[发明专利]超滤过程在线反清洗装置与方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种超滤(UF)过程在线反清洗装置与方法，属于膜清洗技术领域。

背景技术

目前与水处理有关的膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的颗粒杂质。其中，超滤膜孔径为0.001-0.1 μm，能够过滤水中的大分子病毒、胶体、细菌、藻类等。

超滤装置经过一定时间的运行，超滤膜表面会截留大量的胶体、大分子病毒、细菌、藻类等物质，这会造成膜表面空隙污堵，使得装置产水量下降，系统运行压力上升，甚至造成断丝。因此，在超滤装置运行时，需要定期对其进行反清洗以带走膜表面的截留物，恢复超滤膜的过滤功能。目前普遍使用的超滤反清洗装置与方法如图1所示，主要存在以下问题：

1.工程一般设多套超滤装置，每套装置中的所有超滤膜器同时进行反清洗、快冲、化学清洗等程序。超滤反清洗泵流量比较大，反清洗水量一般是运行时的2倍，需要设置较大容量的反清洗水箱，当对超滤装置反清洗时，超滤反清洗泵从该水箱中抽水。

2.超滤一般运行0.5到1小时反清洗一次，每次反清洗历时约1到3分钟。目前通行的做法是设超滤反清洗水泵。这样泵频繁启停，每隔0.5到1小时，超滤反清洗泵启停一次，每次只运行1到3分钟，泵的利用率不高，频繁启停易使泵损坏。超滤产水不连续，超滤产水率一般在90-95%，个别的工艺甚至更低。

所以寻找新型在线反清洗方法，不仅能够提高生产效率，降低设备运行压力，延长设备使用寿命，而且能够节约宝贵的水资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超滤过程在线反清洗的装置与方法。该在线反清洗的装置结构简单，运行可靠，其方法过程能耗低。

本发明通过以下技术方案实现，一种超滤过程在线反清洗的装置，所述的超滤过程，是采用包括料液泵、切换阀和并联的两个或两个以上的超滤膜器构成的装置加以实现的，其过程是：料液通过料液泵由超滤膜器上端的侧面进入超滤膜器，经膜过滤，滤液从超滤膜器下端端头流出，浓缩液从超滤膜器下端流出，该超滤过程在线反清洗的装置，其特征在于，该装置设有一个流体切换缸，所述的流体切换缸是由一个密闭圆筒体，及圆筒体内一密封滑动的活塞构成，该流体切换缸的一端与超滤膜器的滤液流出口相连，其连接管上设有切换阀，该流体切换缸的另一端与料液泵的出口相连，其连接管上设有切换阀。

采用上述结构的在线反清洗装置实现超滤过程在线反清洗方法，其特征在于包括以下过程：

1）开启料液泵，只向流体切换缸加入料液，致使流体切换缸内活塞移至流体切换缸与超滤膜器的连接端出；

2）n个（n≥2）超滤膜器同时进行超滤及向流体切换缸注入滤液：

开启料液泵，打开每个超滤膜器的料液进入切换阀、滤液产出阀、超滤膜器连通流体切换缸的切换阀和流体切换缸料液排出阀，关闭超滤膜器的反清洗液切换阀和料液进入流体切换缸的切换阀，在如此操作状况下超滤膜器进行工作，不断产出滤液，同时部分滤液进入流体切换缸并推动流体切换缸内的活塞移动，直至活塞移至流体切换缸与料液泵的连接端处；

3）对第n₁超滤膜器进行在线反清洗：

关闭第n₁超滤膜器的料液进入切换阀、滤液产出切换阀及浓缩液排出阀，关闭其他超滤膜器连通流体切换缸的切换阀和流体切换缸料液排出阀，打开第n₁超滤膜器的反清洗液切换阀及连通流体切换缸的切换阀，打开料液进入流体切换缸的切换阀，在料液泵连续运转下实现对第n₁超滤膜器进行在线反清洗，此时，料液泵输出的部分料液进入流体切换缸并推动活塞向流体切换缸的另一端移动，流体切换缸内不断注入料液，活塞在此移动过程中，将流体切换缸内的滤液压出并进入第n₁超滤膜器，从反清洗液切换阀流出，实现了对第n₁超滤膜器进行在线反清洗，而其他超滤膜器仍然在进行超滤过程；

4）完成第n₁超滤膜器在线反清洗后，重复n个超滤膜器进行超滤及向流体切换缸注入滤液：

打开第n₁超滤膜器的料液进入切换阀及滤液产出切换阀，打开其他超滤膜器连通流体切换缸的切换阀，打开流体切换缸料液排出阀，关闭第n₁超滤膜器的反清洗液切换阀，关闭料液进入流体切换缸的切换阀，此时n个超滤膜器再次进入超滤过程，而流体切换缸则进入不断注入滤液，活塞不断移动和通过料液排放阀排出料液的过程；