[發(fā)明專利]用單向泵完成膜分離和清洗程序的自動化流量控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610009084.0
• 申請日: 2006-02-17
• 公開（公告）號: CN101058057A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉貴光
• 申請（專利權(quán)）人: 劉貴光
• 主分類號: B01D65/02
• 分類號: B01D65/02;B01D65/10;B01D61/12;B01D61/22;B01D61/54
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明普通地說是關(guān)于一種工業(yè)上可行的、用于膜分離過程的自動化流量控制系統(tǒng)，更明確地說，是只利用一個單向泵來驅(qū)動膜分離程序和相關(guān)的清洗活動，如就地清洗(CIP，clean-in?place)、正向沖洗、順流反沖洗、逆流反沖洗，化學順流反沖洗和化學逆流反沖洗。

背景技術(shù)

在膜分離技術(shù)的整個領(lǐng)域內(nèi)存在著大量的活動，如反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)等，膜分離技術(shù)正在成為一種推進有關(guān)強制性工業(yè)清潔的可行的協(xié)議機制的手段。

膜分離技術(shù)在許多領(lǐng)域具有廣泛的應用，比如水凈化系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、離析、分離、生物分子標定和工業(yè)清洗，其相關(guān)技術(shù)的原理集中在以膜孔徑大小和流體與膜之間的電相互作用為基礎(chǔ)的分離。一般來說，從用來分離最小尺寸分子的反滲透膜到用來分離最大尺寸分子的微濾膜，它們的孔徑大小在剖視圖上是按照升序排列的。

膜分離過程要取得成功的應用，按照規(guī)定的順序預先做好清洗過程是很重要的。前述規(guī)定是針對由于碎片沉積產(chǎn)生污垢而做出的安全預防，這些污垢如果不清除，可能會達到一個臨界濃度而損壞膜的表面，并使之無法修補。為了克服這個問題或減小由于污垢而導致的有害影響，設(shè)計一個流量控制系統(tǒng)以產(chǎn)生一個湍流來同時清除膜表面的污垢物是必要的。然而，利用湍流技術(shù)也有它的局限性，并不能應用于本文提到的所有污垢物。

在污垢是由有機生長或是有機源/無機源物質(zhì)沉積所致的情況下，采用的技術(shù)不是正向沖洗就是反沖洗，倘若膜的配置和結(jié)構(gòu)允許反沖洗，則要盡可能地采用反沖洗。在污垢是由硬物碎片沉積所致的情況下，通常要在傳統(tǒng)的正向沖洗和反沖洗的基礎(chǔ)上添加一個化學處理方案。因為用于膜分離程序的膜大多數(shù)都是不對稱膜，物理性質(zhì)極易碎，所以正向沖洗和反沖洗的流量總是不同的，不同流量由為獲得所需流量而設(shè)置的泵來調(diào)節(jié)。通常，正向沖洗的流量最高；通過占用干預槽，采用反沖洗的常規(guī)運行方式流量最低。

在工業(yè)上可行的膜分離技術(shù)研究領(lǐng)域，先有技術(shù)披露了幾項專利，然而，在閥門和泵旁路系統(tǒng)同時存在的前提下，使用一個受自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的單向泵，完成在工業(yè)上可行的膜分離過程，先有技術(shù)沒有披露有關(guān)這方面任何的專利。

授權(quán)給Petty的第6649062號美國專利的核心是把反滲透技術(shù)作為達到膜分離效果的一種手段，其中，把流體萃取與利用自由能驅(qū)動的膜技術(shù)相結(jié)合是其達到預想目的的原因。

授權(quán)給Zeiher等人的第6730227號美國專利披露了一種監(jiān)控膜分離過程的方法，其膜分離系統(tǒng)的控制機制是通過用總量可測的惰性熒光示蹤劑和標記熒光劑的調(diào)節(jié)來監(jiān)控和計算具體的參數(shù)。

也是授權(quán)給Zeiher等人的第6838002號美國專利，是前面上一段所引用的美國專利第6730227號在先發(fā)明的續(xù)篇，其不同之處在于，后一個發(fā)明的核心是把反滲透作為一種使用惰性熒光示蹤劑的膜分離技術(shù)。

授權(quán)給Johnson的第6881336號美國專利披露了一種改進的與一個螺旋形上升元件結(jié)合在一起的進料隔離物，其重點是利用這個螺旋形上升元件來構(gòu)造一個由反滲透過程驅(qū)動的膜分離系統(tǒng)。

授權(quán)給Ichiyanagi?Naoto等人的第JP61200813號日本專利披露了一種采用反滲透作為技術(shù)手段、可不減少入水量而提高出水質(zhì)量的方法。

第JP6126135號日本專利披露了一種可不間斷循環(huán)運轉(zhuǎn)的膜分離設(shè)備，該設(shè)備由一系列處理速度比膜分離裝置處理速度低的溶解裝置組成。

前述先有技術(shù)透露出設(shè)計復雜、結(jié)構(gòu)龐大的問題，這阻礙了它們作為工業(yè)上可行的膜分離過程的表現(xiàn)。因此迫切需要一種新的流量控制系統(tǒng)，用來有效驅(qū)動上面提到的膜分離程序，它應該兼具結(jié)構(gòu)簡單、輕便可移動、運行可靠的特點。

因此，本說明書突出顯示了一種簡單、操作方便、成本低廉的膜分離技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到前述缺點是上面提到的先有技術(shù)所固有的，故本發(fā)明的大體目的就是提出一種方便與效用都得到改進的組合來包含先有技術(shù)的所有優(yōu)點，并克服前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的劣勢和缺點。因此，本發(fā)明的主要目標之一是提出一種改進的、簡化的膜分離技術(shù)，它僅僅使用一個單向泵就可以達到我們所希望的一個工業(yè)上可行的膜分離技術(shù)的效果。

本發(fā)明的另一個目標是要提出一種非常簡單的膜分離技術(shù)，利用單向泵的并行旁路來提供和調(diào)節(jié)所需的不同流量。

本發(fā)明的另一個目標是提出一種使用單向泵的成本低廉的膜分離技術(shù)，它在降低膜分離設(shè)備的資本成本及備用件和維修成本方面具有直接的意義。