專利名稱:膜的減壓清洗方法及其設(shè)備的制作方法
本發(fā)明屬于水、廢水、污水或泥渣處理技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及一種膜(這里的“膜”系指使兩種物質(zhì)分離的中間介質(zhì)，如過濾膜、微孔濾膜、超濾膜、反滲透膜等)的清洗方法及清洗設(shè)備，特別適用油類等對膜污染嚴(yán)重而又難以清洗的物質(zhì)的去除。
現(xiàn)有膜的清洗方法，從洗滌介質(zhì)流向分類，可分為三類，一是正清洗即加壓使洗滌介質(zhì)從平行于膜的工作面(與待處理液接觸的膜面，另一面稱為反面)流過，進(jìn)行低壓，高流速?zèng)_洗;二是反清洗，即從透過液相反方向把洗滌介質(zhì)壓向膜;三是正清洗與反清洗的結(jié)合，即在正清洗的同時(shí)從膜的反面以高于正面的壓力壓入洗滌介質(zhì)。上述三種方法對膜壓實(shí)的恢復(fù)和污染物的去除不能同時(shí)奏效，尤其對粘附性強(qiáng)的污染物和壓實(shí)敏感的膜，效果更差。
本發(fā)明采用在膜的工作面上減壓的新方法和為使用該方法而專門設(shè)計(jì)的專用設(shè)備來清洗膜上的污染物，使膜壓實(shí)的恢復(fù)和污染物的去除達(dá)到比上述三種方法明顯優(yōu)越的效果。經(jīng)初步調(diào)查，現(xiàn)有技術(shù)中沒有類似方法和設(shè)計(jì)。
一般膜的透過液量的衰減是由兩方面的因素造成的。其一是膜的壓實(shí)，其二是截留物的污染。對一些膜僅一種因素起作用明顯。膜的污染包括膜面的污染和膜孔的堵塞。膜的透水量的恢復(fù)，取決于膜壓實(shí)的恢復(fù)和膜面污染物及膜孔堵塞物的去除。正清洗時(shí)膜的受力方向與膜工作時(shí)受力方向同，不利于膜壓實(shí)的恢復(fù)和污染物的去除，減少壓力和增大流速有利于污染物去除，但壓力減小的極限為零，流速也不能無限制地增加，同時(shí)需要洗滌介質(zhì)量大，這就限定了這種清洗方法的有效性，反清洗時(shí)由于洗滌介質(zhì)穿過膜，水量小，對于附著力強(qiáng)的污染物去除效果不好，清洗下的污染物也不易帶走。此外對于在膜的工作面上無孔部位污染物的去除效果更差。正反清洗的結(jié)合，雖一時(shí)對一些膜有效，但當(dāng)膜對壓實(shí)敏感時(shí)，因膜的正反兩方面受壓，結(jié)果使膜越壓越實(shí)，水量逐步下降不可恢復(fù)，同時(shí)對薄面上無孔部位污染物去除不徹底。本發(fā)明減壓清洗法，可以克服上述幾種方法的缺點(diǎn)?，F(xiàn)以中空纖維超濾膜為例(其他膜也一樣)說明其實(shí)質(zhì)。圖1說明中空纖維從絲內(nèi)流入污水廢水后纖維受力情況?！?〕是中空纖維壁縱向剖面，污水廢水在泵的壓力下，沿〔3〕的方向從絲內(nèi)流過，透過液沿〔4〕的方向流出，絲內(nèi)壁受垂直于壁的壓力，(方向如〔2〕所示)，這個(gè)力使絲壁變薄，同時(shí)把截留物壓向側(cè)壁和膜側(cè)壁孔。減壓清洗是把過濾器出口接在清洗泵的入口上，泵的抽吸力把洗滌介質(zhì)經(jīng)中空纖維絲內(nèi)部流入泵中。圖2是減壓清洗原理示意圖?！?〕是中空纖維絲內(nèi)洗滌介質(zhì)流動(dòng)方向，它與污水、廢水的流動(dòng)方向正好相反，以帶走運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)積留在絲進(jìn)口的顆粒狀物。絲內(nèi)壁受垂直于內(nèi)壁且離開內(nèi)壁的力，還受平行于內(nèi)壁的剪切力，這兩個(gè)力有助于膜壓實(shí)的恢復(fù)和膜面及堵膜側(cè)壁孔污染物的去除。如果絲外壁有洗滌介質(zhì)，則可從絲側(cè)壁孔吸入絲內(nèi)，起到清洗絲側(cè)壁孔的作用。下表是幾種清洗方法的清洗效果比較。
上表是中空纖維超濾器處理含石油廢水清洗數(shù)據(jù)。正反清洗結(jié)合的方法，經(jīng)幾次清洗透水量逐次明顯下降，無法重復(fù)，說明膜逐次壓實(shí)不可復(fù)恢。而減壓清洗則沒有這種缺點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可看到減壓清洗方法具有明顯的優(yōu)越性。
用本發(fā)明設(shè)計(jì)的專用設(shè)備清洗管路連接流程如圖3所示在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)放空閥〔16〕關(guān)閉，閥〔4〕，〔11〕，〔14〕關(guān)閉，閥〔1〕，〔3〕，〔13〕開啟，這時(shí)污水廢水從污水廢水罐〔15〕經(jīng)閥門〔1〕進(jìn)入泵〔2〕，經(jīng)泵出口和閥門〔3〕進(jìn)入中空纖維組件〔18〕，從絲內(nèi)穿過，經(jīng)閥門〔13〕流入污水廢水罐〔15〕。透過液有兩條路可走，當(dāng)要灌滿清洗水罐〔8〕時(shí)，打開閥〔10〕，關(guān)閉閥〔9〕，待清洗水罐滿了時(shí)，開閥〔9〕，關(guān)閥〔10〕則透過液可排放或做它用。配好的洗滌劑經(jīng)洗滌劑罐〔12〕上的漏斗〔17〕灌滿洗滌劑罐。當(dāng)用洗滌劑清洗時(shí)，關(guān)閥〔13〕，〔11〕，〔10〕，〔3〕，〔9〕開閥〔14〕，〔4〕，〔5〕，開啟清洗泵〔6〕，則洗滌劑從洗滌劑罐〔12〕，經(jīng)閥〔14〕，進(jìn)入組件〔18〕，從中空絲內(nèi)流過，經(jīng)閥〔4〕進(jìn)入清洗泵〔6〕，經(jīng)閥〔5〕流回洗滌劑罐〔12〕，如洗滌劑臟得不可再用，則可經(jīng)閥〔7〕排出洗滌劑罐。如果要從絲外也進(jìn)洗滌劑，則開閥〔10〕，〔11〕，關(guān)閥〔19〕，其它閥不變，如想從絲外進(jìn)氣吹堵塞的膜側(cè)壁孔。則關(guān)閥〔11〕，〔10〕，開閥〔9〕。要用清水洗滌則開閥〔19〕，〔11〕，〔4〕，〔7〕，關(guān)閥〔10〕，〔9〕，〔13〕，〔14〕，〔3〕，〔5〕，開啟清洗泵〔6〕，清洗水從清水罐〔8〕經(jīng)閥門〔19〕，〔11〕進(jìn)入中空絲內(nèi)，經(jīng)閥〔4〕進(jìn)入清洗泵，再經(jīng)閥〔7〕排出。若想從絲外也進(jìn)水，則再開閥〔10〕，若要從絲外進(jìn)氣，則開啟閥〔9〕，關(guān)閥〔10〕。此裝置可以單獨(dú)用洗滌劑清洗，也可單獨(dú)用清水清洗，還可以先用洗滌劑清洗，再用清水清洗。
本發(fā)明設(shè)備的特點(diǎn)是洗滌劑罐和清水罐的最低部高于清洗泵的入水口，清洗前洗罐液位要高于過濾器的入水管，使水能自動(dòng)流滿過濾器，充滿清洗泵。設(shè)備的安排形式可以是過濾器平放，清洗罐立放，罐可以改成方形箱，〔20〕是泄空閥，〔21〕是分流管路閥，用閥〔21〕和閥〔3〕可以調(diào)節(jié)進(jìn)入組件的水的流量和壓力?！?2〕是盤管加熱器，可以蒸汽加熱，〔25〕是觸點(diǎn)溫度計(jì)，〔23〕是溢流管路〔24〕是液位計(jì)管。
按照本發(fā)明提供的設(shè)備圖，采用下列主要尺寸可得到上邊提到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
泵2為流量為5.8噸/小時(shí)，揚(yáng)程20～30米水柱。泵6流量1噸/小時(shí)，吸程6～7米水柱，中空纖維組件〔18〕直徑4吋，長1米，中空纖維內(nèi)徑0.5～0.9毫米。洗滌劑罐容積50升，清洗水罐容積200升。洗滌劑罐和清洗水罐可把一個(gè)罐分為兩個(gè)部分，也可以做成兩個(gè)罐。管路內(nèi)徑25毫米。
權(quán)利要求
1.一種利用減壓對膜進(jìn)行清洗的方法，其特征是在膜的工作面(正面)上減壓清洗，洗滌介質(zhì)的流動(dòng)方向同污水廢水的流動(dòng)方向相反。
2.一種用于權(quán)利要求
1所述方法的專用設(shè)備，其特征在于過濾器〔B〕端接在清洗泵〔6〕的入口上，同時(shí)又分接在污水廢水〔2〕的出口上。
專利摘要
一種屬于污水廢水處理技術(shù)領(lǐng)域：
的膜的減壓清洗方法及其設(shè)備，在膜的工作面(正面)上進(jìn)行減壓反向清洗，以去除膜面粘附的污染物。同時(shí)使膜的壓實(shí)得到恢復(fù)。這種方法的效果遠(yuǎn)比歷來應(yīng)用的正清洗、反清洗和正反結(jié)合清洗的三種方法優(yōu)越。本發(fā)明利用此方法設(shè)計(jì)制造了專用設(shè)備。
文檔編號C02F1/44GK86101075SQ86101075
公開日1987年8月26日 申請日期1986年1月31日
發(fā)明者吳光夏, 張東華, 劉廷惠 申請人:中國科學(xué)院環(huán)境化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan