[發明專利]中空纖維膜分離裝置及其運行方法

有效

• 申請號: 01141868.0
• 申請日: 2001-09-18
• 公開（公告）號: CN1347752A
• 公開（公告）日: 2002-05-08
• 發明（設計）人: 呂曉龍
• 申請（專利權）人: 天津膜天膜工程技術有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02
• 代理公司: 天津市學苑有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李濟群

1.技術領域

本發明涉及膜分離技術，具體為外壓中空纖維膜分離裝置及其運行方法，國際專利主分類號擬為Int.C1⁷.BO1D?63/02、BO1D?65/02。

2.背景技術

水是生命之源。隨著生活水平的提高，一方面，人們對飲用水的要求不斷提高，所謂純凈水，太空水或凈化水已進入人們的日常生活。另一方面，生產和工業用水，如生化、醫藥、食品、調料等領域對水的純凈度要求也越來越高。近年人們開發研制的微濾和超濾膜技術用于水質的凈化，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用的最多。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，微生物和膠體物質等多種懸浮物，并且凈化純度高等優點。但在實際應用中，膜的內腔、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。特別是在目前原水(包括河水、湖水、井水、海水和自來水)已經或正在受到日趨嚴重污染的情況下，對膜有效并高效的清洗有著特別重要的實際意義。

申請人已經就膜清洗技術申請了多件專利，最新的一件是“外壓中空纖維膜分離裝置及其使用方法”(專利申請號為01129644.5)。該項技術主要在膜組件的結構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，如沒有設計化學清洗回路等；工藝運行自動控制尚不理想，如需要人工開關反洗控制閥，并控制其開度等；清洗效果還有提高的空間，因此有進一步改進的必要。

3.發明內容

本發明針對現有膜裝置技術的不足，主要解決膜裝置管路和運行工藝的完善設計問題。它可以提高膜裝置的清洗效果，進一步節約清洗用水，縮短清洗時間，有利于大規模工業化連續生產和提高效率。

本發明解決問題的技術方案是：設計一種外壓中空纖維膜分離裝置，包括膜組件、控制閥、壓力表、泵、空氣壓縮機、水槽以及連接管路等部件，其特征在于所述膜組件的上端口經反洗流量計后，分兩路分別經反洗調節閥和反洗自動閥與反洗泵管接，反洗泵經反洗泵進口閥一路與反洗液水槽管接，另一路與排放閥管接；所述反洗液水槽經切換閥、濾過液流量計和濾過液出口閥管接；在所述的切換閥和濾過液流量計之間的管路上，經切換閥與循環水槽管接。利用本發明膜分離裝置，通過本發明的運行方法，即可實現理想的膜分離工作和膜清洗工藝。

所述的“本發明的運行方法”是指如下程序：

1.工作狀態：打開閥門4、6、7、11、14、19，其余閥門關閉；打開并調節閥門1和2，使進口工作壓力P1為0.05～0.20Mpa，出口壓力P2為0.03～0.18Mpa，工作時間為20～40分鐘；

2.清洗狀態1：關閉閥門11、14、19，打開閥門12、15、16、17，打開并調節閥門3，使反洗流量為濾過液流量的1/4～1/2，氣體流量計28讀數為0.02～0.50Nm³/h(每平方米膜過濾面積)；清洗時間10～60秒；

3.清洗狀態2：打開閥門15a、13，關閉閥門17、18，其余閥門狀態同清洗狀態1；打開并調節閥門3a，使反洗液流量為濾過液流量的1/2～3/2，清洗時間20秒～2分鐘；

4.排污狀態：關閉閥門15、15a，其余閥門狀態同清洗狀態2，排污時間5～60秒：

5.回到工作狀態。

本發明為解決所述的技術問題而提出的技術方案主要是(參見圖1)，在膜裝置中完善了膜組件的外部管路設計，具體是設計了化學清洗回路，雙反洗回路和旁路回路?；瘜W清洗回路主要包括在切換閥4和濾過液流量計26之間的管路上，經切換閥5與循環水槽23管接的管路設計。對比現有技術，該設計可以增強膜裝置的清洗效果。所謂清洗技術本身是現有技術。

雙反洗回路是本發明的新設計和關鍵設計，主要包括所述膜組件21的上端口經反洗流量計27后，分兩路分別經反洗閥3、3a和反洗自動閥15、15a與反洗泵24管接的管路設計。這種設計可以使反洗或清洗過程分為兩步，即清洗狀態1和清洗狀態2。在清洗狀態1，通過閥門3和15向膜組件21注入少量的反洗液，以充分利用或發揮壓縮空氣對膜纖維的振洗作用；在清洗狀態2，通過閥門3a和15a向膜組件21內再注入相對大量的反洗液，進行自上而下的沖洗，從而有利于進一步節約清洗用水和提高對膜和膜裝置的清洗效果。