專利名稱：一種外壓中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種膜分離技術，尤其涉及一種外壓中空纖維膜的裝置。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，人們對飲用水的要求不斷提高，所謂的純凈水、太空水或凈化水已進入人們的日常生活。而且，生產(chǎn)和工業(yè)用水，如生化、醫(yī)藥、食品、調(diào)料等領域?qū)λ膬艋纫笠苍絹碓礁?。近年來人們開發(fā)研制的微濾和超濾膜技術用于水質(zhì)的凈化，正適應了這種需要，并且取得了良好的實際效果。其中尤以外壓中空纖維膜使用得最多。這是因為外壓中空纖維膜(以下簡稱膜)具有單位體積內(nèi)裝填膜的面積最大，可去除原水中的藻類，微生物和膠體物質(zhì)等多種懸浮物，并且凈化純度高等優(yōu)點。但在實際應用中，膜的內(nèi)腔、孔隙及外壁由于各種懸浮物的滯留、淤積而使膜的透水通量迅速下降，甚至堵塞而不能正常工作。因此對膜的清洗是膜應用技術不可缺少重要組成部分。
申請人已經(jīng)就膜清洗技術申請了多件專利，其中一件是“外壓中空纖維膜分離裝置及其使用方法”(公開號為CN1333080A)。該項申請主要在膜組件的結(jié)構(gòu)和水流線路設計方面作了重要改進，很好地解決了膜的在線高效清洗問題。但它仍存在著不足該膜裝置中膜組件的外部管路設計尚不完善。另外一件是“中空纖維膜分離裝置及其使用方法”(CN1347752A)。該項申請主要對膜裝置中膜組件的外部管路設計進行了完善，設計了化學清洗回路和反洗回路。
在CN1347752A中公開的清洗方法為第一清洗狀態(tài)壓縮空氣與水同時對膜組件進行清洗，也即進行氣水雙洗。在上述清洗狀態(tài)，氣進行正洗，水反洗，根據(jù)需要加入氧化劑等化學藥物。第二清洗狀態(tài)大量反洗液對膜進行清洗，也即反洗狀態(tài)。
上述清洗存在的缺點是原工藝為反洗加藥，由于藥劑本身不潔凈，污染膜的濾過液側(cè)，因而影響產(chǎn)水水質(zhì)，并且很難對藥劑本身進行凈化處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述提出的問題，提供一種不對濾過液造成污染的中空纖維膜分離裝置的清洗系統(tǒng)。
本發(fā)明提供一種中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，包括膜組件、循環(huán)罐以及連接管路等部件，其特征在于液體流入管路(40)管接在循環(huán)水槽(28)與膜組件(21)之間，用于向膜組件提供原水；上述液體流入管路(40)上設置有工作泵(29)、原水液量控制裝置、加藥單向閥(18)等部件；其中原水液量控制裝置用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制少量原水進入膜組件；上述加藥單向閥用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制向原水中加藥。
通過本發(fā)明提供的外壓中空膜組件的清洗裝置及運行方法，不僅可以防止由于藥劑本身不潔凈而污染膜的濾過液側(cè)，影響產(chǎn)水水質(zhì)；而且，由于加入的氧化性藥劑能殺菌和去除膜表面的有機物；加入的阻垢劑能除膜表面的無機物，通過兩類藥劑的共同作用，使膜通量得到有效恢復。另外，本發(fā)明在第一清洗狀態(tài)通過少量原水流如膜組件對膜進行清洗，節(jié)約了清洗用水。


圖1是本發(fā)明一實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明另一實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例進一步詳細敘述本發(fā)明。
本發(fā)明的裝置中設置有多個閥門，通過控制閥門的開閉對膜組件的運行及清洗、排污進行控制。附圖中的閥門，如果按照種類，可以分為手動閥、氣動隔膜閥(也就是自動閥)。
如果按照功能或作用分，閥門1、1a是進口調(diào)壓閥或調(diào)節(jié)閥；閥門11、11a稱為進口自動閥；閥門2是出口調(diào)壓閥或調(diào)節(jié)閥；閥門19稱為出口自動閥；閥門4、5是切換閥，用于膜分離工作與化學清洗工作之間的轉(zhuǎn)換；閥門6是工作泵進口閥門；閥門8、9是低位排放閥。閥門3為反洗調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)反洗液的流量大??；閥門15稱為反洗自動閥；閥門7稱為反洗泵進口閥；閥門12稱為清洗排氣閥；閥門13稱為清洗排放閥；閥門14稱為濾過液出口閥；閥門17稱為進氣閥；閥門18稱為加藥單向閥。
附圖中P1、P2、P3為壓力表，F(xiàn)1為流量計或流量傳感器。
在下面的具體描述中，還會根據(jù)管路的布置詳細說明上述閥門的位置和作用。
本發(fā)明設計的膜組件分離裝置中，膜組件管接有多條管路。其直接管接的管路有液體流入管路40，液體流出管路41，循環(huán)回流管路22，排污管路45、46、空氣供應管路47等。液體流出管路41上還管接有化學清洗回流管路30和液體供應管路42以及反洗管路43。下面詳細描述各管路與膜組件的連接關系。
其中，上述液體流入管路40管接在循環(huán)水槽28與膜組件21的下端口20之間，用于向膜組件提供液體。上述液體流入管路40上設置有工作泵進口手動閥門6、工作泵29、原水液量控制裝置、加藥單向閥18等部件。
液體流出管路管接41的一端管接于連接膜組件21的上端口23上，用于從膜組件末端排出液體；液體流出管路的另一端連接兩個支路，一個支路是液體供應管路42，上述液體供應管路42與產(chǎn)水水槽25連接，用于將工作狀態(tài)下經(jīng)過膜組件過濾后的濾過液傳送到產(chǎn)生水槽25中。另外一個支路是化學清洗回流管路30，上述化學清洗回流管路30與循環(huán)水槽28連接，用于在膜組件運行較長一段時間后進行化學清洗時，使含有化學藥品的清洗液循環(huán)流動。上述化學清洗回流管路30上設置有用于進行切換的切換閥門5，上述液體供應管路42上設置有通過手動切換閥門4。在膜組件平常運行、清洗時閥門5關閉、閥門4打開。只有當膜組件運行1～5周后，對膜組件進行化學清洗時，才打開閥門5、關閉閥門4。
循環(huán)回流管路22管接在膜組件21的上側(cè)口16與循環(huán)水槽28之間，該循環(huán)回流管路22上設置有自動控制閥19和手動控制閥2以及壓力表，手動控制閥和壓力表都是在系統(tǒng)初始運行時調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、出水量，進入自動控制后，只通過自動閥進行進行控制。
在膜組件21的上側(cè)口16上與循環(huán)回流管路22貫通連接的是第一排污管路45，管路上的閥門12控制第一排污管路的運行。
膜組件21的下端口20上設置第二排污管路46，管路上的閥門13控制第二排污管路的運行。
膜組件21的下端口20上還管接有用于供應壓縮空氣的空氣供應管路47，壓縮空氣從空氣儲罐(圖中未顯示)通過氣體流量計、閥門的控制，在第一清洗狀態(tài)(也即氣水雙洗狀態(tài))向膜組件供應空氣。
本發(fā)明設計的分離裝置中，如圖1所示，上述液體流出管路41的末端管接兩個支路以前的位置上還設置有反洗管路43，上述反洗管路43一端與液體流出管路41管接，另一端與產(chǎn)水水槽25進行管接，管路上設置有反洗泵24、反洗調(diào)節(jié)閥3、15。反洗管路用于在第二清洗狀態(tài)(也即反洗狀態(tài))向膜組件21供應反洗液。
本發(fā)明的另外一個特點在于加藥閥門18設置在液體流入管路40上，用于在第一清洗狀態(tài)時，向原水中加藥。這與現(xiàn)有技術加藥閥門設置在反洗管路或液體流出管路上明顯不同。現(xiàn)有技術的加藥閥門是在第一清洗狀態(tài)通過加藥閥門向反洗液中加藥。本發(fā)明改進的好處是不會污染膜組件的濾過液側(cè)，不影響產(chǎn)生水質(zhì)。
上述液體流如管路上可以設置兩個加藥口，相應地設置兩個加藥閥門，根據(jù)原水水質(zhì)情況，可以分別或同時在第一清洗狀態(tài)下加入氧化性藥劑和阻垢劑。上述氧化性藥劑可以是如次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯等化學藥品；上述阻垢劑可以是如商品阻垢劑、鹽酸等化學藥品。
在本發(fā)明中液體流入管路40上設置的原水液量控制裝置的一種實施方式是雙進水管路44。如圖1所示，雙進水管路44包括設置有閥門1、11的第一進水管路和設置有閥門1a和11a的第二進水管路。上述雙進水管路44的作用是工作時兩個進水管路都開放，第一清洗狀態(tài)下，關閉自動閥門11以關閉第一進水管路，從而實現(xiàn)將進水量降為工作流量的1/20至1/2。
另外，為了控制第一清洗狀態(tài)下使少量原水進入膜組件，也可以不設置雙進水管路，改為變頻控制，如圖2，僅設置一個進口閥，通過變頻器控制原水泵29的供水量。
下面詳細描述膜分離裝置系統(tǒng)的運行步驟。
采用本發(fā)明如圖1、2所示的膜分離裝置，按下述工藝步驟進行運行1)工作狀態(tài)循環(huán)水槽28中的原水在工作泵29的作用下，通過液體流入管路40進入到膜組件21中。通過膜組件的過濾，濾過液從膜組件的上端口23流出，通過液體流出管路41、液體供應管路42進入到產(chǎn)水槽25中。
2)第一清洗狀態(tài)通過雙進水管路44的控制(如圖1所示)或變頻控制(如圖2所示)，使循環(huán)水槽28中的原水流出量為正常工作狀態(tài)下的1/20至1/2，少量原水經(jīng)過加藥閥門時，化學藥品進入到原水中?？梢愿鶕?jù)原水的水質(zhì)加入氧化性藥劑或阻垢劑，也可以都加入。少量原水進入膜組件21對膜進行清洗，同時壓縮空氣通過空氣供應管路47進入到膜組件21對進行空氣正洗。污水通過第一排污管路45排出。該狀態(tài)時間為10～120秒。
3)第二清洗狀態(tài)
產(chǎn)水水槽25中的反洗液在反洗泵24的作用下經(jīng)過反洗管路43、液體流出管路41的一部分進入到膜組件21，對膜組件進行清洗。通過第一排污管路45、第二排污管路46進行排污。該狀態(tài)時間為10～120秒。
4)排污狀態(tài)在第二清洗狀態(tài)結(jié)束后，關閉反洗回路，僅通過第一排污管路45、第二排污管路46將膜裝置管路和膜組件中的污水排凈。該狀態(tài)時間為0～120秒。
根據(jù)實際情況，當膜組件運行1～5周后，對膜組件進行化學清洗。
權利要求
1.一種中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，包括膜組件、循環(huán)罐以及連接管路等部件，其特征在于液體流入管路(40)管接在循環(huán)水槽(28)與膜組件(21)之間，用于向膜組件提供原水；上述液體流入管路(40)上設置有工作泵(29)、原水液量控制裝置、加藥單向閥(18)等部件；其中原水液量控制裝置用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制少量原水進入膜組件；上述加藥單向閥用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制向原水中加藥。
2.根據(jù)權利要求1所述的中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，其特征在于上述原水液量控制裝置是雙進水管路(44)；上述雙進水管路(44)包括第一進水管路和第二進水管路；上述雙進水管路(44)的作用是工作時兩個進水管路都開放，第一清洗狀態(tài)下，關閉第一進水管路，從而實現(xiàn)將進水量降為工作流量的1/20至1/2。
3.根據(jù)權利要求1所述的中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，其特征在于上述原水液量控制裝置是通過水泵變頻裝置，實現(xiàn)將進水量降為工作流量的1/20至1/2。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，其特征在于上述液體流出管路末端管接兩個支路以前的管路位置上還設置有反洗管路(43)，上述反洗管路(43)與產(chǎn)水水槽(25)進行管接，用于在對膜組件進行清洗的第二狀態(tài)清洗狀態(tài)控制向膜組件供應反洗液。
5.根據(jù)權利要求1所述的中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，其特征在于上述加藥單向閥為兩個，根據(jù)原水水質(zhì)分別或同時加入氧化性藥劑和阻垢劑；上述氧化性藥劑可以是如次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯等化學藥品；上述阻垢劑可以是如商品阻垢劑、鹽酸等化學藥品。
6.根據(jù)權利要求1所述的中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)原水水質(zhì)加入氧化性藥劑或阻垢劑；上述氧化性藥劑可以是如次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯等化學藥品；上述阻垢劑可以是如商品阻垢劑、鹽酸等化學藥品。
全文摘要
一種中空纖維膜分離裝置系統(tǒng)，包括膜組件、循環(huán)罐以及連接管路等部件，其特征在于液體流入管路(40)管接在循環(huán)水槽(28)與膜組件(21)之間，用于向膜組件提供原水；上述液體流入管路(40)上設置有工作泵(29)、原水液量控制裝置、加藥單向閥(18)等部件；其中原水液量控制裝置用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制少量原水進入膜組件；上述加藥單向閥用于在對膜組件進行清洗的第一狀態(tài)清洗狀態(tài)控制向原水中加藥。
文檔編號C02F1/44GK1539547SQ0312217
公開日2004年10月27日 申請日期2003年4月23日 優(yōu)先權日2003年4月23日
發(fā)明者呂曉龍 申請人:天津膜天膜工程技術有限公司