一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法及清洗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法及清洗裝置。目的是提供的方法應可實現(xiàn)平板陶瓷膜的原位清洗或在線清洗,不需要將陶瓷膜與反應器分離,并且具有膜通量恢復速度快、能耗低、清洗效率高、運行費用低廉、可實現(xiàn)自動化控制等特點;提供的裝置應具有結(jié)構(gòu)簡單和使用方便的特點。技術(shù)方案是:一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,依序包括以下步驟:(1)在線清洗啟動;(2)液相反沖洗;(3)氣液聯(lián)合反沖洗;(4)在線清洗結(jié)束。一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,包括曝氣管路以及控制系統(tǒng);在線清洗裝置還包括液相反沖洗系統(tǒng),該液相反沖洗系統(tǒng)配有反沖洗泵且通過管路連通曝氣管路,另有清洗劑配置裝置通過管道連通液相反沖洗系統(tǒng)。
【專利說明】一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法及清洗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保工程水處理領(lǐng)域,具體是一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法及
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷膜也稱無機陶瓷膜或CT膜,是固態(tài)膜的一種,具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、膜再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、膜使用壽命長等眾多優(yōu)勢。
[0003]但是目前陶瓷膜大規(guī)模推廣應用存在障礙,主要就是使用過程中由于膜孔堵塞導致膜通量急劇降低,從而增加了使用成本。為了解決這一問題,一方面需要對陶瓷膜的表面進行改性,改善膜孔堵塞問題,延長膜的使用壽命;另一方面則需要定期對陶瓷膜進行反沖洗,恢復膜通量。
[0004]陶瓷膜從構(gòu)形上分為平板式和管式(包括單通道和多通道兩大類),兩者的膜清洗操作方式差別較大,清洗效果也不盡相同。
[0005]平板式陶瓷膜采用內(nèi)置式或浸沒式設(shè)計,即將膜組件置入反應器內(nèi)與待過濾液體直接接觸,在泵的負壓抽吸作用下濾出液透過膜組件。為了減少膜面污染,延長運行周期,一般采用間歇出水方式運行;例如每運行8分鐘,停止2分鐘,周而復始。清洗方式包括在線清洗和離線清洗。
[0006]管式陶瓷膜采用分體`式或外置式設(shè)計,即膜組件與生物反應器分開設(shè)置,待過濾液體通過泵送進入膜組件內(nèi)部孔道中,在過流壓力作用下濾出液透過膜組件,濃縮液則返回反應器。管式陶瓷膜采用的是錯流過濾,因此清洗方式以離線清洗為主。
[0007]中國專利CN101185847A報道了一種陶瓷膜反沖洗方法,主要針對管式陶瓷膜進行清洗,其通過在清液出口處安裝三通與反沖洗液儲罐相遇,通過反沖洗泵、反沖洗控制閥等裝置實現(xiàn)在線進行陶瓷膜通量的恢復再生,采用的是液相反沖洗。隨后,中國專利CN102688694A對其進行了改進,將清液儲罐同時作為反沖洗液儲罐,采用氣壓或潛水泵將清洗液擠入陶瓷膜組件中,而且設(shè)置了清洗液排出開關(guān),可以降低反沖洗所需的壓力,從而達到節(jié)約能耗的目的,同樣也是針對管式陶瓷膜進行清洗。
[0008]中國專利CN102847442A報道了一種陶瓷膜過濾器酸堿再生清洗的方法及其裝置,主要是采用酸堿交替清洗,特別適用于環(huán)己酮氨肟化反應制備環(huán)己酮肟,主要適用對象也是管狀多孔陶瓷膜。
[0009]中國專利CN102512967A報道了采用55°C溫度下氫氧化鈉、十二烷基硫酸鈉、檸檬酸鈉進行酸洗、堿洗、漂洗的陶瓷膜清洗方法,屬于離線清洗方式。
[0010]中國專利CN202237817U報道了采用壓縮空氣進行陶瓷膜反沖洗的方法,利用壓縮空氣把堵塞在陶瓷膜微孔中的雜質(zhì)去除,達到提高膜通量的效果,屬于氣相反沖洗。
[0011]中國專利CN202070291U報道了一種利用臭氧發(fā)生器,將臭氧與清洗液通過渦流泵葉輪的強剪切作用形成含有微氣泡的均勻混合液進行陶瓷膜在線清洗。[0012]中國專利CN20189984U報道了一種替代氣囊或反沖洗泵的裝置,即帶有緩沖罐的陶瓷膜反沖裝置。
[0013]綜合現(xiàn)有的專利、文獻研究和市場產(chǎn)品,可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的清洗方式主要是針對管式多孔陶瓷膜,針對浸沒式平板陶瓷膜的清洗方法鮮有報道;清洗方式以離線清洗為主,需要將陶瓷膜與反應器進行分離,并且需要設(shè)置單獨的離線清洗水池,不僅費時費力,也容易造成膜的損傷;此外,反沖洗方法采用單純的液相反沖洗或氣相反沖洗,導致清洗效果不佳、清洗時間偏長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】中的不足,提供一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法,該方法應可實現(xiàn)平板陶瓷膜的原位清洗或在線清洗,不需要將陶瓷膜與反應器分離,并且具有膜通量恢復速度快、能耗低、清洗效率高、運行費用低廉、可實現(xiàn)自動化控制等特點。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,該裝置應具有結(jié)構(gòu)簡單和使用方便的特點。
[0016]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,依序包括以下步驟:
[0017](I)在線清洗啟動:通過對陶瓷膜的滲透壓進行在線監(jiān)控,當跨膜壓差升高至
0.03?0.05MPa時,即啟動浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工序,關(guān)閉出水閥、開啟液相反沖洗閥;
[0018](2)液相反沖洗:通過反沖洗泵和清洗劑計量泵將配置成一定濃度的清洗液注入浸沒式平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行液相在線反沖洗;
[0019](3)氣液聯(lián)合反沖洗:開啟氣相反沖洗閥,通過氣泵將壓縮空氣一同注入平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行氣液聯(lián)合反沖洗;
[0020](4)在線清洗結(jié)束:關(guān)閉液相和氣相反沖洗閥,啟動出水閥,陶瓷膜重新投入使用。
[0021]所述清洗液由清洗劑與清水或與過濾后水配置而成;清洗液中,清洗劑與清水的質(zhì)量配比或與過濾后水的質(zhì)量配比為1: 50?1000 ;所述清洗劑是次氯酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸、硝酸、檸檬酸、EDTA、螯合劑或表面活性劑中的一種或幾種;
[0022]所述液相反清洗步驟的反沖洗壓力控制在0.2?0.4MPa,清洗時間2?3min。
[0023]所述氣液聯(lián)合反沖洗步驟的空氣壓力控制在0.4?0.6MPa,清洗時間I?2min。
[0024]所述在線監(jiān)控由安裝在平板陶瓷膜處理系統(tǒng)出水管路上的壓力變送器實現(xiàn)。
[0025]一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,包括安裝在水池中且由氣泵供氣的曝氣管路以及控制系統(tǒng);其特征在于該在線清洗裝置還包括連通水池中平板陶瓷膜處理器以及清洗水箱的液相反沖洗系統(tǒng),該液相反沖洗系統(tǒng)配有反沖洗泵且通過裝有氣相反沖洗閥的管路連通所述的曝氣管路,另有清洗劑配置裝置通過裝有計量泵的管道連通液相反沖洗系統(tǒng)。
[0026]所述控制系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線接通平板陶瓷膜處理器、氣泵、清洗劑配置裝置以及清洗水箱。
[0027]所述氣泵為羅茨鼓風機或空壓機。[0028]本發(fā)明的工作原理是:平板陶瓷膜處理系統(tǒng)正常工作時,待處理水由水泵(圖中省略)源源不斷地輸入水池后被吸入平板陶瓷膜處理器中,經(jīng)過平板陶瓷膜的過濾處理,并通過裝有產(chǎn)水泵5-1的產(chǎn)水管路進入清洗水箱中(此期間氣泵正常工作,曝氣管路在水池中進行曝氣作業(yè))。在線清洗工序啟動時,產(chǎn)水泵關(guān)閉,液相反沖洗系統(tǒng)啟動,清洗水從清洗水箱中輸出,與清洗劑配置裝置添加的清洗劑混合后進入平板陶瓷膜的內(nèi)部孔道中進行反向沖洗一定時間;接著開啟閥門引入曝氣管路中的氣體,使氣體也進入平板陶瓷膜的內(nèi)部孔道中進行氣液聯(lián)合反向沖洗一定時間后,即完成平板陶瓷膜的在線清洗工作。關(guān)閉反沖洗泵5-2,啟動產(chǎn)水泵后,即恢復正常水處理工作。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030](I)能夠?qū)崿F(xiàn)浸沒式平板陶瓷膜在線自動清洗,無需將陶瓷膜組件取出;
[0031](2)采用氣液聯(lián)合反沖洗系統(tǒng),可顯著提高清洗效果,能夠恢復95%以上的陶瓷膜通量,跨膜壓力恢復到0.0lMPa以下;
[0032](3)系統(tǒng)整合性好,與原有平板陶瓷膜處理系統(tǒng)共用氣泵(羅茨鼓風機或空壓機)、清洗水箱等設(shè)備,系統(tǒng)造價低、占地面積少;
[0033](4)實現(xiàn)全自動控制,在線清洗系統(tǒng)的啟動、運行和停止均可依據(jù)工況自動運行;
[0034](5)本發(fā)明提供的裝置全部由常規(guī)設(shè)備組成,因而結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟,使用壽命長、投資成本低、運行能耗低,有利于推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明所述浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2是現(xiàn)有的平板陶瓷膜處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]陶瓷膜由于具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和高的機械強度,可采用多種清洗方法進行清洗,通??煞譃槲锢矸椒ê突瘜W方法。物理方法主要指采用壓縮空氣沖洗或海綿球機械清洗來去除污染物?;瘜W方法是采用對膜材料本身沒有破壞性,但對污染物有溶解作用或置換作用的化學試劑進行清洗或浸泡,常用的化學藥劑包括:堿溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鉀等)、酸溶液(如鹽酸、硝酸、檸檬酸和草酸等)、氧化藥劑(如次氯酸鈉、雙氧水、液氯等)和酶洗滌劑(如胃蛋白酶、胰蛋白酶等)。
[0038]常規(guī)的平板陶瓷膜處理系統(tǒng)(圖2所示)中,待處理水由水泵(圖中省略)輸入水池6,配置有多個平板陶瓷膜的平板陶瓷膜處理器I安裝在水池中,陶瓷膜處理器的輸出端通過裝有產(chǎn)水泵5-1的產(chǎn)水管路進入清洗水箱2-1中,清洗水箱中的清洗水定期或不定期地從輸出口 A輸出。氣泵3則正常供氣,曝氣管路7在水池中進行曝氣作業(yè)(閥門Fl開啟)。
[0039]本發(fā)明基于上述平板陶瓷膜處理系統(tǒng)提供的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗方法及裝置,實現(xiàn)了平板陶瓷膜的在線清洗(平板陶瓷膜的原位清洗),無需將陶瓷膜組件從處理水池中取出,不僅省時省力,而且具有清洗效率高、運行費用低廉等優(yōu)點。
[0040]以下對本發(fā)明的處理方法作進一步說明,但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0041]一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,依序包括以下步驟:
[0042](I)在線清洗啟動:通過安裝在出水管路上的壓力變送器對陶瓷膜的滲透壓進行在線監(jiān)控;當跨膜壓差(陶瓷膜兩側(cè)的水壓差)升高至0.03?0.05MPa時,表明在陶瓷膜表面已經(jīng)形成了一層微生物膜,需要啟動浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工序,關(guān)閉出水閥F5、開啟液相反沖洗閥F4。
[0043](2)液相反沖洗:反沖洗泵輸出的清洗水與清洗劑計量泵輸出的清洗劑混合成清洗液,注入浸沒式平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行在線反沖洗,使粘附在陶瓷膜表面的微生物膜在水力沖刷作用下快速脫落;反沖洗壓力控制在0.2?0.4MPa,可根據(jù)沖洗效果進行靈活調(diào)整;清洗液中,清洗劑與水的質(zhì)量配比為1: 50?1000(水是清洗水輸出的清洗水,或者是自來水管輸入的清水;清洗劑是次氯酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸、硝酸、檸檬酸、EDTA、螯合劑或表面活性劑中的一種或幾種)。
[0044](3)氣液聯(lián)合反沖洗:經(jīng)過步驟(2)清洗2?3分鐘后,開啟氣相反沖洗閥F2,通過氣泵(羅茨鼓風機或空壓機)將壓縮空氣與清洗液一同注入平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行氣液聯(lián)合反沖洗,空氣壓力控制在0.4?0.6MPa (稍大于清洗液壓力),利用微孔氣泡的沖刷作用,將孔道內(nèi)和膜表面殘留的細小微生物膜進一步?jīng)_刷干凈,使膜通量得以進一步恢復。
[0045](4)在線清洗結(jié)束:經(jīng)過步驟(3)清洗I?2分鐘后,在線清洗結(jié)束,同時關(guān)閉液相和氣相反沖洗閥,啟動出水閥,受污染的陶瓷膜得以重新投入使用。
[0046]以下結(jié)合說明書附圖,對本發(fā)明的處理裝置作進一步說明,但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0047]如圖1所示的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,包括安裝在水池6中且由氣泵3供氣的曝氣管路7以及控制系統(tǒng)4 ;該在線清洗裝置還包括通過裝有反沖洗泵5-2的管路連通水池中的平板陶瓷膜處理器I以及清洗水箱2-1的液相反沖洗系統(tǒng),該液相反沖洗系統(tǒng)還通過裝有氣相反沖洗閥F2的管路連通所述的曝氣管路,另有清洗劑配置裝置2-2通過裝有計量泵5-3的管道連通液相反沖洗系統(tǒng)。
[0048]所述控制系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線接通平板陶瓷膜處理器、氣泵、清洗劑配置裝置以及清洗水箱。
[0049]所述氣泵為羅茨鼓風機或空壓機。
[0050]下面根據(jù)具體實施例進一步描述本發(fā)明。
[0051]實施例一:
[0052]某污水處理廠,采用浸沒式平板陶瓷膜MBR工藝(膜生物反應器)進行廢水處理,采用在線清洗工藝進行膜的清洗,該系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng),液相反沖洗系統(tǒng)和氣液聯(lián)合反沖洗系統(tǒng);自動控制系統(tǒng)通過壓力變送器實時監(jiān)控陶瓷膜跨膜壓力,當跨膜壓差大于
0.04MPa時,自動控制系統(tǒng)關(guān)閉平板陶瓷膜組件的出水閥,開啟液相反沖洗閥F4,并啟動反沖洗泵5-2和清洗劑計量泵5-3,反沖洗壓力0.3MPa,沖洗時間2min ;隨后開啟羅茨鼓風機和氣相反沖洗閥F2,氣相反沖洗壓力0.4MPa,氣液聯(lián)合反沖洗時間2min后,自動關(guān)閉液相反沖洗閥和氣相反沖洗閥,關(guān)閉反沖洗泵,開啟出水閥F5和出水泵5-1,浸沒式平板陶瓷膜在線清洗完成;運行結(jié)果表明,清洗后的平板陶瓷膜通量恢復到99%以上,跨膜壓差降低至
0.0lMPa以下,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,操作費用低。
[0053]上述實施例僅僅用來解釋說明本發(fā)明,而不是對本發(fā)明的范圍進行限定,在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi),對本發(fā)明做出的任何修改、變形和改進,都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,依序包括以下步驟: (1)在線清洗啟動:通過對陶瓷膜的滲透壓進行在線監(jiān)控,當跨膜壓差升高至0.03?0.05MPa時,即啟動浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工序,關(guān)閉出水閥、首先開啟液相反沖洗閥; (2)液相反沖洗:通過反沖洗泵和清洗劑計量泵將配置成一定濃度的清洗液注入浸沒式平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行液相在線反沖洗; (3)氣液聯(lián)合反沖洗:開啟氣相反沖洗閥,通過氣泵將壓縮空氣一同注入平板陶瓷膜內(nèi)部孔道進行氣液聯(lián)合反沖洗; (4)在線清洗結(jié)束:關(guān)閉液相和氣相反沖洗閥,啟動出水閥,陶瓷膜重新投入使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,其特征在于:所述清洗液由清洗劑與清水或與過濾后水配置而成,質(zhì)量配比為1: 50?1000;;所述清洗劑是次氯酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸、硝酸、檸檬酸、EDTA、螯合劑或表面活性劑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,其特征在于:所述液相反清洗步驟的反沖洗壓力控制在0.2?0.4MPa,清洗時間2?3min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,其特征在于:所述氣液聯(lián)合反沖洗步驟的空氣壓力控制在0.4?0.6MPa,清洗時間I?2min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗工藝,其特征在于:所述在線監(jiān)控由安裝在平板陶瓷膜處理系統(tǒng)出水管路上的壓力變送器實現(xiàn)。
6.一種浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,包括安裝在水池(6)中且由氣泵(3)供氣的曝氣管路(7)以及控制系統(tǒng)(4);其特征在于該在線清洗裝置還包括連通水池中平板陶瓷膜處理器(I)以及清洗水箱(2-1)的液相反沖洗系統(tǒng),該液相反沖洗系統(tǒng)配有反沖洗泵(5-2)且通過裝有氣相反沖洗閥(F2)的管路連通所述的曝氣管路,另有清洗劑配置裝置(2-2)通過裝有計量泵(5-3)的管道連通液相反沖洗系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,其特征在于:所述控制系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線接通平板陶瓷膜處理器、氣泵、清洗劑配置裝置以及清洗水箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浸沒式平板陶瓷膜在線清洗裝置,其特征在于:所述氣泵為羅茨鼓風機或空壓機。
【文檔編號】B01D65/06GK103752175SQ201410029657
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王宇峰, 田平, 劉磊, 卓未龍 申請人:浙江卓錦工程技術(shù)有限公司