專利名稱：一種多孔陶瓷膜在線反沖洗工藝系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種死端或微錯流 多孔陶瓷膜在線反沖洗エ藝系統，屬于機械設備領域。
背景技術：
多孔無機陶瓷膜由于具有優異的高分離效率、耐高溫、耐溶劑、抗微生物、耐酸堿性、高機械強度及易清洗可再生等優點，其已在食品、飲料、植(藥)物深加工、生物醫藥、發酵、精細化工等眾多領域得到了廣泛的應用。但是目前阻礙多孔陶瓷膜大規模推廣應用的ー個主要原因，是使用過程中由于膜孔堵塞導致的膜通量急劇降低，從而增加了使用成本。為了解決這ー問題，一方面需要對多孔陶瓷膜的表面進行改性，使其能降解某些有機物，從而改善由于原料液中有機物引起的膜孔堵塞問題，延長膜的使用壽命，但不能從根本上解決膜孔堵塞問題，另一方面則需要定時對多孔陶瓷膜進行沖洗，一般都采用傳統的清洗方法，即在純水中加酸、加堿或其他清洗剤，與設備正常運行一祥，開啟循環泵進行循環清洗，并關閉滲透液出ロ閥，每隔20min打開滲透液出ロ閥觀察膜通量變化，直至恢復膜通量。該方法能耗高、恢復通量慢且不徹底、且不能在線進行陶瓷膜通量的恢復再生。為了克服上述不足，CN101185847A和CN201115816Y公開了ー種陶瓷膜反沖洗方法，其通過在清液出口處安裝三通與反沖洗液儲罐相通，通過反沖洗泵、反沖洗控制閥等裝置實現在線進行陶瓷膜通量的恢復再生，比原清洗方法對膜通量的恢復再生更快、更徹底，然而，上述方法一方面在陶瓷膜清洗的同時需要關閉透過液出口閥門，而且需要増加ー個反沖洗液儲罐，過程比較復雜，且反沖洗的污染物又循環回到反沖洗液儲罐中，造成了清洗液的污染，另一方面，上述方法不僅可能導致反沖洗時膜表面的局部壓カ過大，造成膜的損傷，而且在同時處理較多陶瓷膜組件時能耗較大。針對上述問題，本發明提出將清液儲罐同時作為反沖洗液儲罐，采用氣壓或潛水泵將清洗液擠入陶瓷膜組件中，而且設置了清洗液排出開關，可以降低反沖洗所需的壓力，從而達到節約能耗的目的。通過在清洗罐上方安裝開關和消聲裝置，解決由于清洗液儲罐中的空氣引起的噪聲污染。通過在多孔陶瓷膜過濾裝置出料端安裝沖洗液排放開關，絕大部分沖洗液可以由此回收，從而避免其循環進入原液儲罐，避免其對膜的二次污染。采用這一裝置不僅可以提高膜通量恢復速度、而且能大大節省能耗。本發明的目的是提供一種死端或微錯流多孔陶瓷膜反沖洗設備，其克服了目前陶瓷膜反沖洗裝置恢復通量慢以及能耗較高的缺點。采用氣壓將清洗液擠入陶瓷膜組件中，而且設置了清洗液排出開關，可以降低反沖洗所需的壓力，從而達到節約能源的目的。通過在清洗罐上方安裝開關和消聲裝置，解決由于清洗液儲罐中的空氣引起的噪聲污染。通過在多孔陶瓷膜過濾裝置出料端安裝沖洗液排放開關，絕大部分沖洗液可以由此回收，從而避免其循環進入原液儲罐，避免其對膜的二次污染。采用這一裝置不僅可以提高膜通量恢復速度、而且能大大節省能耗。本發明主要用于多孔陶瓷膜在液體過濾過程中應用時的反沖洗過程，可以有效恢復膜通量，有利于推廣應用。
發明內容
本發明針對目前陶瓷膜反沖洗裝置恢復通量慢以及能耗較高的缺點，提出了ー種新型的多孔陶瓷膜在線反沖洗裝置。具體內容如下(I)將清液直接作為反沖洗液使用，在清液儲罐(反沖洗液儲罐)(C)上部設置ー個出口，其通過管路與氣泵(F)連接，在管路上安裝有反沖洗控制閥(H-2)。(2)在清液儲罐上方裝有一個開關(J)，用以調節氣壓和放氣，開關上方裝有消聲器(D)，降低噪聲污染。消聲器(D)設置于清液儲罐的上方，用于消除反沖洗時由于清液儲罐內的空氣引起的噪聲污染。(3)過濾裝置陶瓷膜組件出料端有一個管路，其一方面依次與壓カ調節閥(H-I) 和原料液儲罐(A)相連通，另ー方面，在陶瓷膜組件出料端與壓カ調節閥(H-I)之間還設置有一個分支管道并設置開關閥門(G-I)，不僅可以用于排放反沖洗液，避免反沖洗液進入原料液儲罐對膜產生二次污染，而且通過開啟開關閥門(G-I)可以降低陶瓷膜的表面壓力，進而減少反沖洗所需的壓力。壓カ調節閥(H-I)用于調節膜表面的壓力，使得膜組件的分離滲透過程可以正常進行。(4)打開反沖洗控制閥(H-2)、氣泵(F)以及陶瓷膜組件出料端分支管道的開關閥門(G-I)，同時調節壓カ調節閥(H-I)，使反沖洗系統的壓力大于陶瓷膜組件濾液出口端壓力，此時清洗液打開陶瓷膜組件反沖洗閥門進入膜處理系統，然后兩者之間的壓力差使得膜表面附著的堵塞顆粒隨清洗液和供料泵的供水ー并帶走，并從陶瓷膜組件出料端分支管道的開關閥門(G-I)處排出。通過時間繼電器調節氣泵的開關時間和壓力，使得反沖洗時清液儲罐內的液體始終保持在清液儲罐體積的1/3，防止氣體進入膜內。(5)陶瓷膜組件長時間運行需要酸堿清洗吋，酸堿加入酸堿清洗液儲罐，打開循環泵(E)和陶瓷膜組件進料端的分支管道的開關閥門(G-2)，并確保陶瓷膜組件出料端和壓力調節閥之間的分支管道的開關閥門(G-I)關閉，清洗液體從循環泵和陶瓷膜組件進料端的分支管道的開關閥門(G-2)排出。(6)反沖洗時可以用氣泵，也可以用潛水泵。本發明的目的是提供ー種新型的多孔陶瓷膜在線反沖洗裝置，其克服了目前陶瓷膜反沖洗裝置恢復通量慢以及能耗較高的缺點。采用氣壓或潛水泵將清洗液擠入陶瓷膜組件中，而且設置了清洗液排出開關，可以降低反沖洗所需的壓力，從而達到節約能源的目的。通過在清洗罐上方安裝開關和消聲裝置，解決由于清洗液儲罐中的空氣引起的噪聲污染。通過在多孔陶瓷膜過濾裝置出料端安裝沖洗液排放開關，絕大部分沖洗液可以由此回收，從而避免其循環進入原液儲罐，避免其對膜的二次污染。采用這ー裝置不僅可以提高膜通量恢復速度、膜通量恢復率可達95%以上，而且相對于目前常用的反沖洗裝置每出I噸水需耗電I. 2度，本發明中反沖洗設備若采用氣泵每出I噸水僅需耗電O. 3-0. 4度，可節省能耗3-4倍；若采用潛水泵每出I噸水僅需耗電O. 1-0. 2度，可節省能耗5-8倍。本發明主要用于多孔陶瓷膜在液體過濾過程中應用時的反沖洗過程，可以有效恢復膜通量，有利于推廣應用。
圖I為多孔陶瓷膜反沖洗裝置工作原理示意圖。圖2中A為原料液儲罐，B為陶瓷膜組件過濾裝置，C為清液儲罐，D為消聲器，E為循環泵，F為氣泵或潛水泵，G-I和G-2為開關閥門，H-I為壓カ調節閥，H-2為反沖洗控制閥，J為開關閥門。圖3為本發明反沖洗液在陶瓷膜管內流向示意圖。
具體實施例方式實施例一ZrO2多孔陶瓷膜替代中空纖維膜用于海水淡化過程，無反沖洗吋，ZrO2多孔陶瓷 膜剛開始的膜通量為I噸/m2h，經半小時膜通量衰減為O. 5噸/m2h，經24h后膜通量衰減為
O.4噸/m2h，隨后經酸堿清洗膜通量恢復到100%。ZrO2多孔陶瓷膜替代中空纖維膜用于海水淡化過程，ZrO2多孔陶瓷膜剛開始的膜通量為I噸/m2h，經半小時膜通量衰減為O. 5噸/m2h，隨后通過反沖洗，其膜通量恢復到100%，之后每隔半小時反沖洗一次，其滲透分離效率可提高25%以上。實施例ニZrO2多孔陶瓷膜用于礦井水處理過程，無反沖洗吋，ZrO2多孔陶瓷膜剛開始的膜通量為O. 5噸/m2h，經半小時膜通量衰減為O. 3噸/m2h，經24h后膜通量衰減為O. 2噸/m2h，隨后經酸堿清洗膜通量恢復到100%。ZrO2多孔陶瓷膜替代中空纖維膜用于海水淡化過程，ZrO2多孔陶瓷膜剛開始的膜通量為O. 5噸/m2h，經半小時膜通量衰減為O. 3噸/m2h，隨后通過反沖洗，其膜通量恢復到100%，之后每隔半小時反沖洗一次，其滲透分離效率可提高30%左右。實施例三ZrO2多孔陶瓷膜用于紅霉素發酵液提取過程，無反沖洗吋，ZrO2多孔陶瓷膜剛開始的膜通量為400L/m2h，經IOmin膜通量衰減為100L/m2h，經2h后膜通量衰減為40L/m2h，隨后經酸堿清洗膜通量恢復到100%。ZrO2多孔陶瓷膜用于紅霉素發酵液提取過程，ZrO2多孔陶瓷膜剛開始的膜通量為400L/m2h，經IOmin膜通量衰減為100L/m2h，隨后通過反沖洗，其膜通量恢復到100%，之后每隔IOmin反沖洗一次，其滲透分離效率可提高50%以上。
權利要求
1.ー種多孔陶瓷膜在線反沖洗エ藝系統，其特征在于，所述エ藝系統是將清液直接作為反沖洗液使用，在清液儲罐(C)上部設置ー個出口，其通過管路與氣泵或潛水泵(F)連接，在管路上安裝有反沖洗控制閥(H-2);在清液儲罐(C)上方裝有ー個開關閥門(J)，用以調節氣壓和放氣，開關上方裝有消聲器(D)，降低噪聲污染，所述消聲器(D)設置于清液儲罐(C)的上方，用于消除反沖洗時由于清液儲罐內的空氣引起的噪聲污染；陶瓷膜組件過濾裝置(B)出料端有一個管路，一端依次與壓カ調節閥(H-I)和原料液儲罐(A)相連通，另外，在陶瓷膜組件出料端與壓カ調節閥之間還設置有一個分支管道并設置有開關閥門(G-I)，用于排放反沖洗液，避免反沖洗液進入原料液儲罐對膜產生二次污染；壓カ調節閥(H-I)用于調節膜表面的壓力，使膜組件的分離滲透過程正常進行；打開反沖洗控制閥(H-2)、氣泵(F)以及陶瓷膜組件過濾裝置出料端分支管道的開關(G-I)，同時調節壓カ調節閥(H-I)，使反沖洗系統的壓力大于陶瓷膜組件濾液出ロ端壓力，清洗液打開陶瓷膜組件反沖洗閥門進入膜處理系統，兩者之間的壓力差使得膜表面附著的堵塞顆粒隨清洗液和供料泵的供水ー并帶走，并從陶瓷膜組件出料端分支管道的開關(G-I)處排出；陶瓷膜組件長時間運行需要酸堿清洗時，酸堿加入酸堿清洗液儲罐，打開循環泵(E)和陶瓷膜組件進料端的分支管道的開關閥門(G-2)，并確保陶瓷膜組件出料端和壓カ調節閥之間的分支管道的開關閥門(G-I)關閉，清洗液體從循環泵和陶瓷膜組件進料端的分支管道的開關閥門(G-2)排出。
2.按照權利要求I所述的ー種多孔陶瓷膜在線反沖洗エ藝系統，其特征在于，反沖洗時可以用氣泵，或者用潛水泵。
3.按照權利要求I所述的ー種多孔陶瓷膜在線反沖洗エ藝系統，其特征在于，通過時間繼電器調節氣泵的開關時間和壓力，使反沖洗時清液儲罐內的液體始終保持在清液儲罐體積的1/3，以防止氣體進入膜內。
全文摘要
本發明涉及一種多孔陶瓷膜在線反沖洗工藝系統，采用氣壓或潛水泵將清洗液擠入陶瓷膜組件中，設置了清洗液排出開關，可降低反沖洗所需的壓力。在清洗罐上方安裝開關和消聲裝置，解決由于清洗液儲罐中的空氣引起的噪聲污染。通過時間繼電器調節氣泵的開關時間和壓力，使反沖洗時清液儲罐內的液體始終保持在清液儲罐體積的1/3。通過在多孔陶瓷膜過濾裝置出料端安裝沖洗液排放開關，絕大部分沖洗液可以由此回收，從而避免其循環進入原液儲罐，避免其對膜的二次污染。該系統不僅可以提高膜通量恢復速度、膜通量恢復率可達95％以上，節水節電。本發明主要用于多孔陶瓷膜在液體過濾過程中應用時的反沖洗過程，可有效恢復膜通量，有利于推廣應用。
文檔編號B01D65/02GK102688694SQ20121018095
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者劉瑞平, 周晨, 孟震, 汪長安, 王鑫爵, 衷待群, 鄭克明, 黃勇 申請人:河南方周瓷業有限公司, 清華大學