膜过滤单元的优化管理方法及用于其实施的设备技术

本发明专利技术涉及实施膜微凝聚的膜过滤单元的优化管理方法，包括至少测量排放液的温度（７），测量过滤流量（８）和测量跨膜压力（９）。当膜的渗透率变得小于阈值时开始注射凝聚试剂，并且在膜的渗透率重新等于或大于降低前的稳定值Ｌｐ０达确定的维持时间时，停止凝聚试剂的注射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据膜的沾污状态和/或温度的膜过滤单元的优化管理方法，其根据专利EP 1 239 943实施膜的微凝聚 (microcoagulation ) , it专利源自属于本中请人的专矛J中请W0 01/41906。
技术介绍
微凝聚在于在膜的上游注射比使得排放液(effluent )的《电位 为零的试剂剂量小30至80倍的凝聚试剂剂量。为排放液体例如尤其是地表水、废水或海水而保持微滤、超滤、 納滤和反渗透(hyperfiltration)膜的水力性能是重大的技术和经济问题。具体地说，膜的水力性能由其渗透率表示，即在给定温度下在施 加于膜两侧的1巴的归一化的压力差下通过膜的单位面积的排放液流人们将新膜用饮用水测得的渗透率称为初始渗透率或Lpi，该水 的堵塞指数和温度必须是已知的。除了膜结构的破坏(本专利技术不涉及这一点)以外，影响膜的水力 性能的两个参数是-待处理的排放液的温度，-膜的堵塞。温度温度对排放液特别是水的粘度的影响是公知的。因此，温度降低 从而提高水的粘度使得水更难以通过膜。实际上，这表现为在排放液的温度下渗透率降低。应当指出，对于给定的跨膜压力，在例如20。c附近rc的偏差导致流量降低约2.5%。这是一个仅由本领域技术人员所面对的物理定律。在工业方面，这意味着，对于给定的生产流量，处理单元应当针对最冷的温度进行尺寸设计，也就是说，当这个最小温度小于2(TC时， 应当因此提高安装的膜的表面积。应当指出，为了比较在不同温度下测量的渗透率，本领域技术人 员建立了校正因子以消除温度的影响。因而，14)@1°参考=K*Lp@T。， 其中K是排放液温度和参考温度的函数。这个参考温度通常固定在20 。C或25°C。堵塞对于大量记载于文献中的通用术语"堵塞"，本领域技术人员指 的是通过机械方式或化学方式提高膜的阻力的所有现象。这涉及表面 的沉积(形成滤饼)，在膜上以及在膜的孔中的吸附现象，其中牵涉 到水中所含不同物质悬浮物质和胶体、有机物和无机物的现象。实际上，这种堵塞涉及到-或者，在恒定施加的跨膜压力下，过滤流量降低，-或者，为保持恒定的过滤流量，施加的跨膜压力升高。在所有这些情况下，这种堵塞现象表现为膜的渗透率的降低，即 膜的技术-经济效率的降低。对于本说明书的下文，本领域技术人员进行如下定义-Lpi:在第一次使用时膜的初始渗透率的值，-LpO:在实际运行条件下稳定的渗透率的值，它可以根据例如 膜的沾污状态而变化。因此，对该堵塞的控制是被本领域技术人员完全确认的重要问题， 本领域技术人员提出旨在防止堵塞的一些解决方案(预防措施)，该 堵塞在发生时仅能通过补救措施进行消除。补救措施基本上是文献中详细说明的膜的化学洗涤。这些措施主 要在于设置膜与洗涤溶液接触的阶段，该洗涤溶液可以含有酸类型和/ 或螯合剂、去污剂、氧化剂等类型的一种或多种化学试剂。在所有这些情况下，这些洗涤的实施、它们所涉及的生产停止以 及导致的水的损失要求对设备留有余量以保证生产的额定流量，由此 提高了投资和运行费用。此外，即使是为这些膜而设计，这些洗涤仍 然是对膜具有侵蚀性的操作，这降低了它们的寿命。在工业方面，这些补救性阶段的起动受到膜的堵塞状态的控制， 也就是说，例如，测量的渗透率低于所述膜的供应者设定的阈值。在 变化方案中，这些补救措施可以预防性地以给定的频率实施，例如1 次/月到l次/年。为了限制这些化学洗涤的频率，文献中描述了预防措施。它们主要依赖于以下现象-物理现象，例如施加超声或电场，-流体力学现象，即通过在膜表面附近产生湍流或不稳定条件(两相流、促进湍流或涡流)， -生物现象，例如^f吏用酶，-最后，化学现象，这或者为了在膜制造过程中改变膜的表面， 或者直接在待处理的排放液中加入试剂以改变经处理的基质 的结构。为了有效，所有这些预防措施应当连续实施，或者与精心选择的 起动因子相联系，通常是排放液的质量，以抢先于堵塞现象的发生。 这是因为，当堵塞已显现时(尤其是通过观察到渗透率的降低)，预 防措施没有效果，只有补救措施才能恢复膜的水力性能。在不连续地实施预防措施的情况下，本领域技术人员使用待处理 的排放液的质量分析传感器，以抢先于有利于膜堵塞的条件。这种策略并非没有困难，并且具有很多与排放液的质量分析传感器的使用相关的缺点-对指示有利于沾污的条件的质量参数的识别并不总是容易的，并且难于预测，-这些参数可根据排放液的性质、地点并随着时间而发生质量上和数量上的变化， -传感器的成本以及它们产生的信号的处理成本， _所述传感器的维护成本。本申请人拥有EP 1 239 943和WO 01/41906，其中记栽了用于改 善膜的生产能力的化学微凝聚方法。这种膜微凝聚方法在于在膜的上 游注射比使得排放液的^电位为零的试剂剂量X小30至80倍(在变 化方案中为小40至60倍)的凝聚试剂剂量Y。也就是说，Y为X/30 至X/80，在变化方案中为X/40至X/60。本领域技术人员已知，凝聚试剂对膜不具有任何清洁性能。根据EP 1 239 943的微凝聚可以连续实施，但是这种实施不总是 必需的，甚至不总是受欢迎的，并且在所有情况下，并不是在技术和 经济方面最优化的。一方面，在不存在膜沾污风险的情况下，微凝聚的实施不是必需 的，并且可产生不必要的试剂成本。另 一方面，使膜与所述凝聚试剂接触可随着时间导致膜的降解。
技术实现思路
本专利技术的目的尤其在于优化微凝聚的实施持续时间，并因此保持 膜的寿命，这具有重要的纟支术和经济意义。本专利技术的目的在于根据膜设备的运行反馈(retour de marche )， 即仅根据渗透率的测量，优化膜微凝聚的实施的管理(预防措施)， 并且不添加额外的排放液质量传感器或其他。仅仅使用通常以标准方 式存在于膜设备上的传感器(测量温度、过滤流速和跨膜压力)。本专利技术的另一目的因而是优化微凝聚的实施以获得膜的随时间恒 定的水力性能。对此，本专利技术描述了膜过滤单元的优化的、可靠的且 安全的管理方法，并且提出了在温度T下等流量和/或等渗透率膜的新 概念。如现有技术中所强调，校正到参考温度的渗透率的降低是膜沾污 的证明。EP 1 239 943所述的膜的微凝聚表现为预防性程序，但专利技术人已 出人意料地发现，该微凝聚导致堵塞的膜的性能恢复。没有微凝聚的 作用，堵塞的膜将需要补救性的洗涤阶段，即化学洗涤。这一特别出 人意料的发现完全是新的。由此得到的膜微凝聚的实施的管理也是出人意料的，这在于提出 使用补救措施的启动因子(观察沾污)以成功实施预防措施(膜的微 凝聚)。根据本专利技术，实施膜微凝聚的膜过滤单元的优化管理方法包括至少-测量排放液的温度， -测量过滤流量("bit)， -并测量跨膜压力， 该方法的特征在于-在膜的渗透率变得小于阈值时开始注射凝聚试剂，-并且，在膜的渗透率重新等于或大于降低前的渗透率的稳定值LpO达确定的维持时间时，停止凝聚试剂的注射。 可以将膜的渗透率校正到参考温度，并且渗透率的阈值为所述参 考温度下膜的初始渗透率的10至80%，而在校正到参考温度的膜的渗 透率重新等于或大于所述参考温度下降低前的渗透率的稳定值LpO达确定的维持时间时，停止凝聚试剂的注射。根据另 一种可能性，该阈值对应于在固定的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
实施膜微凝聚的膜过滤单元的优化管理方法，所述微凝聚在于在膜的上游注射比使得排放液的ζ电位为零的剂量小３０至８０倍的凝聚试剂剂量，所述方法包括至少：　－测量排放液的温度，　－测量过滤流量，　－并测量跨膜压力，　其特征在 于：　－在膜的渗透率变得小于阈值时开始注射凝聚试剂，　－并且，在膜的渗透率重新等于或大于降低前的稳定值Ｌｐ０达确定的维持时间时，停止凝聚试剂的注射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C朗格莱，
申请(专利权)人：得利满公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]