專利名稱：一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統及其清洗方法
技術領域：
本發明涉及一種膜的清洗系統及其清洗方法，進一步說，涉及一種能夠帶來如下效果的膜的清洗系統及其清洗方法軟質球形顆粒與料液同步運行，靠運行過程中顆粒與膜進行摩擦和引起液流的擾動，完成對膜表面的清洗，恢復膜通量。
背景技術：
膜分離技術在近20年發展迅速，已廣泛應用于化工、食品、醫藥、電子等行業。但膜在使用過程中會受到污染，使膜性能下降，嚴重時會使膜分離失去實際應用的價值，從而限制了膜分離技術的應用領域。有效的清洗方法是解決膜污染問題的重要途徑。膜的清洗方法包括化學清洗方法和物理清洗方法兩種。其中化學清洗方法是根據不同的運行系統選擇不同的清洗劑。化學清洗方法存在一定缺陷對于成分復雜的系統，選擇清洗劑相對很困難，同時還會產生清洗廢液，其清洗效果也受到限制。
物理清洗方法目前主要使用的是水力清洗。水力清洗一般包括反洗和大流量沖洗。反洗的方法是在膜組件清洗系統中設置反洗流路，對膜組件進行清洗時，停止過濾循環流路，啟動反洗流路進行清洗。但是這種清洗方法存在清洗效率低的問題。
上述清洗方法清洗效果都受到本身條件的限制，不能完全解決膜使用過程中的膜污染問題，尤其是在粘稠物料的處理中。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠克服現有技術中存在的缺點的清洗管式膜的系統和方法。其具有較高的清洗效率和清洗效果。
為了實現上述本發明的目的，提供了一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于，包括循環罐、主液流供應流路、膜供應流路、清洗供應流路、管式膜、回流流路、小球循環器；上述主液流供應流路的一端連接在循環罐出口端；
上述膜供應流路連接于上述主液流供應流路和管式膜的入口端之間，用于在管式膜正常運行期間將上述主液流供應流路中的液體供應給管式膜；上述清洗供應流路連接在上述主液流供應流路和管式膜的入口端之間，用于在對管式膜清洗的時候將上述供應液體主液流供應流路中的液體供應給小球循環器，從而帶動小球流經管式膜，對其進行清洗；回流流路連接于管式膜的下端和循環罐的入口端之間，用于將流體引回循環罐。
本發明還提供了一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常運轉階段接通主液流供應流路、膜供應流路、回流流路，閉合清洗供應流路；使用軟質球形顆粒進行膜清洗階段接通清洗供應流路，關閉膜供應流路；小球在循環過程中完成對膜表面的清洗，恢復膜通量。
通過本發明的提供的膜的清洗系統和清洗方法，采用固液雙相流清洗系統可以有效解決膜污染的問題，靠軟質顆粒與膜間的摩擦和液流擾動，有效的去除膜表面的污染物，恢復膜的通量。
圖1為本發明管式膜固液雙相流清洗系統；圖2為本發明管式膜固液雙相流清洗系統中小球循環器的上部容器的結構圖。
具體實施例方式
本發明主要提供一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統及其清洗方法。在具體實施例中，軟質球形顆粒使用的是海綿球。
如圖1所示，管式膜固液雙相流清洗系統主要包括循環罐1、主液流供應流路31、膜供應流路32、清洗供應流路33、管式膜12、回流流路34、小球循環器16。
上述主液流供應流路31的一端連接在循環罐1出口端，其另一端連接有上述膜供應流路32和上述清洗供應流路33。其中，上述膜供應流路32的一端連接于上述主液流供應流路31，另一端連接于管式膜12的入口端，用于在管式膜正常運行期間將上述主液流供應流路31中的液體供應給管式膜12。在上述膜供應流路32上設置有閥門10，其作用是控制膜供應流路32的啟動、流量。上述清洗供應流路33的一端連接在上述主液流供應流路31上，另一端連接在管式膜12的入口端。上述清洗供應流路33上按照液流流過的順序依次設置有閥門9、小球循環器16的下容器19(下面將對其進行詳細說明)以及閥門11。上述清洗供應流路33用于在對管式膜清洗的時候將上述供應液體主液流供應流路31中的液體供應給下容器19，從而帶動小球流經管式膜12。上述閥門9、11的作用是在管式膜進行清洗時控制管路的開放。下容器19用于在清洗時供應小球。回流流路34一端連接于管式膜的下端，一端連接于循環罐1的入口端。在上述回流流路34上設置小球循環器16的上部容器20(下面將對其進行詳細說明)。回流流路34的作用是將流體引回循環罐1。
附圖1中未進行詳細說明的附圖標記2、3、4、6、14均為閥門，附圖標記5代表泵，標記7表示流量計，附圖標記8、13為壓力表。從管式膜12出口端流出的是超濾液。由于上述部件并不是本發明的發明點，因此未加詳細描述。
下面參照圖1、圖2對小球循環器進行更詳細的說明。
如圖1所示，小球循環器16由上容器20和下容器19構成。上容器20設置在回流流路34上，下容器19設置在清洗供應流路33上。上、下容器之間由管路進行連通。
圖2顯示了上容器20的詳細結構。上容器20包括以下部分小球加入取出口21，進液口22，出液口23，隔網24，小球循環口25。具體結構為隔網24與上容器29的器壁粘結在一起，防止小球從出液口23流出。小球在運行過程中，隨少量液流一起經過小球循環口25，在小球循環器16的下容器19產生的負壓推動下，進入小球循環器16下容器19，再進入清洗流路32中，然后進入到管式膜12，對管式膜12進行清洗，清洗后的小球隨流體進入到上容器20。
下面將詳細描述本發明利用軟質球形顆粒進行膜清洗的清洗方法。
管式膜正常運轉時，接通主液流供應流路31、膜供應流路32、回流流路34，閉合清洗供應流路33。此時，閥門10打開，閥門9、11閉合。正常運轉時，通過調節閥門的開度可以控制運行壓力。循環罐1中的液體流經主液流供應流路31、膜供應流路32、管式膜12、回流流路34流回循環罐1。過濾好的液體從管式膜12的下端流出。小球循環器16中的小球停止循環，貯存在小球循環器上容器20中。
管式膜運行一段時間后，需要清洗。在使用軟質球形顆粒進行膜清洗時，通過關閉閥門10來閉合膜供應流路32。打開閥門9、11接通清洗供應流路33。這時液流流經小球循環器16的下容器19，在下容器中產生負壓，上容器中的小球就隨液流循環。小球在循環過程中，與膜進行摩擦，同時引起液流的擾動，完成對膜表面的清洗，恢復膜通量。
清洗后，用網狀容器在循環器16的上容器20的進液口2處接收小球，從而將小球取出。
對于上述軟質球形顆粒的材料，只要硬度適中、密度合適、有一定強度，都可以用。可以是海綿小球，包括發泡聚氨脂、發泡橡膠等材料，還可以是發泡聚苯乙烯等發泡塑料軟質球等。
使用上述材料中任意一種，制成直徑為6～7mm的小球，經后加工，使小球的密度稍大于水的密度。加工方法可采用本領域常規方法。
權利要求
1.一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于，包括循環罐、主液流供應流路、膜供應流路、清洗供應流路、管式膜、回流流路、小球循環器；上述主液流供應流路的一端連接在循環罐出口端；上述膜供應流路連接于上述主液流供應流路和管式膜的入口端之間，用于在管式膜正常運行期間將上述主液流供應流路中的液體供應給管式膜；上述清洗供應流路連接在上述主液流供應流路和管式膜的入口端之間，用于在對管式膜清洗期間，將上述主液流供應流路中的液體供應給小球循環器，帶動小球流經管式膜，對其進行清洗；回流流路連接于管式膜的下端和循環罐的入口端之間，用于將流體引回循環罐。
2.根據權利要求1所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于小球循環器由上容器和下容器構成，上容器設置在回流流路上，下容器設置在清洗供應流路上，上、下容器之間由管路進行連通。
3.根據權利要求2所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于上容器包括小球加入取出口，進液口，出液口，隔網，小球循環口；隔網與上容器的器壁粘結在一起，防止小球從出液口流出。
4.根據權利要求1所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于在上述膜供應流路上設置有閥門，用于控制膜供應流路的開放。
5.根據權利要求1所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的系統，其特征在于上述清洗供應流路上設置有閥門，用于在管式膜進行清洗時控制管路的開放。
6.一種利用軟質球形顆粒進行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常運轉階段接通主液流供應流路、膜供應流路、回流流路，閉合清洗供應流路；使用軟質球形顆粒進行膜清洗階段接通清洗供應流路，關閉膜供應流路；小球在循環過程中完成對膜表面的清洗，恢復膜通量。
7.根據權利要求6所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的方法，其特征在于在上述使用軟質球形顆粒進行膜清洗階段中，液流流經設置在清洗供應流路上的小球循環器的下容器，在下容器中產生負壓，設置在回流流路上的上容器中的小球就進入到下容器，再隨清洗流路中的液流進入到管式膜，對管式膜進行清洗，清洗后的小球隨流體進入到上容器進行循環。
8.根據權利要求6所述的利用軟質球形顆粒進行膜清洗的方法，其特征在于管式膜正常運轉階段打開設置在上述膜供應流路上的閥門，關閉設置在清洗供應流路上的閥門；使用軟質球形顆粒進行膜清洗階段關閉設置在上述膜供應流路上的閥門，打開設置在清洗供應流路上的閥門。
全文摘要
本發明提供了一種膜的清洗系統和清洗方法，采用固液雙相流清洗系統可以有效解決膜污染的問題，靠軟質顆粒與膜間的摩擦和液流擾動，有效的去除膜表面的污染物，恢復膜的通量。本發明在膜組件系統中設置了清洗流路和小球循環器。通過小球循環器釋放的小球對膜表面進行清洗。
文檔編號B01D65/04GK1533827SQ03120999
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月27日 優先權日2003年3月27日
發明者劉恩華, 杜啟云 申請人:天津膜天膜工程技術有限公司