清洁隔膜模块的方法技术

一种清洁隔膜过滤模块（６）的方法，该模块（６）包括位于装供料容器（７）中的至少一个隔膜（８），该隔膜（８）具有可渗透的壁，该壁进行过滤操作，其中，包含污染物的供料供给隔膜壁的一侧，滤出液从隔膜壁的另一侧抽出。该方法包括以下步骤：暂停该过滤操作；对隔膜壁进行清洁处理，以便将污染物从该隔膜壁上清除至环绕该隔膜（８）的液体中；进行装供料容器（７）的高速清洗，以便除去包括该清除的污染物的液体；以及重新开始过滤操作。本发明专利技术还公开了一种改进的气体冲洗方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隔膜过滤系统，尤其是涉及一种通过提供用于隔膜的改进清洁系统而提高该隔膜过滤系统的过滤效率的方法和装置。
技术介绍
在说明书中对现有技术的任何说明都不能视为申请人认可该现有技术为本领域公知，或者形成本领域公知常识的一部分。在隔膜过滤处理中，用于物理清洁隔膜的方法非常重要。高效隔膜清洁策略可以使该隔膜保持稳定的渗透性，并减小化学清洁的频率。物理清洁隔膜通常采用的方法是用渗透液/滤出液或气体进行回洗(也称为“回冲”或“回冲洗”)。回洗方法通常用于推出阻塞隔膜孔的固体，并部分除去可能形成于隔膜表面上的结块。用增压气体回洗已经证明是非常高效的清洁方法，目前广泛用于微过滤处理领域。该方法的限制是隔膜孔的尺寸。用渗透液进行隔膜回洗并不受到孔的尺寸的限制，但是回洗效率通常低于气体回洗，且可透性膜压(TMP)恢复并不足以补偿污垢率。还采用其它方式来提高回洗效率，例如向回洗渗透液施加一定剂量的化学药剂，或者与气体洗涤组合。Maruyama等在日本专利No.JP2031200中公开了一种空心纤维隔膜回洗方法。该方法涉及以下步骤停止过滤；空气冲洗隔膜；充满隔膜容器；在增压空气作用下利用渗透液回洗；以及排出废物。重复进行该过程，以便获得更高效率。Sunaoka等在美国专利No.5209852中公开了一种用于洗涤模块中的空心纤维隔膜的方法。该方法包括两级空气洗涤和排出，以便清洁隔膜。已经进行了大量努力，以便通过优化回洗压力和提高空气洗涤效率来更有效地除去累积在隔膜表面上和孔中的固体。实现高效清洁的另一重要步骤是从隔膜模块中除去成片状从隔膜上脱落的固体，这经常被忽略。目前使用的普通方法是通过排空废物或通过供给和放出。供给和放出涉及将包含废物的供给物的废物连续放出过滤系统。结果是使固体积累在模块内，尤其是靠近模块的两端处，当隔膜密集地装入模块中时，该情况更严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服或者至少改善上述现有技术的一个或多个缺点，或者至少提供一种有用的可选方案。根据一个方面，本专利技术提供了一种清洁隔膜过滤模块的方法，所述模块包括位于装供料容器中的至少一个隔膜，该隔膜具有可渗透的壁，该壁进行过滤操作，其中，包含污染物的供料施加在隔膜壁的一侧，滤出液从隔膜壁的另一侧抽出，该方法包括以下步骤a)暂停该过滤操作；b)对隔膜壁进行清洁处理，以便将污染物从该隔膜壁上清除至环绕该隔膜的液体中；c)进行装供料容器的高速清洗，以便除去包括该清除的污染物的液体；以及d)重新开始过滤操作。优选是，步骤b)的清洁处理包括隔膜孔的流体回洗。优选是，流体回洗包括液体和/或气体回洗。更优选是，清洁处理包括隔膜表面的气体洗涤。优选是，在该清洁方法的操作过程中，在容器内沿不同方向周期性执行装供料容器的清洗。污染物可以包括固体、可溶颗粒或其它材料，它们将在过滤处理过程中从供料中除去。附图的简要说明下面将通过实例并参考附图介绍本专利技术的优选实施例的实例，附图中附图说明图1表示了根据本专利技术一个实施例的隔膜模块组件的示意图； 图2a至2d表示了根据本专利技术，图1的隔膜模块在隔膜清洁步骤过程中的示意图；图3表示了图1的模块的、可透性膜压(TMP)相对时间的曲线图，表示了各个回洗方式的清洁效率；图4表示了图1的模块的、可透性膜压(TMP)相对时间的曲线图，表示了在隔膜清洁中高速清洗的效果；图5表示了根据本专利技术另一实施例的隔膜模块的示意图；以及图6表示了图5的模块的、可透性膜压(TMP)相对时间的曲线图，表示了在洗涤效率中气体注射的效果。优选实施例和实例的说明在优选实施例中，部分或完全根据供给水的质量，隔膜清洁方式可以包括一种或多种回洗方法的组合。回洗或喷出，或者两者的组合可以有用除去堵塞隔膜的孔的固体。回洗通常通过迫使滤出液沿与过滤相反的方向通过隔膜孔而实现。回洗流量通常为过滤流量的50-500％的范围内，更通常是在过滤流量的100-300％的范围内。喷出是通过在过滤容器中产生快速和突然的减压而从隔膜孔中除去固体的方法。在该方法中，隔膜的两侧(供给侧和渗透液侧)首先增压至特定值。然后打开在供给侧的排出阀，以便产生瞬时负可透性膜压(TMP)。然后，在隔膜孔中的固体通过该瞬时负TMP而喷出。如后面所述，在一个实施例中，喷出也可以结合在高速清洗步骤中。从隔膜壁中除去积累的固体的另一方法是利用气体冲洗，以便使片状固体从隔膜表面脱落。该方法利用气泡经过隔膜表面，以便获得高效洗涤。气体冲洗广泛用于这样的隔膜过滤处理，其中，吸力施加在隔膜壁的渗透液侧以便引起过滤。对于增压隔膜过滤系统，气体洗涤通过将气体(通常为空气)注入隔膜模块的底端，同时从上端抽吸渗透液而实现，如日本专利No.JP2031200以及美国专利No.5209852所述。在回洗步骤之后，从隔膜中除去的固体通常通过排空废物而从模块中除去。在正常排空的过程中的速度由容器中的液体的重力来限制。这样产生的剪切力较弱，可能不会高到足以将积累的固体从模块中冲走和/或使固体从隔膜表面上剥离。在具有很高纤维装入密度的空心纤维隔膜模块中，该情况更明显。参考图1和2，下面将介绍模块清洁的一个优选实施例。图1表示了隔膜模块组件5。空心纤维隔膜模块6位于容器7内。在本实例中，模块6包括大量的多孔空心纤维隔膜8，纤维的端部分别开口于上部和底部的渗透液收集集管9和10。过滤通过向纤维的外壁供料且由纤维内腔吸出渗透液来进行。滤出液/渗透液通过分别与集管9和10相连的口11和12而从模块6的两端除去。供料进入口13和14以及废物排出口15和16分别布置在容器7的上端和底端。阀AV1和AV2控制供料流向口13和14，而阀AV8和AV5控制冲洗气体的流动。从集管9和10流出的滤出液或渗透液流由阀AV3和AV4控制，同时流向这些集管的回洗流由阀AV7和AV4控制。阀AV5和AV6控制废物从口15和16的排出。下面将参考图2a至2d介绍该处理的步骤。步骤1过滤。在普通的死端过滤处理中，阀AV1-4打开。原始供给水通过阀AV1和AV2供给，进入上部和下部进入口13和14，同时渗透液从模块6的顶部和底部口11和12抽出(最好如图2(a)所示)。步骤2空气冲洗。在过滤步骤结束时，阀AV1-4关闭，然后打开上部排出阀和气体进入阀AV8。再通过阀AV8和下部口14将气体(通常为空气)引入模块6内，以便冲洗隔膜，如图2(b)所示。步骤3通过回洗而增压。当气体冲洗停止时，阀AV5和AV8关闭。容器7仍然部分装有气体和水。渗透液回洗通过打开阀AV4和AV7而开始。在回洗过程中，容器7中的压力逐渐增大，从而使容器7内的剩余气体增压(见图2(c))，并最终使隔膜壁两侧的压力相等。因此，在容器7中形成增压气体囊。另一种生成这样的气体囊的方法是，在过滤步骤1结束时或者在步骤2的气体冲洗之后，使液体废物排空或部分排空。这时，将花费较长时间来增压气体，并消耗更多渗透液，但是将获得更高的平均清洗速度。清洗速度合适的是大于0.03m/sec，优选是在0.3m/sec至2.0m/sec。步骤4喷出和高速清洗(图2(d))。当渗透液侧的压力接近隔膜壁的供给侧的压力时(该压力也是回洗泵的最大排出压力)，阀AV6打开。这时将产生横跨隔膜壁的瞬时负TMP，这形成隔膜孔的第二次回洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁隔膜过滤模块的方法，所述模块包括位于装供料容器中的至少一个隔膜，该隔膜具有可渗透的壁，该壁进行过滤操作，其中，包含污染物的供料施加在隔膜壁的一侧，滤出液从隔膜壁的另一侧抽出，该方法包括以下步骤：　　　　ａ）暂停该过滤操作；　　　　ｂ）对隔膜壁进行清洁处理，以便将污染物从该隔膜壁上清除至环绕该隔膜的液体中；　　　　ｃ）进行装供料容器的高速清洗，以便除去包括该清除的污染物的液体；以及　　　　ｄ）重新开始过滤操作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查富芳，安东尼J斯塔布斯，
申请(专利权)人：美国废水过滤集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]