[發明專利]濃縮液回流循環式膜分離設備及其方法

無效

• 申請號: 201210085784.3
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102580534A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 于水利
• 申請（專利權）人: 于水利
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D63/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉同恩

技術領域

本發明涉及一種液體物料分離領域的膜分離設備及方法。

背景技術

膜分離設備在化工分離、水處理、物料提純等領域的應用越來越廣泛。目前，市場上的膜設備大體可分為中空纖維膜設備，平板式膜設備。其中，中空纖維膜設備按照小分子料液透過膜的方式不同可分為內壓式膜設備和外壓式膜設備；按照膜組件的安裝位置不同，可分為浸漬型膜設備和外置型膜設備。板式膜設備多為浸漬型膜設備。上述各種膜設備均存在：當物料原液濃度太高時，造成膜污染嚴重，使得膜通量降低，有時會出現膜孔完全堵塞，膜通量為零(例如利用中空纖維膜設備處理聚驅采油廢水時)，不得不改用其它分離方法的情況。針對膜通量低的情況時，需要對料液進行預處理，這無疑增加了料液(或廢水)分離的工藝流程，同時也相應的增加了物料分離的運行費用(電費、藥劑費等)。

目前，常用的膜設備的方法是：如圖2所示，供料泵2將待處理或分離的料液由緩沖水箱1輸送到膜組件4中，在膜組件4中實現膜的分離，分離后的水和小分子物料從滲透液輸出管13輸出，而尺寸大于膜孔徑的物料會被截留在膜的輸入端并形成濃縮液，該濃縮液經膜組件4分離的濃縮液流動到濃縮液出口4-2后，分成兩路，一路經濃縮液輸送管9和濃縮液排放管12排放或進行收集利用，另一路經濃縮液輸送管9和回流管10回流到緩沖水箱1中，與待分離的原料液混合后，再由供料泵2輸送到膜組件4中，再次進行分離。這種方案雖然不需要對料液進行預處理，但是由于無循環泵，膜設備通量隨著壓力的增加通量開始減少，導致膜的抗污染性能下降。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的膜設備在分離高濃度物料時，由于無循環泵，膜設備通量隨著壓力的增加通量開始減少，導致膜的抗污染性能下降的問題，進而提供一種濃縮液回流循環式膜分離設備及其方法。

本發明的技術方案是：

濃縮液回流循環式膜分離設備包括緩沖水箱、供料泵、循環泵、膜組件、供料泵吸水管、供料泵壓水管、循環泵吸水管、循環泵壓水管、濃縮液輸送管、回流管、循環管、濃縮液排放管和滲透液輸出管，所述供料泵的輸入端通過供料泵吸水管與緩沖水箱連接，所述供料泵的輸出端通過供料泵壓水管與循環泵吸水管連接，循環泵的輸入端與循環泵吸水管連接，循環泵的輸出端與循環泵壓水管的輸入端連接，循環泵壓水管的輸出端與膜組件的進液口連接，濃縮液輸送管的輸入端與膜組件的濃縮液出口連接，回流管的輸入端與濃縮液輸送管的輸出端連接，回流管的輸出端與緩沖水箱連接，循環管的輸入端與回流管連接，循環管的輸出端與循環泵吸水管和供料泵壓水管連接，濃縮液排放管的輸入端與濃縮液輸送管連接，滲透液輸出管的輸入端與膜組件的滲透液出口連接。

濃縮液回流循環式膜分離的方法，所述方法是通過以下步驟實現的：步驟一、供料泵以0.02MPa～2.70MPa的壓力將待處理或分離的料液由緩沖水箱輸送到循環泵；步驟二、循環泵將料液以0.02MPa～0.70MPa的壓力輸送到膜組件中，膜組件的膜管內的空塔流速為0.01m/s～12m/s；步驟三、料液在膜組件中流動，尺寸小于膜孔徑的水和小分子物料會通過膜，到膜的另一側，從而實現了膜的分離，分離后的水和小分子物料從滲透液輸出管輸出，而尺寸大于膜孔徑的物料會被截留在膜的輸入端并形成濃縮液；步驟四、經膜組件分離的濃縮液流動到濃縮液出口后，分成三路，一路經濃縮液輸送管和濃縮液排放管排放或進行收集利用，另一路經濃縮液輸送管、回流管、循環管、循環泵吸水管、循環泵和循環泵壓水管進入膜組件中，繼續在膜組件的膜管內進行循環分離，還有一路經濃縮液輸送管和回流管回流到緩沖水箱中，與待分離的原料液混合后，再由供料泵、循環泵升壓后輸送到膜組件，再次進行分離，其中濃縮液出口的壓力為0.01MPa～0.5MPa；步驟五、膜的滲透液通過輸送管輸送到總管道或儲存設備中，滲透液出口壓力為0～0.1MPa。

本發明與現有技術相比具有以下效果：一、本發明通過循環泵控制料液的流速和壓力，使待處理料液在膜內循環，循環泵使膜內的液體流量增加，膜的表面流速增大，高速水流對膜表面的沖刷，降低了污染物在膜表面的吸附，減輕膜污染，提高了膜通量，從而提高了膜使用壽命，膜使用壽命可達到4-6年。二、利用本發明對料液進行分離前，無需對料液進行預處理。三、本發明設備自動化程度高，運行管理簡便。四、本發明可用于高濃度料液(或廢水)的分離、處理。例如化工分離，工業廢水、生活廢水以及垃圾滲濾液處理、廢水回用以及濃縮液的回收利用，食品提純等。四、本發明能提高滲透液的產率(對污水處理而言，可以提高清水的產水率)。

附圖說明