中空纤维膜分离装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及中空纤维膜分离装置及其运行方法，该外压中空纤维膜分离装置包括膜组件、控制阀、压力表、泵、空气压缩机、水槽以及连接管路等部件，其特征在于所述膜组件的上端口经反洗流量计后，分两路分别经反洗调节阀和反洗自动阀与反洗泵管接，反洗泵经反洗泵进口阀一路与反洗液水槽管接，另一路与排放阀管接；所述反洗液水槽经切换阀、滤过液流量计与滤过液出口阀管接；在所述的切换阀和滤过液流量计之间的管路上，经切换阀与循环水槽管接。本发明专利技术运行方法的主要特征是对膜装置的清洗分为清洗状态１和清洗状态２两步。利用本发明专利技术膜分离装置及其运行方法，即可实现理想的膜分离工作和膜清洗工艺。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜分离技术，具体为外压，国际专利主分类号拟为Int.C17.BO1D 63/02、BO1D 65/02。2.
技术介绍
水是生命之源。随着生活水平的提高，一方面，人们对饮用水的要求不断提高，所谓纯净水，太空水或净化水已进入人们的日常生活。另一方面，生产和工业用水，如生化、医药、食品、调料等领域对水的纯净度要求也越来越高。近年人们开发研制的微滤和超滤膜技术用于水质的净化，正适应了这种需要，并且取得了良好的实际效果。其中尤以外压中空纤维膜用的最多。这是因为外压中空纤维膜(以下简称膜)具有单位体积内装填膜的面积最大，可去除原水中的藻类，微生物和胶体物质等多种悬浮物，并且净化纯度高等优点。但在实际应用中，膜的内腔、孔隙及外壁由于各种悬浮物的滞留、淤积而使膜的透水通量迅速下降，甚至堵塞而不能正常工作。因此对膜的清洗是膜应用技术不可缺少重要组成部分。特别是在目前原水(包括河水、湖水、井水、海水和自来水)已经或正在受到日趋严重污染的情况下，对膜有效并高效的清洗有着特别重要的实际意义。申请人已经就膜清洗技术申请了多件专利，最新的一件是“外压中空纤维膜分离装置及其使用方法”(专利申请号为01129644.5)。该项技术主要在膜组件的结构和水流线路设计方面作了重要改进，很好地解决了膜的在线高效清洗问题。但它仍存在着不足该膜装置中膜组件的外部管路设计尚不完善，如没有设计化学清洗回路等；工艺运行自动控制尚不理想，如需要人工开关反洗控制阀，并控制其开度等；清洗效果还有提高的空间，因此有进一步改进的必要。3.
技术实现思路
本专利技术针对现有膜装置技术的不足，主要解决膜装置管路和运行工艺的完善设计问题。它可以提高膜装置的清洗效果，进一步节约清洗用水，缩短清洗时间，有利于大规模工业化连续生产和提高效率。本专利技术解决问题的技术方案是设计一种外压中空纤维膜分离装置，包括膜组件、控制阀、压力表、泵、空气压缩机、水槽以及连接管路等部件，其特征在于所述膜组件的上端口经反洗流量计后，分两路分别经反洗调节阀和反洗自动阀与反洗泵管接，反洗泵经反洗泵进口阀一路与反洗液水槽管接，另一路与排放阀管接；所述反洗液水槽经切换阀、滤过液流量计和滤过液出口阀管接；在所述的切换阀和滤过液流量计之间的管路上，经切换阀与循环水槽管接。利用本专利技术膜分离装置，通过本专利技术的运行方法，即可实现理想的膜分离工作和膜清洗工艺。所述的“本专利技术的运行方法”是指如下程序1.工作状态打开阀门4、6、7、11、14、19，其余阀门关闭；打开并调节阀门1和2，使进口工作压力P1为0.05～0.20Mpa，出口压力P2为0.03～0.18Mpa，工作时间为20～40分钟；2.清洗状态1关闭阀门11、14、19，打开阀门12、15、16、17，打开并调节阀门3，使反洗流量为滤过液流量的1/4～1/2，气体流量计28读数为0.02～0.50Nm3/h(每平方米膜过滤面积)；清洗时间10～60秒；3.清洗状态2打开阀门15a、13，关闭阀门17、18，其余阀门状态同清洗状态1；打开并调节阀门3a，使反洗液流量为滤过液流量的1/2～3/2，清洗时间20秒～2分钟；4.排污状态关闭阀门15、15a，其余阀门状态同清洗状态2，排污时间5～60秒5.回到工作状态。本专利技术为解决所述的技术问题而提出的技术方案主要是(参见图1)，在膜装置中完善了膜组件的外部管路设计，具体是设计了化学清洗回路，双反洗回路和旁路回路。化学清洗回路主要包括在切换阀4和滤过液流量计26之间的管路上，经切换阀5与循环水槽23管接的管路设计。对比现有技术，该设计可以增强膜装置的清洗效果。所谓清洗技术本身是现有技术。双反洗回路是本专利技术的新设计和关键设计，主要包括所述膜组件21的上端口经反洗流量计27后，分两路分别经反洗阀3、3a和反洗自动阀15、15a与反洗泵24管接的管路设计。这种设计可以使反洗或清洗过程分为两步，即清洗状态1和清洗状态2。在清洗状态1，通过阀门3和15向膜组件21注入少量的反洗液，以充分利用或发挥压缩空气对膜纤维的振洗作用；在清洗状态2，通过阀门3a和15a向膜组件21内再注入相对大量的反洗液，进行自上而下的冲洗，从而有利于进一步节约清洗用水和提高对膜和膜装置的清洗效果。旁路回路主要包括在工作泵22与进口调压阀1之间的管路上，经清洗旁路阀16与循环水槽23管接的管路设计。这种设计主要是为了保护MF工作泵22(简称工作泵22或泵22)。因为在反洗或清洗过程时，首先要关闭进口调节阀11，这就要求泵22停机；而当工作过程时，首先要打开进口调节阀11，才能使泵22工作；膜装置工作和在线清洗过程的连续运行，就会使得泵22频繁的开停转换，在实际生产中降低了泵22的使用寿命，也影响膜装置的长期使用。设计了旁路回路，就可以使泵22在膜装置运转过程中始终处于开机状态，保护了泵22，也提高了生产效率。为了解决工艺运行的自动控制问题，本专利技术在控制阀上采用了组合阀的设计，即手动阀与自动阀组合使用的结构，如进口调节(手动)阀1和进口自动阀11一组、出口(手动)调节阀2和出口自动阀19一组、反洗(手动)调节阀3和反洗自动阀15一组、反洗(手动)调节阀3a和反洗自动阀15a为另一组等。手动阀用于人工调整开度或流量(可以在开机前设定，也可以在运行中调整)，自动阀则用于自动控制开关相应的管路。解决了自动控制问题，使得连续化生产的程度大为提高，也保证了膜装置工作的稳定性和可靠性。4.附图说明图1是本专利技术装置的一种整体结构示意图。在图1中，如果按阀门种类分，阀门1-9为手动阀；阀门11-16、19为气动隔膜阀，也称为自动阀；阀门17为压缩空气电磁阀；阀门18为单向电磁阀。如果按功能或作用分，阀门1称为进口调压阀或调节阀；阀门2称为出口调压阀或调节阀；阀门3、3a称为反洗调节阀湖或反洗阀，用于调节反洗液的流量大小；阀门4、5称为切换阀，用于膜分离工作与化学清洗工作之间的转换；阀门6称为工作泵进口阀；阀门7称为反洗泵进口阀；阀门8、9称为排放阀；阀门11称为进口自动阀；阀门12称为清洗排气阀；阀门13称为清洗排放阀；阀门14称为滤过液出口阀；阀门15、15a称为反洗自动阀；阀门16称为清洗旁路阀或旁路阀；阀门17称为进气阀；阀门18称为加药单向阀；阀门19称为出口自动阀。为了说明简练，所述的各种用途的阀门，简称为阀门X(标号)。5.具体实施方式本专利技术装置是在现有外压中空纤维膜分离装置(申请人的01129644.5在先专利申请，简称膜装置)的基础上改进设计(参见图1)的。原膜装置设计的膜组件、控制阀、压力表、泵、空气压缩机、水槽(料液罐)以及连接管路等仍然基本保留，所增加的主要是外部设计管路，如前所述的化学清洗回路，双反洗回路和旁路回路，以及为自动控制所设计的手动、气动或自动组合阀。这种改进设计为新的膜装置运行方法提供了设备基础，或者说，本专利技术的膜装置运行方法要求膜装置作如是或相应的改进。本专利技术膜装置运行方法如下1.工作状态。打开阀门4、6、7、11、14、19，其余阀门关闭；打开并调节阀门1和2，使进口工作压力P1为0.05～0.20Mpa，出口压力P2为0.03～0.18Mpa，工作时间为20～40分钟。在此状态下，根据原水或产品的实际情况和要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维膜分离装置，包括膜组件、控制阀、压力表、泵、空气压缩机、水槽以及连接管路等部件，其特征在于所述膜组件（２１）的上端口经反洗流量计（２７）后，分两路分别经反洗调节阀（３）、（３ａ）和反洗自动阀（１５）、（１５ａ）与反洗泵（２４）管接；反洗泵（２４）经反洗泵进口阀（７）一路与反洗液水槽（２５）管接，另一路与排放阀（９）管接；所述反洗液水槽（２５）经切换阀（４）、滤过液流量计（２６）和滤过液出口阀（１４）与膜组件（２１）的上端口管接；在所述切换阀（４）和滤过液流量计（２６）之间的管路上，经切换阀（５）与循环水槽（２３）管接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓龙，
申请(专利权)人：天津膜天膜工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]