，使化學清洗液進入膜組件13內，然後透過濾膜進 入藥桶21內，當藥桶21中的化學清洗液上升到規定的高度液位時，藥桶21 內的液位自動控制器25工作，控制正向清洗泵12和自控閥門24關閉，自控 閥門15打開，開啟反向清洗泵22，使濾過的清潔化學清洗液te過止回閥門 23從膜元件上口進入膜組件13內，並從膜過濾的相反方向對濾膜進行衝洗， 讓衝洗後的化學清洗液經自控閥門15回到藥桶11內，衝洗下來膜表面的汙 物流入藥桶11內；當藥桶21內的化學清洗液下降到規定的低度液位時，液 位自動控制器25工作，控制反向清洗泵22關閉，完成一個往復清洗循環， 同時打開自控閥門24，關閉自控閥門15，正向清洗泵12啟動，開始下一次 往復清洗動作，重複往復直至設定的往復清洗時間。期間讓化學清洗液能夠 往復多次通過濾膜而進行雙向衝洗，反向清洗所用的藥液都是經過膜過濾的 清潔藥液，保證了膜透過側的潔淨，使濾膜的化學清洗效果大k提高，能有 效延長膜組件的使用壽命。
使用本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置對經多年使用通量嚴重下 降更換下來的舊濾膜進行過清洗試驗，該舊膜雖經多次化學清洗，透水通量 仍不到初始通量的40%，不能滿足生產要求而更換下來，使用本清洗裝置進 行清洗實驗，結果表明，本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置的清洗是
9十分有效的，經多次化學清洗仍不能有效恢復通量的老舊濾膜，在使用本化
學清洗裝置清洗後，通量恢復到初始通量的75至80%，達到完全可以繼續使 用的效果。這樣可提高中空纖維膜的使用壽命，極大的降低膜系統的運行成 本，節約資源，符合可持續發展戰略需要。
本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置對濾膜的正向清洗步驟和反向 清洗步驟為交錯式進行。
本實用新型中空纖維濾膜的化學清洗裝置實施例中涉及的自控閥門、止 回閥門、液位自動控制器、泵以及化學清洗液均為市售產品，其工作原理和 使用方法均為現有技術，其他未說明的內容也為現有技術，故不再進行贅述。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任 何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何 簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1、一種中空纖維濾膜的化學清洗裝置，包括供放置化學清洗藥液的藥桶(11)、正向清洗泵(12)、止回閥(14)以及自控閥門(15)和(16)，該藥桶(11)、正向清洗泵(12)、止回閥(14)以及自控閥門(15)和(16)與待清洗的膜組件(13)之間由管道連接；該藥桶(11)出口管道連接正向清洗泵(12)的進水口，正向清洗泵(12)的出水管道經止回閥(14)連接待清洗的膜組件(13)進水口；膜組件(13)回流水口經設有自控閥門(16)的管道回到藥桶(11)；膜組件(13)的透過水出口經設有自控閥門(15)的管道通往藥桶(11)；其特徵在於還包括藥桶(21)、反向清洗動力機構(22)、止回閥(23)以及自控閥門(24)；該藥桶(21)、反向清洗動力機構(22)、止回閥(23)以及自控閥門(24)與待清洗的膜組件(13)之間由管道連接；該藥桶(21)的出口由管道與反向清洗動力機構(22)的進口連接，反向清洗動力機構(22)出口經設有止回閥(23)的管道與待清洗膜組件(13)的透過水出口連接；待清洗膜組件(13)的透過水出口還由一條由設有自控閥門(24)的管道通往藥桶(21)。
2、 根據權利要求l所述的中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其特徵在於， 所述藥桶(21)內設有液位自動控制器(25)。
3、 根據權利要求l所述的中空纖維濾膜的化學清洗裝置，其特徵在於， 所述反向清洗動力機構(22)為泵或者空氣壓縮機構。
專利摘要一種中空纖維濾膜的化學清洗裝置，包括藥桶、正向清洗泵、止回閥及自控閥門，藥桶、正向清洗泵、止回閥及自控閥門與待清洗膜組件間由管道連接；藥桶出口管道連接正向清洗泵進水口，正向清洗泵出水管道經止回閥接待清洗膜組件進水口；膜組件回流水口經設自控閥門管道回藥桶；膜組件透過水出口經自控閥門通藥桶；還包括藥桶、反向清洗動力機構、止回閥及自控閥門；藥桶、反向清洗動力機構、止回閥及自控閥門與待清洗膜組件間由管道連接；藥桶出口由管道與反向清洗動力機構進口連接，反向清洗動力機構出口經設止回閥管道與待清洗膜組件透過水出口連接；待清洗膜組件透過水出口還由設自控閥門的管道通藥桶，用以提高對汙染的中空纖維膜組件化學清洗效果。
文檔編號B01D65/02GK201249106SQ20082013532
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月22日 優先權日2008年8月22日
發明者王龍興, 明 鄭, 鄭衛寧 申請人:天津膜天膜工程技術有限公司