CN102652902B - 一种浸入式中空纤维膜组件的清洗方法及设备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浸入式中空纤维膜组件的清洗方法及设备装置。本发明的要点在于，利用小流量、高扬程的清洗泵，使中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔形成清洗液的大流量循环流动，并且造成清洗药液从中空纤维膜的内腔向外侧的缓慢渗透，从而使中空纤维膜的所有部分都得到浸泡，保证清洗操作的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理设备，具体是一种浸入式中空纤维膜的清洗方法及设备装置。
背景技术
浸入式中空纤维膜组件多为帘式膜组件，膜丝呈垂直分布，用于水的过滤，也用于膜生物反应器(MBR)工艺中的固液分离。在其工作过程中，滤膜受杂质污染，发生污堵，膜的过滤性能下降，当膜污堵发展到一定程度就需要对膜进行清洗。目前的清洗方式可分为在线清洗和离线化学清洗两种形式。在线清洗采用清洗液由膜内侧反向通过膜孔并渗透至原水侧，达到洗脱附着在膜表面上的污染物。这种清洗方式通常耗时在1个小时以内，操作比较简便，但是很难保证膜系统或膜组件的所有膜丝都能接触到清洗液或接触同样的时长，而膜的污堵通常又是不均匀的，清洗效果因而很差，原因在于有限的清洗液会在污堵较轻因而透水性较好的的部分滤膜渗出。离线清洗则需要把膜组件拆卸出来并搬运到专门的清洗池，或者把膜池中的污水排空后再灌入清洗液，进行长时间的浸泡和冲洗。离线清洗需要大量的化学药剂和数小时到数十小时的操作时间，不仅工作量大，化学药剂消耗大，而且由于清洗操作耗时很多，给水处理厂的正常生产造成很大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浸入式中空纤维膜的清洗方法及设备装置，它能够在线实现常规清洗和化学清洗，并且保证清洗效果。
本发明所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法是：利用射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使得中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔形成一个循环回路；在射流管(9)内有喷管(9b)、喷嘴(9e)及其喉管(9f)，它们在射流管(9)的内部构成一个文丘里管。当进行常规在线清洗时，首先关闭出水阀(F2)，并打开清洗阀(F1)，然后启动清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到喉管(9f)中，此时喷嘴(9e)的高速射流经过喉管(9f)，形成强烈的抽吸作用，使前述由中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔形成的循环回路内形成清洗液的大流量循环流动，使中空纤维膜组件的每个膜元件、每
个膜元件的所有中空纤维膜的内腔在短时间内都充满清洗液并得到清洗液的冲洗；同时，清洗液会从中空纤维膜内部向外侧缓慢渗透，从而使得中空纤维膜被清洗液浸透并得到清洗，直到药液箱(1)内事先准备好的清洗液被用完或清洗程序终止。当进行化学清洗时：事先在药液箱(1)内配制足够数量的化学药液，之后先关闭出水阀(F2)，打开清洗阀(F1)，启动清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将化学药液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到喉管(9f)中，此时喷嘴(9e)的高速射流经过喉管(9f)，造成强烈的抽吸作用，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成的循环回路内形成清洗药液的大流量循环流动，中空纤维膜组件的每个膜元件、每个膜元件的所有中空纤维膜的内腔都在短时间内充满化学药液，同时化学药液会从中空纤维膜的内部向外侧缓慢渗透，从而使得膜组件的所有中空纤维膜都被化学药液浸透，中空纤维膜组件的所有中空纤维膜丝都得到有效的清洗。
所述的浸入式中空纤维膜的清洗方法，在于利用射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜元件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路，且由喷管(9b)、喷嘴(9e)和喉管(9f)在射流管(9)的内部构成文丘里管。清洗泵(2)以小流量高扬程的方式使清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)以高速射流通过喉管(9f)，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜元件的中空纤维膜内腔构成的循环回路内形成大流量循环流动。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，在于射流管(9)与喷嘴(9e)及喉管(9f)的具体安装配合关系是：喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置须在上集水管(6)之下，且喷嘴(9e)的中心与射流管(9)内置的喉管(9f)同轴，且喉管(9f)位于喷嘴(9e)的下方。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，在于中空纤维膜组件(5)的中空纤维膜内腔的流速为0.1～1.0m/s。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，在于清洗泵(2)的出口压力为0.2～1.0MPa。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，在于膜组件的滤膜总面积在200平方米以下的，采用1根射流管(9)与浸入式中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；对于膜组件的滤膜总面积在200平方米以上的，采用2根或2根以上的射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成2个或2个以上循环回路。
本发明所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置是：它包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)、出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)。其中射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)通过管路与射流管连接件(9a)连接，构成了清洗液的供应管路；膜组件正常工作时的出水管路则由上集水管(6)的另一端由管道与出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)连接而构成。所述的射流管(9)包括喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)。射流管(9)与喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)的具体安装配合关系是，喷管(9b)穿过喷管法兰盘(9c)的中央，且射流管法兰盘(9d)与喷管法兰盘(9c)由螺栓(10)固定连接，使喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置须位于上集水管(6)之下，喷嘴(9e)的中心与射流管(9)内置的喉管(9f)同轴，且喉管(9f)又在喷嘴(9e)的下方。其清洗操作过程是：首先关闭出水阀(F2)，打开清洗阀(F1)，开启清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到喉管(9f)中，当喷嘴(9e)的高速射流通过喉管(9f)时会形成强烈的抽吸作用，使得中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔所构成的循环回路内形成清洗液的大流量循环流动，从而使得中空纤维膜组件的每个膜元件、每个膜元件的所有中空纤维膜的内腔都能够得到清洗液的浸泡和冲洗，并且清洗液会通过中空纤维膜的微孔由膜内部向膜外侧渗透，从而使中空纤维膜得到清洗液的有效浸泡和清洗。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，它包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)、出水阀(F1)、出水泵(7)和出水管(8)。其特征在于射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔形成一个循环回路；膜组件正常工作时的出水管路由上集水管(6)的另一端由管路与出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)连接而成。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，在于清洗管路包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，在于膜组件正常工作时的出水管路包括上集水管(6)、出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)。
所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，在于射流管(9)与喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)和喷嘴(9e)的配合关系是，喷管(9b)穿过喷管法兰盘(9c)中央，且射流管法兰盘(9d)与喷管法兰盘(9c)由螺栓(10)固定连接，使喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置须位于上集水管(6)之下。
本发明的优点是：(一)用很小的流量就能够实现中空纤维膜内腔的大流量循环流动，降低清洗泵和清洗管道的造价，节省清洗管道所占的空间；(二)清洗药液在很短的时间里就能够均匀充满中空纤维膜组件的所有中空纤维膜的内腔，且不受膜的污堵程度及膜污染均匀与否的影响，从而使得膜组件的所有中空纤维膜在同一时刻开始得到清洗药液的浸泡。(三)清洗药液的喷射流速可以很方便地进行控制，从而可以精确地控制清洗操作所要持续的时间，或者可以精确地控制一次清洗所消耗的清洗药液的量。特别是在化学清洗时，利用小流量的清洗泵，实现中空纤维膜组件的中空纤维膜内腔的大流量循环冲洗，使中空纤维膜组件的每个膜元件的每个局部都能得到清洗药液的相同时间的浸泡，从而保证清洗效果。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1：本发明所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的第一种实施方式的结构示意图。
附图2：本发明所述的射流管(9)的结构图。
附图3：本发明所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的第二种实施方式的结构示意图。
附图4：本发明所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的第三种实施方式的结构示意图。
图中标注：1、药液箱；2、清洗泵；3、膜池；4、下集水管；5、浸入式中空纤维膜组件；6、上集水管7、出水泵；8、出水管9、射流管；9a、喷管连接管件9b、喷管；9c、喷管法兰盘；9d、射流管法兰盘；9e、喷嘴；9f、喉管；10、螺栓；F1、清洗阀、F2、出水阀。
实施例1：
本实施例描述了一种浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，适用于过滤面积在200平方米以下的浸入式中空纤维膜组件。
本例所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的结构如附图1所示，它包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)、出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)。由射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)通过管路与喷管连接管件(9a)连接，共同构成一个清洗液供应管路；膜组件正常工作时的出水管路由上集水管(6)的另一端通过管道与出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)连接而成。所述的射流管(9)包括喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)。射流管(9)与喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)的具体安装配合关系是，喷管(9b)穿过喷管法兰盘(9c)的中央，且射流管法兰盘(9d)与喷管法兰盘(9c)由螺栓(10)固定连接，使喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置，须位于上集水管(6)之下，且喷嘴(9e)的中心与射流管(9)内置的喉管(9f)同轴，且喉管(9f)又在喷嘴(9e)的下方。其清洗操作过程是：首先关闭出水阀(F2)，打开清洗阀(F1)，然后开启清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到喉管(9f)中，当喷嘴(9e)的高速射流通经过喉管(9f)时形成强烈的抽吸作用，使得中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔所构成的循环回路内形成清洗液的大流量循环流动，从而使得中空纤维膜组件的每个膜元件、每个膜元件的所有中空纤维膜都能够得到清洗液的浸泡和冲洗，并且清洗液会通过中空纤维膜的微孔由内腔向外侧渗透，从而使中空纤维膜得到有效的浸泡和清洗。本例所述的为喷嘴(9e)供应清洗液的清洗泵(2)的出口压力为0.2～0.6MPa，中空纤维膜的内腔的流速为0.1～1.0m/s。
实施例2：
本实施例描述了一种浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，适用于滤膜面积在200平方米以上的浸入式中空纤维膜组件。
本例所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的结构如附图3所示，它包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)、出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)。由两根射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)的两端分别联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔形成两个循环回路；药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)通过管道分别与两个喷管连接件(9a)连接，共同构成一个清洗液供应管路；膜组件正常工作时的出水管路则由上集水管(6)的一端利用四通经管道与出水阀(F2)、出水泵(7)、出水管(8)相连而成。所述的射流管(9)包括喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)。射流管(9)与喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)、喷嘴(9e)及喉管(9f)的具体安装配合关系是，喷管(9b)穿过喷管法兰盘(9c)的中央，且射流管法兰盘(9d)与喷管法兰盘(9c)由螺栓(10)固定连接，使喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置须位于上集水管(6)之下，且喷嘴(9e)的中心与射流管(9)内置的喉管(9f)同轴，且喉管(9f)又在喷嘴(9e)的下方。其清洗操作过程是：首先关闭出水阀(F2)，打开清洗阀(F1)，然后开启清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到喉管(9f)中，当喷嘴(9e)的高速射流通过喉管(9f)时形成强烈的抽吸作用，使得中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔所构成的循环回路内形成清洗液的大流量循环流动，从而使得中空纤维膜组件的每个膜元件、每个膜元件的所有膜丝内腔都能得到清洗液的浸泡和冲洗，并且清洗液会通过中空纤维膜的微孔由内腔向外侧渗透，从而使中空纤维膜得到有效的清洗。本例所述的为喷嘴(9e)提供清洗液的清洗泵(2)的出口压力为0.2～0.6MPa，中空纤维膜的内腔的流速为0.1～1.0m/s。
本实施例的优点在于：利用两根射流管(9)参与构成包括中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔在内的循环回路，减少了射流管(9)的口径，便于制造和安装。
实施例3：
本实施例描述了一种浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置。
本例所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置的结构如附图4所示，它包括药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)、射流管(9)、浸入式中空纤维膜组件(5)、上集水管(6)、下集水管(4)、出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)。由射流管(9)将浸入式中空纤维膜组件的上集水管(6)与下集水管(4)联通，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；药液箱(1)、清洗泵(2)、清洗阀(F1)通过管道与喷管连接件(9a)连接，共同构成一个清洗液供应管路；膜组件正常工作时的出水管路则由上集水管(6)的另一端由管道与出水阀(F2)、出水泵(7)和出水管(8)连接而构成。所述的射流管(9)包括喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)和喷嘴(9e)。射流管(9)与喷管连接管件(9a)、喷管(9b)、喷管法兰盘(9c)、射流管法兰盘(9d)和喷嘴(9e)的具体安装配合关系是，喷管(9b)穿过喷管法兰盘(9c)的中央，且射流管法兰盘(9d)与喷管法兰盘(9c)由螺栓(10)固定连接，使喷嘴(9e)与射流管(9)为同轴，喷嘴(9e)的位置须位于上集水管(6)之下。其清洗操作过程是：首先关闭出水阀(F2)，打开清洗阀(F1)，然后开启清洗泵(2)，以小流量高扬程的方式将清洗液经喷管(9b)由喷嘴(9e)喷射到射流管(9)中，当喷嘴(9e)的高速射流进入射流管(9)时形成强烈的抽吸作用，使中空纤维膜组件(5)的上集水管(6)、下集水管(4)、射流管(9)及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔所构成的循环回路内形成清洗液的大流量循环流动，从而使得中空纤维膜组件的每个膜元件、每个膜元件的所有中空纤维膜的内腔都能得到清洗液的浸泡和冲洗，并且清洗液会通过中空纤维膜的微孔由内腔向外侧渗透，从而使中空纤维膜得到有效的清洗。本例所述的为喷嘴(9e)提供清洗液的清洗泵(2)的出口压力为0.2～1.0MPa，中空纤维膜的内腔的流速为0.1～1.0m/s。
Claims (9)
1.一种浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，其特征在于利用射流管（9）将浸入式中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）与下集水管（4）联通，使中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）、下集水管（4）、射流管（9）及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；且由喷嘴（9e）和喉管（9f）在射流管（9）的内部构成文丘里管，清洗泵（2）以小流量高扬程的方式使清洗液由喷嘴（9e）以高速射流通过喉管（9f），使得中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）、下集水管（4）、射流管（9）及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成的循环回路内形成大流量循环流动。
2.如权利要求1所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，其特征在于射流管（9）与喷嘴（9e）及喉管（9f）的配合关系是：喷嘴（9e）与射流管（9）为同轴，喷嘴（9e）的位置须在上集水管（6）之下，且喷嘴（9e）的中心与射流管（9）内置的喉管（9f）同轴，且喉管（9f）位于喷嘴（9e）的下方。
3.如权利要求1所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，其特征在于中空纤维膜组件（5）的中空纤维膜的内腔的清洗液流速为0.1～1.0m/s。
4.如权利要求1所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，其特征在于清洗泵（2）的出口压力为0.2～1.0MPa。
5.如权利要求1所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗方法，其特征在于，膜组件的滤膜总面积在200平方米以下的，采用1根射流管（9）把浸入式中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）与下集水管（4）联通，使中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）、下集水管（4）、射流管（9）及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路；对于膜组件的滤膜总面积在200平方米以上的，采用2根以上射流管（9）把浸入式中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）与下集水管（4）联通，使中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）、下集水管（4）、射流管（9）及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成两个以上循环回路。
6.一种浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，它包括药液箱（1）、清洗泵（2）、清洗阀（F1）、射流管（9）、浸入式中空纤维膜组件（5）、上集水管（6）、下集水管（4）、出水阀（F1）、出水泵（7）和出水管（8），其特征在于，射流管（9）把浸入式中空纤维膜组件的上集水管（6）与下集水管（4）联通，使中空纤维膜组件（5）的上集水管（6）、下集水管（4）、射流管（9）及中空纤维膜组件的中空纤维膜的内腔构成一个循环回路。
7.如权利要求6所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，其特征在于，清洗管路包括药液箱（1）、清洗泵（2）、清洗阀（F1）、射流管（9）、浸入式中空纤维膜组件（5）、上集水管（6）、下集水管（4）。
8.如权利要求6所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，其特征在于，膜组件正常工作时的出水管路包括上集水管（6）、出水阀（F2）、出水泵（7）和出水管（8）。
9.如权利要求6所述的浸入式中空纤维膜组件的清洗设备装置，其特征在于，射流管（9）与喷管连接管件（9a）、喷管（9b）、喷管法兰盘（9c）、射流管法兰盘（9d）和喷嘴（9e）的配合关系是，喷管（9b）穿过喷管法兰盘（9c）的中央，且射流管法兰盘（9d）与喷管法兰盘（9c）由螺栓（10）固定连接，使喷嘴（9e）与射流管（9）为同轴，喷嘴（9e）的位置，须位于上集水管（6）之下。
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