一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统技术方案

本发明专利技术涉及反渗透膜清洗领域，具体地说是一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统，包括膜组件、第一循环泵和第二循环泵，所述膜组件内部设有淡室和浓室，且所述淡室和浓室之间的反渗透膜选择层朝向浓室，所述淡室两端分别设有淡室进水口和淡室出水口，且与淡室进水口连接的管路上设有第一循环泵，所述浓室两端分别设有浓室进水口和浓室出水口，且与浓室进水口连接的管路上设有第二循环泵。本发明专利技术通过在浓室和淡室引入不同浓度的溶液，并利用渗透压差对反渗透膜进行物理清洗，具有低成本处理及环境友好优势。

A cleaning system of osmotic membrane based on osmotic pressure difference

【技术实现步骤摘要】
一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统
本专利技术涉及反渗透膜清洗领域，具体地说是一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统。
技术介绍
目前，在海水淡化过程中，反渗透(RO)膜处理超滤产水是目前增加供水的最有效的途径。RO技术在海水淡化过程中主要面临的问题为有机污垢现象以及盐结垢现象。在超滤产水中含有一定量的有机物，特别是酸性多糖类物质会吸附到反渗透膜表面，在二价阳离子存在的条件下会形成凝胶。尽管目前为减少污垢所做的研究非常多，例如对反渗透膜进水进行预处理可以降低结垢现象，但表面的结垢现象仍不可避免。近年来，为了去除膜表面的污垢层，主要采用的方法为化学清洗，化学清洗涉及到物理和化学相互作用，清洗剂与污垢层的化学反应性决定了清洗剂的有效性。清洗剂可以消除或者显著减少污垢粘附力，当清洗剂与污垢发生化学反应后削弱了污垢之间的相互作用，污垢与膜表面污染物才能实现分离。目前选用的清洗剂主要包括酸、碱、金属螯合剂、表面活性剂和酶，金属螯合剂(如EDTA)、阴离子表面活性剂(如SDS)等，上述清洗剂可以有效清洗被有机物污染的RO膜。但清洗剂的使用存在很多问题，比如若直接排放到环境中会对环境产生不利影响，而使用酶促清洗剂清洗有机污染的反渗透膜，特别是被蛋白质污染的膜，虽然不会对环境产生不利影响，但是酶的成本较高，这限制了其大规模应用。因此如何开发出对环境友好且经济的反渗透膜清洗方式是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统，通过在浓室和淡室引入不同浓度的溶液，并利用渗透压差对反渗透膜进行物理清洗，具有低成本处理及环境友好优势。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统，包括膜组件、第一循环泵和第二循环泵，所述膜组件内部设有淡室、浓室和反渗透膜，且所述淡室和浓室之间的反渗透膜选择层朝向浓室，所述淡室两端分别设有淡室进水口和淡室出水口，且与淡室进水口连接的管路上设有第一循环泵，所述浓室两端分别设有浓室进水口和浓室出水口，且与浓室进水口连接的管路上设有第二循环泵。浓室溶液电导率至少高于淡室溶液电导率2ms/cm。淡室与浓室流速均控制在2cm～2m/s。所述浓水/淡水组合包括去离子水/海水(DI/SW)、去离子水/反渗透浓水(DI/CW)、海水/反渗透浓水(SW/CW)。所述膜组件为板框室膜组件。所述膜组件为卷式膜组件。所述卷式膜组件的浓室进水口与一个输入管路相连，且所述输入管路上依次设有第一电磁阀、第一循环泵、过滤器、第二电磁阀和高速泵，并且所述第二电磁阀和高速泵与一支路并联，所述支路上设有第三电磁阀，所述卷式膜组件的浓室出水口与一个输出管路相连，所述卷式模组件的淡室进水口与两个管路连接，其中第一管路上设有第五电磁阀，第二管路上依次设有第二循环泵和第六电磁阀，所述卷式膜组件的淡室出水口与第三管路连接，且所述第三管路上设有第四电磁阀。正常反渗透产水时，所述输入管路的输入端与原水桶连接，所述输出管路的输出端与反渗透浓水桶连接，所述第一管路、第二管路和第三管路均与反渗透产水桶连接，且第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀打开，第三电磁阀、第六电磁阀关闭，第一循环泵和高速泵开启，第二循环泵关闭。清洗时，所述输入管路的输入端与浓水桶连接，所述第一管路、第二管路和第三管路与淡水桶连接，且第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀开启，第二电磁阀、第五电磁阀关闭，第一循环泵、第二循环泵开启，高速泵关闭。本专利技术的优点与积极效果为：1、本专利技术通过在浓室和淡室引入不同浓度的溶液，并利用渗透压差对反渗透膜进行物理清洗，具有低成本处理及环境友好优势。2、本专利技术既可以适应于板框式膜组件，也可以适用于卷式膜组件，且应用于卷式膜组件时，可配套一个反渗透产水系统，可快速在正常反渗透产水状态和清洗状态之间切换，使用灵活方便。附图说明图1为本专利技术的结构示意图，图2为板框式膜组件内部的浓室和淡室示意图，图3为卷式膜组件膜组件内部的浓室和淡室示意图，图4为不同清洗方式的效果对比图。其中，1为淡室进水口，2为淡室出水口，3为浓室进水口，4为浓室出水口，5为第四电磁阀，6为第二电磁阀，7为第三电磁阀，8为第一电磁阀，9为第五电磁阀，10为第六电磁阀，11为过滤器，12为第一循环泵，13为高速泵，14为第二循环泵，15为原水桶，16为反渗透产水桶，17为反渗透浓水桶，18为淡室，19为浓室,20为中心管,21为第二管路，22为第一管路，23为第三管路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1～3所示，本专利技术包括膜组件、第一循环泵12和第二循环泵14，所述膜组件内部设有淡室18和浓室19，且所述淡室18和浓室19之间通过反渗透膜隔开，且反渗透膜的选择层朝向浓室19，所述淡室18两端分别设有淡室进水口1和淡室出水口2，且与淡室进水口1连接的管路上设有第一循环泵12，淡水通过所述第一循环泵12作用泵入所述淡室18中，所述浓室19两端分别设有浓室进水口3和浓室出水口4，且与浓室进水口3连接的管路上设有第二循环泵14，浓水通过所述第二循环泵14作用进入所述浓室19中。本专利技术通过向反渗透膜两侧注入不同浓度溶液形成渗透压差，并利用渗透压差清洗反渗透膜表面的无机盐与有机污垢，在渗透压的作用下，淡室18中的水通过反渗透膜进入浓室19中实现冲洗和溶解膜表面的污染物与无机盐目的，恢复膜的通量，从而实现污染物的清洗效果。浓室19溶液电导率至少高于淡室18溶液电导率2ms/cm。淡室18与浓室19流速通过各自对应的循环泵控制在2cm～2m/s。所述浓水/淡水组合包括去离子水/海水(DI/SW)、去离子水/反渗透浓水(DI/CW)、海水/反渗透浓水(SW/CW)等。各种浓水/淡水组合清洗效果与现有技术中清洗方式效果对比如图4所示，本专利技术的清洗方式优于柠檬酸清洗，与采用化学品清洗效果差别不大，但本专利技术采用渗透压差进行物理清洗，经济上可接受且不会影响环境。所述膜组件可以为板框式膜组件和卷式膜组件膜组件。实施例1本实施例中，所述膜组件为板框室膜组件，板框室膜组件的内部结构如图2所示，淡水在对应循环泵作用下由淡室进水口1流入淡室8中，并由淡室出水口2流出，浓水在对应循环泵作用下由浓室进水口3流入浓室19中，并由浓室出水口4流出。实施例2本实施例中，所述膜组件为卷式膜组件，卷式膜组件结构如图3所示，其内部的淡室18和浓室19为流道形状，具体结构由内到外依次为反渗透膜、淡室18、反渗透膜、浓室19、反渗透膜，卷式膜组件的淡室18内部设有一个中心管20，且如图1所示，所述中心管20两端形成淡室进水口1和淡室出水口2，如图3所示，所述中心管20上设有若干通孔与所述淡室18相通，淡水先经中心管20端部的淡室进水口1流入，再经中心管20上的若干通孔进入淡室18中，流出时则先进入中心管2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：包括膜组件、第一循环泵(12)和第二循环泵(14)，所述膜组件内部设有淡室(18)、浓室(19)和反渗透膜，且所述淡室(18)和浓室(19)之间的反渗透膜选择层朝向浓室(19)，所述淡室(18)两端分别设有淡室进水口(1)和淡室出水口(2)，且与淡室进水口(1)连接的管路上设有第一循环泵(12)，所述浓室(19)两端分别设有浓室进水口(3)和浓室出水口(4)，且与浓室进水口(3)连接的管路上设有第二循环泵(14)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：包括膜组件、第一循环泵(12)和第二循环泵(14)，所述膜组件内部设有淡室(18)、浓室(19)和反渗透膜，且所述淡室(18)和浓室(19)之间的反渗透膜选择层朝向浓室(19)，所述淡室(18)两端分别设有淡室进水口(1)和淡室出水口(2)，且与淡室进水口(1)连接的管路上设有第一循环泵(12)，所述浓室(19)两端分别设有浓室进水口(3)和浓室出水口(4)，且与浓室进水口(3)连接的管路上设有第二循环泵(14)。


2.根据权利要求1所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：浓室(19)溶液电导率至少高于淡室(18)溶液电导率2ms/cm。


3.根据权利要求1所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：淡室(18)与浓室(19)流速均控制在2cm～2m/s。


4.根据权利要求1所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：所述浓水/淡水组合包括去离子水/海水(DI/SW)、去离子水/反渗透浓水(DI/CW)、海水/反渗透浓水(SW/CW)。


5.根据权利要求1所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：所述膜组件为板框室膜组件。


6.根据权利要求1所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：所述膜组件为卷式膜组件。


7.根据权利要求6所述的基于渗透压差的渗透膜清洗系统，其特征在于：所述卷式膜组件的浓室进水口(3)与一个输入管路相连，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，王文广，谭明，张晓东，杨兴涛，赵洪武，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，青岛百发海水淡化有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37