專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)及其清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜的清洗系統(tǒng)及其清洗方法，進(jìn)一步說(shuō)，涉及一種能夠帶來(lái)如下效果的膜的清洗系統(tǒng)及其清洗方法軟質(zhì)球形顆粒與料液同步運(yùn)行，靠運(yùn)行過(guò)程中顆粒與膜進(jìn)行摩擦和引起液流的擾動(dòng)，完成對(duì)膜表面的清洗，恢復(fù)膜通量。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)在近20年發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。但膜在使用過(guò)程中會(huì)受到污染，使膜性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使膜分離失去實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，從而限制了膜分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。有效的清洗方法是解決膜污染問(wèn)題的重要途徑。膜的清洗方法包括化學(xué)清洗方法和物理清洗方法兩種。其中化學(xué)清洗方法是根據(jù)不同的運(yùn)行系統(tǒng)選擇不同的清洗劑?；瘜W(xué)清洗方法存在一定缺陷對(duì)于成分復(fù)雜的系統(tǒng)，選擇清洗劑相對(duì)很困難，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生清洗廢液，其清洗效果也受到限制。
物理清洗方法目前主要使用的是水力清洗。水力清洗一般包括反洗和大流量沖洗。反洗的方法是在膜組件清洗系統(tǒng)中設(shè)置反洗流路，對(duì)膜組件進(jìn)行清洗時(shí)，停止過(guò)濾循環(huán)流路，啟動(dòng)反洗流路進(jìn)行清洗。但是這種清洗方法存在清洗效率低的問(wèn)題。
上述清洗方法清洗效果都受到本身?xiàng)l件的限制，不能完全解決膜使用過(guò)程中的膜污染問(wèn)題，尤其是在粘稠物料的處理中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)的清洗管式膜的系統(tǒng)和方法。其具有較高的清洗效率和清洗效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的目的，提供了一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于，包括循環(huán)罐、主液流供應(yīng)流路、膜供應(yīng)流路、清洗供應(yīng)流路、管式膜、回流流路、小球循環(huán)器；上述主液流供應(yīng)流路的一端連接在循環(huán)罐出口端；
上述膜供應(yīng)流路連接于上述主液流供應(yīng)流路和管式膜的入口端之間，用于在管式膜正常運(yùn)行期間將上述主液流供應(yīng)流路中的液體供應(yīng)給管式膜；上述清洗供應(yīng)流路連接在上述主液流供應(yīng)流路和管式膜的入口端之間，用于在對(duì)管式膜清洗的時(shí)候?qū)⑸鲜龉?yīng)液體主液流供應(yīng)流路中的液體供應(yīng)給小球循環(huán)器，從而帶動(dòng)小球流經(jīng)管式膜，對(duì)其進(jìn)行清洗；回流流路連接于管式膜的下端和循環(huán)罐的入口端之間，用于將流體引回循環(huán)罐。
本發(fā)明還提供了一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段接通主液流供應(yīng)流路、膜供應(yīng)流路、回流流路，閉合清洗供應(yīng)流路；使用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗階段接通清洗供應(yīng)流路，關(guān)閉膜供應(yīng)流路；小球在循環(huán)過(guò)程中完成對(duì)膜表面的清洗，恢復(fù)膜通量。
通過(guò)本發(fā)明的提供的膜的清洗系統(tǒng)和清洗方法，采用固液雙相流清洗系統(tǒng)可以有效解決膜污染的問(wèn)題，靠軟質(zhì)顆粒與膜間的摩擦和液流擾動(dòng)，有效的去除膜表面的污染物，恢復(fù)膜的通量。


圖1為本發(fā)明管式膜固液雙相流清洗系統(tǒng)；圖2為本發(fā)明管式膜固液雙相流清洗系統(tǒng)中小球循環(huán)器的上部容器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要提供一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)及其清洗方法。在具體實(shí)施例中，軟質(zhì)球形顆粒使用的是海綿球。
如圖1所示，管式膜固液雙相流清洗系統(tǒng)主要包括循環(huán)罐1、主液流供應(yīng)流路31、膜供應(yīng)流路32、清洗供應(yīng)流路33、管式膜12、回流流路34、小球循環(huán)器16。
上述主液流供應(yīng)流路31的一端連接在循環(huán)罐1出口端，其另一端連接有上述膜供應(yīng)流路32和上述清洗供應(yīng)流路33。其中，上述膜供應(yīng)流路32的一端連接于上述主液流供應(yīng)流路31，另一端連接于管式膜12的入口端，用于在管式膜正常運(yùn)行期間將上述主液流供應(yīng)流路31中的液體供應(yīng)給管式膜12。在上述膜供應(yīng)流路32上設(shè)置有閥門(mén)10，其作用是控制膜供應(yīng)流路32的啟動(dòng)、流量。上述清洗供應(yīng)流路33的一端連接在上述主液流供應(yīng)流路31上，另一端連接在管式膜12的入口端。上述清洗供應(yīng)流路33上按照液流流過(guò)的順序依次設(shè)置有閥門(mén)9、小球循環(huán)器16的下容器19(下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明)以及閥門(mén)11。上述清洗供應(yīng)流路33用于在對(duì)管式膜清洗的時(shí)候?qū)⑸鲜龉?yīng)液體主液流供應(yīng)流路31中的液體供應(yīng)給下容器19，從而帶動(dòng)小球流經(jīng)管式膜12。上述閥門(mén)9、11的作用是在管式膜進(jìn)行清洗時(shí)控制管路的開(kāi)放。下容器19用于在清洗時(shí)供應(yīng)小球?；亓髁髀?4一端連接于管式膜的下端，一端連接于循環(huán)罐1的入口端。在上述回流流路34上設(shè)置小球循環(huán)器16的上部容器20(下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明)?；亓髁髀?4的作用是將流體引回循環(huán)罐1。
附圖1中未進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的附圖標(biāo)記2、3、4、6、14均為閥門(mén)，附圖標(biāo)記5代表泵，標(biāo)記7表示流量計(jì)，附圖標(biāo)記8、13為壓力表。從管式膜12出口端流出的是超濾液。由于上述部件并不是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，因此未加詳細(xì)描述。
下面參照?qǐng)D1、圖2對(duì)小球循環(huán)器進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1所示，小球循環(huán)器16由上容器20和下容器19構(gòu)成。上容器20設(shè)置在回流流路34上，下容器19設(shè)置在清洗供應(yīng)流路33上。上、下容器之間由管路進(jìn)行連通。
圖2顯示了上容器20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。上容器20包括以下部分小球加入取出口21，進(jìn)液口22，出液口23，隔網(wǎng)24，小球循環(huán)口25。具體結(jié)構(gòu)為隔網(wǎng)24與上容器29的器壁粘結(jié)在一起，防止小球從出液口23流出。小球在運(yùn)行過(guò)程中，隨少量液流一起經(jīng)過(guò)小球循環(huán)口25，在小球循環(huán)器16的下容器19產(chǎn)生的負(fù)壓推動(dòng)下，進(jìn)入小球循環(huán)器16下容器19，再進(jìn)入清洗流路32中，然后進(jìn)入到管式膜12，對(duì)管式膜12進(jìn)行清洗，清洗后的小球隨流體進(jìn)入到上容器20。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的清洗方法。
管式膜正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，接通主液流供應(yīng)流路31、膜供應(yīng)流路32、回流流路34，閉合清洗供應(yīng)流路33。此時(shí)，閥門(mén)10打開(kāi)，閥門(mén)9、11閉合。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度可以控制運(yùn)行壓力。循環(huán)罐1中的液體流經(jīng)主液流供應(yīng)流路31、膜供應(yīng)流路32、管式膜12、回流流路34流回循環(huán)罐1。過(guò)濾好的液體從管式膜12的下端流出。小球循環(huán)器16中的小球停止循環(huán)，貯存在小球循環(huán)器上容器20中。
管式膜運(yùn)行一段時(shí)間后，需要清洗。在使用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗時(shí)，通過(guò)關(guān)閉閥門(mén)10來(lái)閉合膜供應(yīng)流路32。打開(kāi)閥門(mén)9、11接通清洗供應(yīng)流路33。這時(shí)液流流經(jīng)小球循環(huán)器16的下容器19，在下容器中產(chǎn)生負(fù)壓，上容器中的小球就隨液流循環(huán)。小球在循環(huán)過(guò)程中，與膜進(jìn)行摩擦，同時(shí)引起液流的擾動(dòng)，完成對(duì)膜表面的清洗，恢復(fù)膜通量。
清洗后，用網(wǎng)狀容器在循環(huán)器16的上容器20的進(jìn)液口2處接收小球，從而將小球取出。
對(duì)于上述軟質(zhì)球形顆粒的材料，只要硬度適中、密度合適、有一定強(qiáng)度，都可以用?？梢允呛＞d小球，包括發(fā)泡聚氨脂、發(fā)泡橡膠等材料，還可以是發(fā)泡聚苯乙烯等發(fā)泡塑料軟質(zhì)球等。
使用上述材料中任意一種，制成直徑為6～7mm的小球，經(jīng)后加工，使小球的密度稍大于水的密度。加工方法可采用本領(lǐng)域常規(guī)方法。
權(quán)利要求
1.一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于，包括循環(huán)罐、主液流供應(yīng)流路、膜供應(yīng)流路、清洗供應(yīng)流路、管式膜、回流流路、小球循環(huán)器；上述主液流供應(yīng)流路的一端連接在循環(huán)罐出口端；上述膜供應(yīng)流路連接于上述主液流供應(yīng)流路和管式膜的入口端之間，用于在管式膜正常運(yùn)行期間將上述主液流供應(yīng)流路中的液體供應(yīng)給管式膜；上述清洗供應(yīng)流路連接在上述主液流供應(yīng)流路和管式膜的入口端之間，用于在對(duì)管式膜清洗期間，將上述主液流供應(yīng)流路中的液體供應(yīng)給小球循環(huán)器，帶動(dòng)小球流經(jīng)管式膜，對(duì)其進(jìn)行清洗；回流流路連接于管式膜的下端和循環(huán)罐的入口端之間，用于將流體引回循環(huán)罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于小球循環(huán)器由上容器和下容器構(gòu)成，上容器設(shè)置在回流流路上，下容器設(shè)置在清洗供應(yīng)流路上，上、下容器之間由管路進(jìn)行連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于上容器包括小球加入取出口，進(jìn)液口，出液口，隔網(wǎng)，小球循環(huán)口；隔網(wǎng)與上容器的器壁粘結(jié)在一起，防止小球從出液口流出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于在上述膜供應(yīng)流路上設(shè)置有閥門(mén)，用于控制膜供應(yīng)流路的開(kāi)放。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的系統(tǒng)，其特征在于上述清洗供應(yīng)流路上設(shè)置有閥門(mén)，用于在管式膜進(jìn)行清洗時(shí)控制管路的開(kāi)放。
6.一種利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段接通主液流供應(yīng)流路、膜供應(yīng)流路、回流流路，閉合清洗供應(yīng)流路；使用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗階段接通清洗供應(yīng)流路，關(guān)閉膜供應(yīng)流路；小球在循環(huán)過(guò)程中完成對(duì)膜表面的清洗，恢復(fù)膜通量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的方法，其特征在于在上述使用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗階段中，液流流經(jīng)設(shè)置在清洗供應(yīng)流路上的小球循環(huán)器的下容器，在下容器中產(chǎn)生負(fù)壓，設(shè)置在回流流路上的上容器中的小球就進(jìn)入到下容器，再隨清洗流路中的液流進(jìn)入到管式膜，對(duì)管式膜進(jìn)行清洗，清洗后的小球隨流體進(jìn)入到上容器進(jìn)行循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗的方法，其特征在于管式膜正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段打開(kāi)設(shè)置在上述膜供應(yīng)流路上的閥門(mén)，關(guān)閉設(shè)置在清洗供應(yīng)流路上的閥門(mén)；使用軟質(zhì)球形顆粒進(jìn)行膜清洗階段關(guān)閉設(shè)置在上述膜供應(yīng)流路上的閥門(mén)，打開(kāi)設(shè)置在清洗供應(yīng)流路上的閥門(mén)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種膜的清洗系統(tǒng)和清洗方法，采用固液雙相流清洗系統(tǒng)可以有效解決膜污染的問(wèn)題，靠軟質(zhì)顆粒與膜間的摩擦和液流擾動(dòng)，有效的去除膜表面的污染物，恢復(fù)膜的通量。本發(fā)明在膜組件系統(tǒng)中設(shè)置了清洗流路和小球循環(huán)器。通過(guò)小球循環(huán)器釋放的小球?qū)δけ砻孢M(jìn)行清洗。
文檔編號(hào)B01D65/04GK1533827SQ03120999
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者劉恩華, 杜啟云 申請(qǐng)人:天津膜天膜工程技術(shù)有限公司