CN102029112B - 一种味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置，其特征在于：装置主体结构由以下模块单元设备构件组成：药剂罐模块单元A：药剂罐114、药剂罐115、药剂罐116、清水罐117、增压泵110；保安过滤器模块单元B：保安过滤器201、高压泵203；反渗透膜模块单元C：反渗透膜组件345、反渗透膜组件346、反渗透膜组件347、反渗透膜组件348、反渗透膜组件349、反渗透膜组件350；自动控制模块单元D：工艺模块控制401、水质数据采集409、PLC程序控制器405、上位机406、组态程序407、数据分析408、药剂罐模块控制402、保安过滤器模块控制403、反渗透模块控制404。

Description

一种味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置
技术领域：
本发明涉及一种新的味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置，通过单支膜正洗、反洗及纯水侧加压等新的理念，将反渗透系统中的污染彻底清除干净，并且本发明还可通过模拟现场产水情况对药剂及反渗透膜性能进行评价测试。
背景技术：
味精废水中大部分有机污染物是可溶性小分子，容易造成膜组件的污堵，导致膜工艺无法长周期稳定运行，为减轻膜组件的污染，就需要开发膜系统保运技术，设计一套合理的反渗透膜清洗装置，保证反渗透工艺长周期稳定运行，彻底解决膜分离工程应用过程中的污堵问题。
目前离线清洗设备已经出现了很多成型产品，但往往只是针对系统几组膜元件串联引起的清洗不便进行的单只膜操作的改进，这种清洗设备虽然适用于一般被污染的元件的离线清洗，但对于一些特殊污染或是污染比较严重的膜元件，例如味精废水等，往往无能为力。此外，反渗透化学品的种类也是越来越繁杂，选用合适的阻垢剂产品是延长反渗透膜元件寿命的基本保障，近年来因为药剂选用不当造成的膜元件污染的情况已经普遍的出现，已有成型的清洗设备，只能对当时清洗后情况进行简单即时测试，不能为后期反渗透膜的现场运行提供合理化建议。所以，一种可以模拟现场实际工况的简易的药剂筛选实验装置的出现已经成为当务之急。
发明内容：
本发明采用模块化设计，它主要由药剂罐模块单元A；保安过滤器模块单元B；反渗透膜模块单元C；自动控制模块单元D等组成。药剂罐模块中有三个药剂罐，可以装填不同清洗药剂，针对不同情况采取不同药剂进行清洗。反渗透膜模块中并联若干个反渗透膜容器，每只反渗透容器都可单独进行清洗、冲洗操作。自动控制模块单元E中的PLC程序控制器是整个试验装置工艺流程时序关系和逻辑关系的信息处理中心，在试验装置工艺管线和电气控制线路不变的情况下，通过修改PLC的运行程序就可以调整模块中设备的逻辑关系和运行参数，根据采集到的各种运行参数，给出清洗工艺的最佳流程和最佳方案。
本发明涉及到的药剂罐模块A单元，主要由药剂罐、增压泵、自动控制和管件阀门等组成。在药剂罐模块A单元中泵、阀的启动顺序是由可编程序控制器自动实现的，通过在PLC控制程序中输入清洗时间和每个药剂罐的清洗顺利可以实现泵、阀启停同步或切换。
本发明涉及到的保安过滤器模块B单元，主要由保安过滤器、高压泵、自动控制系统和阀门管件组成。保安过滤器的过滤精度是5μm，截留药剂掺入的细小颗粒，防止膜的损伤，滤芯的更换要根据运行时进出口压差大小来决定。
本发明涉及到的反渗透膜模块C单元，主要由反渗透膜组件、自动控制系统、管阀件等组成。在该单元中，不仅可以根据污染物进行化学清洗，还可以对不能溶解于药剂的杂质进行加压物理机械剥离。通过模拟现场动态运行情况，对反渗透膜用化学品进行筛选，避免因药剂使用不当而造成膜的二次污染。清洗用的反渗透膜壳采用正、反两个方向进水，并且在纯水侧伴有侧进压的清洗装置。通过此装置，可将被污染的膜元件通过其正反两个进水方向激活污染物质，彻底溶解剥离，并可对不易溶于药剂的污染物进行纯水侧进压，靠机械物理震动效力将污染物剥离脱落并排出系统。此外，该单元不但可随时进行电导率、压差及产水量恢复性测试，还可通过阀门切换将系统并联改为2∶1排列，通过模拟现场运行情况进行合理性药剂筛选，为反渗透膜的后期保运工作提供良好的建议，以避免因为药剂选择不当对膜元件造成的伤害。
本发明涉及到的自动控制模块D单元，主要由PLC程序控制器、上位机、组态程序、水质数据采集、数据分析、运行状态模拟屏等组成。控制方式设有手动控制模式和自动控制模式，整套系统具有连锁保护、顺序示别和报警功能。通过PLC内部的逻辑控制程序完成对各单元模块的驱动、切换、运行和停机的控制以及对各种传感器信号的采集。组态监控程序安装在上位机内，它可以完成对整套工艺运行的在线监控和对各模块的实时控制以及对工艺运行参数的修改。整个系统的最终目的是将连续运行状况下采集到的数据作为依据，给出最佳的清洗参数和最准确的运行数据。
本发明为一种新的味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置，其特征在于：装置主体由以下模块单元设备构件结构组成：
药剂罐模块单元A：第一药剂罐114、第二药剂罐115、第三药剂罐116、清水罐117、增压泵110；
保安过滤器模块单元B：保安过滤器201、高压泵203；
反渗透膜模块单元C：第一反渗透膜组件345、第二反渗透膜组件346、第三反渗透膜组件347、第四反渗透膜组件348、第五反渗透膜组件349、第六反渗透膜组件350；
自动控制模块单元D：工艺模块控制401、水质数据采集409、PLC程序控制器405、上位机406、组态程序407、数据分析408、药剂罐模块控制402、保安过滤器模块控制403、反渗透模块控制404。
附图说明
图1为本发明一种味精废水污染的反渗透膜离线清洗装置的结构示意图：
其中，药剂罐模块单元-A，保安过滤器模块单元-B，反渗透膜模块单元-C，包括：药剂罐-114，药剂罐-115，药剂罐-116，清水罐-117，增压泵-110，保安过滤器-201，高压泵-203，反渗透膜组件-345，反渗透膜组件-346，反渗透膜组件-347，反渗透膜组件-348，反渗透膜组件-349，反渗透膜组件-350，药剂罐114进口流量调节阀门-101，药剂罐114出口流量调节阀门-105，药剂罐115进口流量调节阀门-102，药剂罐115出口流量调节阀门-106，药剂罐116进口流量调节阀门-103，药剂罐116出口流量调节阀门-107，清水罐117进口流量调节阀门-104，清水罐117出口流量调节阀门-108，流量调节阀门-109，增压泵出口流量调节阀-112，保安过滤器出口流量调节阀-202，高压泵回流调节阀-205，高压泵出口流量调节阀-206，流量调节阀-301，反渗透模块正向进水流量调节阀-302，流量调节阀-303，流量调节阀-304，流量调节阀-305，流量调节阀-306，流量调节阀-307，流量调节阀-308，流量调节阀-309，流量调节阀-310，流量调节阀-311，流量调节阀-312，流量调节阀-313，流量调节阀-314，流量调节阀-315，流量调节阀-316，流量调节阀-317，流量调节阀-318，流量调节阀-319，流量调节阀-320，流量调节阀-321，流量调节阀-322，流量调节阀-323，流量调节阀-324，流量调节阀-325，流量调节阀-326，流量调节阀-327，流量调节阀-328，流量调节阀-329，流量调节阀-330，流量调节阀-331，流量调节阀-332，流量调节阀-333，流量调节阀-334，反渗透反向进水流量调节阀-335，流量调节阀-337，纯水侧流量加压调节阀-338，流量调节阀-339，流量调节阀-341，反渗透清洗循环调节阀-342，反渗透清洗排放调节阀-343，增压泵出口压力表-111，高压泵出口压力表-204，反渗透产水压力表-336，反渗透浓水排放压力表-344，增压泵出口流量计-113，高压泵出口流量计-207，反渗透产水电导仪-340。
图2为自动控制模块F结构示意图
其中，自动控制模块-D，包括：工艺模块控制-401、水质数据采集-409、PLC程序控制器-405、上位机-406、组态程序-407、数据分析-408、药剂罐模块控制-402、保安过滤器模块控制-403、反渗透模块控制-404、原水-410。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，对轻度污染的反渗透膜元件可以采用一种药剂进行清洗，打开阀门105，进行循环清洗操作，选择好药剂后经过增压泵110后进行增压，经保安过滤器过滤药液中可能存在细小颗粒后，经高压泵由阀门302控制进行正向循环清洗，通过回流阀门205控制进入膜元件清洗液流量，清洗液通过反渗透膜元件后通过阀门342返回清洗罐继续循环清洗，清洗结束后由清水罐低压冲洗，关闭循环阀门342打开阀门343，将冲洗液直接排放，冲至电导恢复至最低值，进行产水测试，通过反渗透元件进出口压力表测量压差，并测量产水量，确定需用其他药剂进行清洗，已经到达清洗终点。
清洗结束后的数据如下所示：清洗前进水端压力0.73MPa，段间压力0.60MPa，浓水端压力0.33MPa，产水量78.0m3/h，浓水流量36.0m3/h，产水电导130μs/cm，清洗后进水端压力0.68MPa，段间压力0.54MPa，浓水端压力0.43MPa，产水量79.0m3/h，浓水流量33.0m3/h，产水电导95μs/cm。
实施例2
如图1所示，对已经重度污染的反渗透膜元件需采用三种不同的药剂分别进行清洗，首先打开阀门105，进行循环清洗操作，选择好药剂后经过增压泵110后进行增压，经保安过滤器201过滤药液中可能存在细小颗粒后，经高压泵203由阀门302控制进行正向循环清洗，通过回流阀门205控制进入膜元件清洗液流量，清洗液通过反渗透膜元件后通过阀门342、101返回清洗罐继续循环清洗，清洗结束后由清水罐117低压冲洗，打开阀门108，关闭循环阀门342打开阀门343，将冲洗液直接排放；其次进行第二种药剂的清洗，为更好的去除膜表面的污染物，此次清洗采用反向循环清洗，打开阀门106，经过增压泵110、保安过滤器201后，经高压泵203由阀门335控制进行反向循环清洗，清洗液通过反渗透膜元件后通过阀门342、101返回清洗罐继续循环清洗，清洗结束后由清水罐低压冲洗，关闭循环阀门342打开阀门343，将冲洗液直接排放；再次进行第三种药剂的清洗，打开阀门107，经过增压泵110、保安过滤器201后，经高压泵203由阀门335控制进行反向循环清洗，清洗液通过反渗透膜元件后通过阀门342、101返回清洗罐继续循环清洗，清洗结束后由清水罐117低压冲洗，打开阀门108，关闭循环阀门342打开阀门343，将冲洗液直接排放；再次进行第三种药剂的清洗，此次清洗采用正向清洗，打开阀门107，经过增压泵110、保安过滤器201后，经高压泵203由阀门302控制进行正向循环清洗，清洗液通过反渗透膜元件后通过阀门342、101返回清洗罐继续循环清洗，清洗结束后由清水罐低压冲洗，关闭循环阀门342打开阀门343，将冲洗液直接排放，冲至电导恢复至最低值，进行产水测试，通过反渗透元件进出口压力表测量压差，并测量产水量，确定不需用其他药剂进行清洗，已经到达清洗终点。
清洗结束后的数据如下所示：清洗前进水端压力0.74MPa，段间压力0.56MPa，浓水端压力0.41MPa，产水量73.0m3/h，浓水流量41.0m3/h，产水电导114μs/cm，清洗后进水端压力0.65MPa，段间压力0.51MPa，浓水端压力0.46MPa，产水量90.0m3/h，浓水流量32.0m3/h，产水电导87μs/cm。
实施例3
通过阀门简便切换，将系统改为2∶1排列，模拟现场产水运行，在此基础上可模拟现场工况条件筛选出最佳反渗透膜用化学品，以延长反渗透膜的寿命，进而保障生产运行的连续性和稳定性。

Claims (1)

1.一种味精废水污染的反渗透膜的离线清洗装置，其特征在于：
装置主体结构由以下模块单元设备构件组成：
药剂罐模块单元A：第一药剂罐(114)、第二药剂罐(115)、第三药剂罐(116)、清水罐(117)、增压泵(110)；
保安过滤器模块单元B：保安过滤器(201)、高压泵(203)；
反渗透膜模块单元C：第一反渗透膜组件(345)、第二反渗透膜组件(346)、第三反渗透膜组件(347)、第四反渗透膜组件(348)、第五反渗透膜组件(349)、第六反渗透膜组件(350)；
自动控制模块单元D：工艺模块控制(401)、水质数据采集(409)、PLC程序控制器(405)、上位机(406)、组态程序(407)、数据分析(408)、药剂罐模块控制(402)、保安过滤器模块控制(403)、反渗透模块控制(404)；
其中：
药剂罐模块A单元，主要由药剂罐、增压泵、自动控制和管件阀门组成，在药剂罐模块A单元中泵、阀的启动顺序是由可编程序控制器自动实现的，通过在PLC控制程序中输入清洗时间和每个药剂罐的清洗数据信息实现泵、阀启停同步或切换；
保安过滤器模块B单元，主要由保安过滤器、高压泵、自动控制系统和阀门管件组成；保安过滤器的过滤精度是5μm，截留药剂掺入的细小颗粒，防止膜的损伤，滤芯的更换根据运行时进出口压差大小来决定；
反渗透膜模块C单元，主要由反渗透膜组件、自动控制系统、管阀件组成；在该单元中，根据污染物进行化学清洗，或者对不能溶解于药剂的杂质进行加压物理机械剥离；通过模拟现场动态运行情况，对反渗透膜用化学品进行筛选，避免因药剂使用不当而造成膜的二次污染；清洗用的反渗透膜壳采用正、反两个方向进水，并且在纯水侧伴有侧进压的清洗装置；通过此装置，将被污染的膜元件通过其正反两个进水方向激活污染物质，彻底溶解剥离，并对不易溶于药剂的污染物进行纯水侧进压，靠机械物理震动效力将污染物剥离脱落并排出系统；此外，该单元可随时进行电导率、压差及产水量恢复性测试，或者通过阀门切换将系统并联改为2∶1排列，通过模拟现场运行情况进行合理性药剂筛选，为反渗透膜的后期保运工作提供良好的建议，以避免因为药剂选择不当对膜元件造成的伤害；
自动控制模块D单元，主要由PLC程序控制器、上位机、组态程序、水质数据采集、数据分析、运行状态模拟屏组成；控制方式设有手动控制模式和自动控制模式，整套系统具有连锁保护、顺序识别和报警功能；通过PLC内部的逻辑控制程序完成对各单元模块的驱动、切换、运行和停机的控制以及对各种传感器信号的采集；组态监控程序安装在上位机内，可以完成对整套工艺运行的在线监控和对各模块的实时控制以及对工艺运行参数的修改；整个系统将连续运行状况下采集到的数据作为依据，最终给出最佳的清洗参数和最准确的运行数据。
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