CN103949162B - 抽吸式膜系统在线自动排气装置及自动排气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽吸式膜系统在线自动排气装置及自动排气方法，可用于采用抽吸式运行的微滤膜、超滤膜、纳滤膜系统。抽吸式膜系统在线自动排气装置的气罐内设有液位控制器，集气罐的顶端与隔离阀的一端相连通，隔离阀的另一端与自动排气阀相连通；所述的集气罐的底端与进气阀的一端相连通，集气罐与进气阀之间连通进水阀；进气阀的另一端与膜系统相连通，进气阀的另一端还与膜系统反冲洗进水阀的一端、膜系统产水阀的一端相并联；反冲洗进水阀的另一端与膜系统反冲洗水泵连通；膜系统产水阀的另一端与膜系统产水泵连通。解决由于存留气体进入膜组件而造成膜组件损坏的问题，从而保证膜系统的稳定运行。

Description

抽吸式膜系统在线自动排气装置及自动排气方法

技术领域

本发明涉及一种抽吸式膜系统在线自动排气装置及自动排气方法，可用于采用抽吸式运行的微滤膜、超滤膜、纳滤膜系统。

背景技术

膜技术是一门崭新的实用技术，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便、工程造价低和用途广等特点，目前膜技术已在众多领域中得到广泛地应用。

膜系统的运行方式分为压力式和抽吸式两种。抽吸式膜系统由于运行压力低，能耗低、控制简单等优点被广泛应用。

在抽吸式膜系统运行过程中，由于其内部处于负压状态，在正常气压下溶解于水中的气体由于压力变小而析出，并在管路系统中不断聚集而形成气阻，增大过滤阻力，影响膜系统产水能力；严重时甚至形成气囊，使得膜系统失去产水能力。此外，由于管路接口等部位的轻微漏气，也有可能在负压状态下吸入空气从而加重上述现象的产生。

在抽吸式膜系统反冲洗时，管路中的气体亦会形成气阻，从而影响反冲洗效果。此外，管路中的气体可能会随着反洗冲水被压入膜组件，可能造成膜组件损坏。因此，及时排出抽吸式膜系统内部气体是保证膜系统正常运行的必要条件。以往为排出膜系统中的空气一般采用增设真空泵的方式。在每次反冲洗结束膜系统投入正常运行前采用真空泵抽气，以排出膜系统中存留的气体。但采用真空泵抽吸的方式仅能排出反冲洗结束时膜系统中存在的空气，并不能及时排出过程中由于负压而自水中析出的空气，因而效果有限。此外，采用真空示抽气的方式，需在膜系统中增加真空泵等大型设备，从而增加膜系统投资。此外还必需在控制系统中增加排气过程的控制环节，使得运行控制变得更为复杂。

发明内容

本发明为了克服现有膜系统在运行中由于管路集气所造成的过滤阻力增大等问题，提供了一种抽吸式膜系统在线自动排气装置及自动排气方法。

本发明采用如下技术方案：

抽吸式膜系统在线自动排气装置，包括集气罐；液位控制器；进气阀；进水阀；隔离阀；自动排气阀；膜系统反冲洗水泵；膜系统反冲洗进水阀；膜系统产水泵；膜系统产水阀；所述的集气罐内设有液位控制器，集气罐的顶端与隔离阀的一端相连通，隔离阀的另一端与自动排气阀相连通；所述的集气罐的底端与进气阀的一端相连通，集气罐与进气阀之间连通进水阀；进气阀的另一端与膜系统相连通，进气阀的另一端还与膜系统反冲洗进水阀的一端、膜系统产水阀的一端相并联；反冲洗进水阀的另一端与膜系统反冲洗水泵连通；膜系统产水阀的另一端与膜系统产水泵连通。

排气装置安装于膜系统出水总管的最高处；所述集气罐采用竖直安装的方式，其下部装有进气阀和进水阀，其上部安装有隔离阀，其内部安装有液位控制器，用于控制进气阀、进水阀和隔离阀的启闭；所述隔离阀的上部还安装有自动排气阀，用以自动排气；所述进水阀另一侧与压力水管道相连，该压力水可来源于自来水管道、增压泵或气压罐、膜系统抽吸泵出水等；所述液位控制器当检测到集气罐内水位低于低位设定值时，由液位控制器控制关闭进气阀，延迟一定时间后打开进水阀，再延迟一定时间后打开隔离阀；当集气罐内液位高于高位设定值时，由液位控制器控制关闭进水阀，延迟一定时间后关闭隔离阀，再延迟一定时间后打开进气阀；所述进气阀、隔离阀亦受膜系统反冲洗水泵或反冲洗进水阀控制，当反冲洗水泵或反冲洗进水阀打开时，进气阀和隔离阀随之开启；而当膜系统反冲洗水泵或反冲洗进水阀处于关闭状态时，进气阀和隔离阀受液位控制器控制。

优选的：进气阀、进水阀和隔离阀为电磁阀、电动阀或气动阀。

抽吸式膜系统在线自动排气装置自动排气方法如下：

1）、开始膜系统，让膜系统正常运行过程中，

2）、通过具有坡度的出水管将由于抽吸作用所产生负压而逸出的气体和由于管道系统漏气而吸入的气体汇集并暂存于置于高处的集气罐中；

3）、随着集气罐内气体的不断增多，集气罐内的液位不断下降，当液位下降到设定值时，液位控制器控制自动排气阀将气体自动排出。

当集气罐内液位低于低位设定值时，由液位控制器控制关闭进气阀，延迟一定时间后打开进水阀，再延迟一定时间后打开隔离阀；当集气罐内液位高于高位设定值时，由于液位控制器控制关闭进水阀，延迟一定时间后关闭隔离阀，再延迟一定时间后打开进气。延迟时间为3~5秒。

在反冲洗时：膜系统反冲洗泵或膜系统反冲洗进水阀控制进气阀和隔离阀，当膜系统反冲洗泵启动或膜系统反冲洗进水阀打开时，进气阀和隔离阀亦随之打开；当膜系统反冲洗泵或膜系统反冲洗进水阀处于关闭状态时，进气阀和隔离阀受液位控制器控制。

有益效果

本发明提供的一种抽吸式膜系统自动排气方法及其装置，相比现有技术具有以下有益效果：1. 能够自动及时地排除膜系统正常运行过程中由于抽吸作用所产生负压而自水中逸出的气体及由于管路系统漏气而吸入的气体，从而解决了气体在管路系统中聚集形成气囊而影响膜系统过水能力的问题，并且不影响膜系统的正常运行。2. 能够自动地排出膜系统内存留的空气，解决了膜系统反冲洗时气体进入膜组件而造成的膜组件损坏的问题。

综上所述，本发明所提供的抽吸式膜系统在线自动排气方法和装置可有效地排除抽吸式膜系统正常运行时所析出的气体，从而解决了由于析出气体所致的膜系统过水能力下降的问题，并且不影响膜系统的正常运行；同时本发明所提供的抽吸式膜系统在线自动排气方法和装置亦可在膜系统进行反冲洗时自动排除膜系统内所存留的气体，从而解决由于存留气体进入膜组件而造成膜组件损坏的问题，从而保证膜系统的稳定运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中1是1为集气罐；2为液位控制器；3为进气阀；4为进水阀；5为隔离阀；6为自动排气阀；7为膜系统反冲洗水泵；8为膜系统反冲洗进水阀；9为膜系统产水泵；10为膜系统产水阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图所示：1、抽吸式膜系统在线自动排气装置，包括集气罐1；液位控制器2；进气阀3；进水阀4；隔离阀5；自动排气阀6；膜系统反冲洗水泵7；膜系统反冲洗进水阀8；膜系统产水泵9；膜系统产水阀10；所述的集气罐1内设有液位控制器2，集气罐1的顶端与隔离阀5的一端相连通，隔离阀5的另一端与自动排气阀6相连通；所述的集气罐1的底端与进气阀3的一端相连通，集气罐1与进气阀3之间连通进水阀4；进气阀3的另一端与膜系统相连通，进气阀3的另一端还与膜系统反冲洗进水阀8的一端、膜系统产水阀10的一端相并联；反冲洗进水阀8的另一端与膜系统反冲洗水泵7连通；膜系统产水阀10的另一端与膜系统产水泵9连通。

一个竖直安装的集气罐1，用于暂时储存抽吸式膜系统正常运行过程中所析出气体和由于管路系统漏气所吸入的气体，其中安装有液位控制器2，其底部与进气阀3连接，其上部安装隔离阀5；

一个液位控制器2，安装于集气罐中，用以控制进气阀3、进水阀4和隔离阀5的开启与关闭。当液位控制器2检测到集气罐1内水位低于低位设定值时，由液位控制器2控制关闭进气阀3，延迟3~5秒后打开进水阀4，再延迟3~5秒后打开隔离阀5。当集气罐内液位高于高位设定值时，由于液位控制器2控制关闭进水阀4，延迟3~5秒后关闭隔离阀5，再延迟3~5秒后打开进气阀3。

一个进气阀3，垂直安装于膜系统出水总管最高处，另一端安装于集气罐1底部，用于在排气时将膜系统与排气装置隔开，其受液位控制器2和膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8的双重控制：当膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8开启时，进气阀3随之开启；而当膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8处于关闭状态时，进气阀3受液位控制器2控制。

一个进水阀4，安装于集气罐1底部，其另一端与压力水管道相连中，该压力水可来源于自来水管道、增压泵或气压罐、膜系统产水泵出水等；进水阀的启闭受液位控制器2的控制。

一个隔离阀5垂直安装于集气罐顶部，其上端与自动排气阀相连，用于在膜系统正常运行时隔离排气装置内的负压与外压大气压；隔离阀5的启闭受液位控制器2和膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8的双重控制：当膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8开启时，隔离阀5随之开启；而当膜系统反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8处于关闭状态时，隔离阀5受液位控制器2控制。

一个自动排气阀6垂直安装于隔离阀5的顶部，用于排除集气罐内部的气体并防止通过进水阀4进入的压力排出系统。

关于抽吸式膜系统在线自动排气装置工作状态的说明。抽吸式膜系统在线自动排气装置分为集气状态、排气状态和膜系统反冲洗排气状态三种状态。下面分别说明：

在膜系统正常运行过程中，通过具有一定坡度的管路将由于抽吸作用所产生负压而自水中逸出的气体和由于管道系统漏气而吸入的空气汇集并存储于置于高处的集气罐中，当集气罐内液位低于设定值时，利用压力水充入集气罐并将已收集的气体通过自动排气阀排出，从而解决抽吸式膜系统在运行过程中由于负压而析出的气体在管路中聚集形成气囊影响过水能力的问题；随着集气罐内气体的排出，液位不断升高，当集气罐内液位高于设定值时，切断压力水，系统又进入集气状态。在膜系统进行反冲洗时，利用反冲洗水的压力将集气罐中收集的气体通过安装于其上端的自动排气阀排除，同时也将反冲洗泵启动时管路中可能存在的气体经排气装置排除，从而解决膜系统反冲洗时气体进入膜丝造成膜系统损坏的问题和形成气阻影响反冲洗效果的问题。

装置各阶段运行状态如下：

排气状态：当液位控制器2检测到集气罐1内液位降到低位设定值时，抽吸式膜系统在线自动排气装置即进入排气状态；在液位控制器2的控制作用下关闭进气阀3， 延迟3秒后开启进水阀4，再延迟3秒后开启隔离阀5，此时集气罐1内的气体在压力水作用下经自动排气阀6排出；随着气体的不断排出，集气罐1内的液位逐渐升高。

集气状态：当液位控制器2检测到集气罐1内液位达到高位设定值时，抽吸式膜系统在线自动排气装置即进入集气状态：在液位控制器2的控制作用下关闭进水阀4， 延迟3秒后关闭隔离阀5，再延迟3秒后开启进气阀3；此时由于抽吸作用所产生负压而逸出的气体所形成的气泡在浮力和膜系统出水水流的带动下沿膜系统出水管向高处移动，汇集并暂存于集气罐1中，集气罐1中的水位不断下降。

膜系统反冲洗排气状态：在抽吸式膜系统进行反冲洗时，即反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8打开时，抽吸式膜系统在线自动排气装置即进入膜系统反冲洗排气状态。受反冲洗水泵7或反冲洗进水阀8的控制，进气阀3和隔离阀5开启，在反冲洗水压力的作用下，集气罐内气体经自动排气阀6排出系统。

采用本发明所起到的作用。采用本发明所述的抽吸式膜系统在线自动排气方法及其装置，可以在系统运行过程中实现多次排气，有效减小集气装置体积和造价，同时也能有效解决抽吸式膜系统在运行过程中由于逸出的气体以及由于管道系统漏气而吸入的气体在管路中聚集形成气囊影响过水能力和膜系统反冲洗时气体进入膜丝造成膜系统损坏的问题以及形成气阻影响反冲洗效果的问题，从而保障抽吸式膜系统的高效稳定运行。

上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。

Claims (2)

1.抽吸式膜系统在线自动排气装置的自动排气方法，抽吸式膜系统在线自动排气装置，包括集气罐（1）；液位控制器（2）；进气阀（3）；进水阀（4）；隔离阀（5）；自动排气阀（6）；膜系统反冲洗水泵（7）；膜系统反冲洗进水阀（8）；膜系统产水泵（9）；膜系统产水阀（10）；所述的集气罐（1）内设有液位控制器（2），集气罐（1）的顶端与隔离阀（5）的一端相连通，隔离阀（5）的另一端与自动排气阀（6）相连通；所述的集气罐（1）的底端与进气阀（3）的一端相连通，集气罐（1）与进气阀（3）之间连通进水阀（4）；进气阀（3）的另一端与膜系统相连通，进气阀（3）的另一端还与膜系统反冲洗进水阀（8）的一端、膜系统产水阀（10）的一端相并联；反冲洗进水阀（8）的另一端与膜系统反冲洗水泵（7）连通；膜系统产水阀（10）的另一端与膜系统产水泵（9）连通；液位控制器（2）控制进气阀（3）、进水阀（4）、隔离阀（5）的开启与关闭；进气阀（3）的位置高于膜系统顶端，用于在排气时将膜系统与排气装置隔开；进水阀（4）用于控制外界压力水进入集气罐（1）；所述的隔离阀（5）垂直安装于集气罐（1）的顶部，其隔离阀（5）的顶端与自动排气阀（6）相连，用于在膜系统正常运行时隔离排气装置内的负压与外界大气压；所述的自动排气阀（6）垂直安装于隔离阀（5）的顶部，用于排除集气罐（1）内部的气体；该自动排气装置安装于具有一定坡度的膜系统出水管的最高处；其特征在于：自动排气方法如下：

1）、开始膜系统，让膜系统正常运行过程中，

2）、通过具有坡度的出水管将由于抽吸作用所产生负压而逸出的气体和由于管道系统漏气而吸入的气体汇集并暂存于置于高处的集气罐（1）中；

3）、随着集气罐（1）内气体的不断增多，集气罐（1）内的液位不断下降，当液位下降到设定值时，液位控制器（2）控制自动排气阀（6）将气体自动排出；

步骤3）中当集气罐（1）内液位低于低位设定值时，由液位控制器（2）控制关闭进气阀（3），延迟一定时间后打开进水阀（4），再延迟一定时间后打开隔离阀（5）；当集气罐（1）内液位高于高位设定值时，由于液位控制器（2）控制关闭进水阀（4），延迟一定时间后关闭隔离阀（5），再延迟一定时间后打开进气阀（3）。

2.根据权利要求1所述的抽吸式膜系统在线自动排气装置的自动排气方法，其特征在于：在反冲洗时：膜系统反冲洗水泵（7）或膜系统反冲洗进水阀（8）控制进气阀（3）和隔离阀（5），当膜系统反冲洗水泵（7）启动或膜系统反冲洗进水阀（8）打开时，进气阀（3）和隔离阀（5）亦随之打开；当膜系统反冲洗水泵（7）或膜系统反冲洗进水阀（8）处于关闭状态时，进气阀（3）和隔离阀（5）受液位控制器（2）控制。