CN103084070A - 一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法 - Google Patents

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包进锋
洪海云
陈甘
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Abstract

本发明涉及水质净化技术领域,尤其涉及并公开了一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,包括以下步骤:1)利用自来水对超滤设备的中空纤维超滤膜进行超滤膜反向冲洗,之后进行超滤膜正向冲洗;2)自来水对纳滤或反渗透设备的卷式膜进行卷式膜正向冲洗。本发明针对全屋分质供水装置的核心部件中空纤维超滤膜和卷式膜(纳滤膜或反渗透膜)的污染情况,通过停机时利用自来水原水对中空纤维超滤反向冲洗、超滤正向冲洗以及卷式膜(纳滤或反渗透)正向冲洗,有效的避免了中空纤维超滤膜和卷式膜(纳滤膜或反渗透膜)的严重污染,保证了系统的稳定运行,延长反渗透膜的使用寿命,降低系统的运行成本。

Description

一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法
技术领域
    本发明涉及水质净化技术领域,尤其涉及一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法。
背景技术
新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)已于2012年7月1日实施 ,生活饮用水需要达到106项水质监测标准,众多城市自来水厂通过采用新技术、新工艺、新设备对自来水进行深度处理。但是自来水还要经过漫长的管网才能输送至直接用户,而目前用户饮用水水质安全最大的问题,正是输送过程中的二次污染问题,由于管网改造需要投入巨资,同时工期较长,因此自来水供水管网更新改造短期内无法全面完成。因此家庭用水的安全性将是一个十分紧迫的问题。
目前市场也出现了一些技术来解决上述问题。以膜技术为核心的处理工艺和设备操作方便,净化出水水质优良等特点受到了社会青睐。但是膜污染如何防治,如何延长膜的使用寿命,降低设备的运行成本将是一个十分现实的问题。膜过滤设备实际运行中通常采用错流过滤的基本原理,是通过循环泵将要过滤的物质在不同孔径的滤膜孔道中做高速循环运动。在压力的作用下,滤液以切线通过的方式滤出;未滤液由于高速运动而形成湍流,不断冲洗膜棒的内表面,将少量附着在膜上的固形物带走,从而防止了滤膜的阻塞,保持过滤的正常进行。该过滤方式如果应用在家用或商用净水机上,由于运行时有浓水不断被排除系统外,因此将会造成大量的水资源浪费。
申请号为201110210427.0的专利采用分质供水的思路,设计了预处理单元+超滤单元+反渗透深度处理的处理工艺。其中膜的污染控制通过以下方式实现:超滤组件数量采用偶数单位,通过一组中空纤维超滤膜组件的产水对另外一组中空纤维超滤膜组件进行反向冲洗,并将该反洗水排除。在该反洗过程中,由于采用一组中空纤维超滤膜组件的产水对另外一组中空纤维超滤膜组件进行反向冲洗,反洗压力较小,反洗效果较差。而且,对后序的卷式膜(反渗透RO膜)没有提出污染控制的方法。
发明内容
针对现有防止分质净化装置膜污染的方法存在防污效果差、膜使用寿命短的缺陷,本发明提供一种防污能力强,能延长膜的使用寿命,降低系统的运行成本的防止全屋分质净化装置膜污染的方法。
为实现上述发明目的,本发明采用如下的技术方案:
一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,所述的全屋分质净化装置包括超滤设备、纳滤或反渗透设备,包括以下步骤:
1)利用自来水对超滤设备的中空纤维超滤膜进行超滤膜反向冲洗,之后进行超滤膜正向冲洗;
2)自来水对纳滤或反渗透设备的卷式膜进行卷式膜正向冲洗。
超滤膜采用中空纤维膜,材质为聚丙烯,聚偏氟乙烯,聚氯乙烯,聚砜或聚醚砜,截留分子量1000~200000道尔顿。中空纤维超滤膜组件根据组件结构不同分为外压式和内压式两种,外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透渗过中空纤维成为透过液,而截留的物质则汇集在中空纤维丝的外部。内压式中空纤维超滤膜则是原水先进入中空纤维丝内部,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透渗出过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空纤维丝的内部。本发明中,外压式和内压式两种结构的超滤膜均适用。
纳滤和反渗透膜是目前常见的卷式膜。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%。纳滤(NF)又被称作“疏松反渗透”,其孔径界于反渗透膜与超滤膜之间。纳滤膜操作压力也介于超滤和反渗透之间,较之反渗透膜有操作压力低和处理水量大的特点,而且纳滤膜分离技术在有效去除水中有害物质的同时,还能保留人体必须的大多数无机离子,且出水pH值变化不大。纳滤膜可有效去除大部分有机物。在相同的条件下,纳滤膜对高价离子的去除率大于其对低价离子的去除率。较之常规给水处理工艺,纳滤在去除重金属、小分子有机物等“三致”物质和维持饮用水生物安全性方面具有显著优势。
卷式膜(纳滤或反渗透)的冲洗通过两种方式控制:一是产水量累计到一定量,冲洗目的去除膜表面累计的污染物;二是每次使用后都需要冲洗,冲洗的目的是将运行时在浓水侧富集的无机离子和少量有机物冲出,防止在膜表面沉积而影响膜的寿命。
通过对超滤膜反洗,超滤膜和卷式膜正向冲洗的步骤,降低了膜的浓差极化现象,同时将膜壳和管路中的浓水置换,防治减缓了污染物在膜表面的沉积,从而延长膜的使用寿命。
作为优选,步骤1)所述的超滤膜反向冲洗时间为1-5秒,反向冲洗压力为0.05-0.15Mpa。
作为优选,步骤1)所述的超滤膜正向冲洗时间为1-5秒,正向冲洗压力为0-0.1Mpa。
作为优选,步骤2)所述的卷式膜正向冲洗时间为1-5秒,正向冲洗压力为0-0.1Mpa。                                   
本发明针对全屋分质供水装置的核心部件中空纤维超滤膜和卷式膜(纳滤膜或反渗透膜)的污染情况,通过停机时利用自来水原水对中空纤维超滤反向冲洗、超滤正向冲洗以及卷式膜(纳滤或反渗透)正向冲洗,有效的避免了中空纤维超滤膜和卷式膜(纳滤膜或反渗透膜)的严重污染,保证了系统的稳定运行,延长反渗透膜的使用寿命,降低系统的运行成本。
附图说明
图1为本发明第一实施例全屋分质净化装置的结构示意图。
图2为本发明第二实施例全屋分质净化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1、图2与具体实施方式对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种全屋分质净化装置,如图1所示,包括依次连接超滤膜单元3、纳滤膜单元5、紫外杀菌器6,其中自来水出水口与超滤膜单元3的进水口31相连接,超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51相连接,纳滤膜单元5的产水口52与紫外杀菌器6的进水口61连接,紫外杀菌器6的出水口62与家庭饮用水口83连接,所述超滤膜单元3的浓水口33、纳滤膜单元5的浓水口53分别与家庭初级用水口81、家庭二级用水口82连接。家庭初级用水口81与拖把池或马桶进水口连接,家庭二级用水口82与卫生间洗漱进水口或厨房洗涤进水口连接。
在所述的超滤膜单元3的进水口31与自来水出水口之间设置第一阀门71,自来水出水口与超滤膜单元3的产水口32之间设置第二阀门72,超滤膜单元3的浓水口33与家庭初级用水口81之间设置第三阀门73,超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51之间设置第四阀门74,纳滤膜单元5的浓水口53与家庭二级用水口82设置第五阀门75。,所述的第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74、第五阀门75均为电磁阀。
当装置累计运行5小时或纳滤产水20升或每次使用后,自动依次启动冲洗程序:即中空超滤膜反向冲洗、中空超滤膜正向冲洗和纳滤膜正向冲洗。
所述的超滤膜反向冲洗过程为:即关闭第一阀门71,开启第二阀门72,关闭第三阀门73,开启第四阀门74,自来水通过水压完成对外压式中空纤维膜的反冲洗,超滤膜反向冲洗时间为3秒,反向冲洗压力0.15MPa。反洗水由于可能含有悬浮物,直接排放。 
超滤膜正向冲洗过程为:即开启第一阀门71和电磁阀73,关闭电磁阀72 和电磁阀74,将膜表面可能附有的污染物带出。超滤膜正向冲洗时间为3秒,正向冲洗压力0.1 MPa。 
纳滤膜正向冲洗过程为:通过时控开关控制,开启第一阀门71,开启第三阀门73和第五阀门75时,利用自来水对纳滤膜表面进行冲洗。纳滤膜正向冲洗时间为3秒,正向冲洗压力0.05MPa。
通过对超滤膜反洗,超滤膜和纳滤膜的正向冲洗,降低了膜的浓差极化现象,同时将膜壳和管路中的浓水置换,防治减缓了污染物在膜表面的沉积,从而延长膜的使用寿命。
实施例2
一种全屋分质净化装置,如图2所示,包括依次连接的增压泵1、微滤过滤器2、超滤膜单元3、活性炭过滤器4、纳滤膜单元5、紫外杀菌器6,其中增压泵1连接在自来水出水口与微滤过滤器2的进水口21之间,微滤过滤器2的出水口22与超滤膜单元3的进水口31相连接,超滤膜单元3的产水口32与纳滤膜单元5的进水口51之间连接活性炭过滤器4,纳滤膜单元5的产水口52与紫外杀菌器6的进水口61连接,紫外杀菌器6的出水口62与家庭饮用水口83连接,所述超滤膜单元3的浓水口33、纳滤膜单元5的浓水口53分别与家庭初级用水口81、家庭二级用水口82连接。家庭初级用水口81与拖把池或马桶进水口连接,家庭二级用水口82与卫生间洗漱进水口或厨房洗涤进水口连接。
在所述的超滤膜单元3的进水口31与微滤过滤器2的出水口22之间设置第一阀门71,微滤过滤器2的出水口22与超滤膜单元3的产水口32之间设置第二阀门72,超滤膜单元3的浓水口33与家庭初级用水口81之间设置第三阀门73,超滤膜单元3的产水口32与活性炭过滤器4之间设置第四阀门74,纳滤膜单元5的浓水口53与家庭二级用水口82设置第五阀门75。
当装置累计运行5小时或纳滤产水20升或每次使用后,自动依次启动冲洗程序:即中空超滤膜反向冲洗、中空超滤膜正向冲洗和纳滤膜正向冲洗。
中空超滤膜反向冲洗、中空超滤膜正向冲洗和纳滤膜正向冲洗过程和实施例1相同,不同之处在于:超滤膜反向冲洗时间为5秒,反向冲洗压力0.08 MPa;超滤膜正向冲洗时间为1秒,正向冲洗压力0.05 MPa;纳滤膜正向冲洗时间为4秒,正向冲洗压力0.05 MPa。
通过对超滤膜反洗,超滤膜和纳滤膜的正向冲洗,降低了膜的浓差极化现象,同时将膜壳和管路中的浓水置换,防治减缓了污染物在膜表面的沉积,从而延长膜的使用寿命。
综上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围,凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,所述的全屋分质净化装置包括超滤设备、纳滤或反渗透设备,其特征在于:包括以下步骤:
1)利用自来水对超滤设备的中空纤维超滤膜进行超滤膜反向冲洗,之后进行超滤膜正向冲洗;
2)自来水对纳滤或反渗透设备的卷式膜进行卷式膜正向冲洗。
2.根据权利要求1所述的一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,其特征在于:步骤1)所述的超滤膜反向冲洗时间为1-5秒,反向冲洗压力为0.05-0.15Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,其特征在于:步骤1)所述的超滤膜正向冲洗时间为1-5秒,正向冲洗压力为0-0.1Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种防止全屋分质净化装置膜污染的方法,其特征在于:步骤2)所述的卷式膜正向冲洗时间为1-5秒,正向冲洗压力为0-0.1Mpa。
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