CN105597549A - 一种清洗纳滤膜的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的反向清洗纳滤膜的装置，其包括清洗液箱；高压变频泵；将高压变频泵分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧出水口流体连通的管线；将清洗液箱分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧入水口流体连通的管线。本发明还公开了一种改进的反向清洗纳滤膜的方法，其中根据纳滤膜的污堵情况，在清洗液箱中配制酸性或碱性清洗液；通过高压变频泵调整清洗液的压力；在阀门的控制下，使清洗液从纳滤膜的浓水侧进入，浸泡一段时间之后，冲洗；冲洗液分别从纳滤膜的浓水侧和淡水侧流出，各自循环至清洗液箱，由此实现对纳滤膜的反向清洗，能够更加彻底清洗纳滤膜组件中的堵塞物质，并且降低了人工劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及改进的清洗纳滤膜的装置，尤其涉及一种反向清洗纳滤膜的装置。本发明还涉及反向清洗纳滤膜的方法。
背景技术
纳滤装置是处理一级反渗透装置所产生浓水的主要装置。由于纳滤装置处理的废水电导率较高，并且前端保安过滤器不能实现较好的过滤效果，使得杂物容易进入纳滤膜组件。随着时间的推移，造成纳滤膜组件梯度浓差极化、降低了膜组件的透水率，从而降低了膜组件的脱盐率。
传统的化学清洗方法只对纳滤膜组件进行顺向化学清洗。纳滤膜组件中一些不能被化学试剂分解的堵塞物质被推向纳滤膜的更深处，造成严重堵塞。进一步，传统的化学清洗仅仅通过现场人员手动调节回流阀来控制清洗时的流量和压力，增加了岗位人员的劳动强度。
因此，仍需要一种能够更加彻底清洗纳滤膜组件中的堵塞物质，并且降低人工劳动强度的清洗方法和装置。
发明内容
本发明解决了传统化学清洗方法中存在的上述缺陷，提供了一种改进的纳滤膜化学清洗方法和装置。将传统的顺向清洗改为反向清洗，同时将传统的由回流阀控制清洗流量和压力，改为由高压变频泵变频控制，从而使纳滤膜的清洗更为彻底。
一个方面，本发明提供了一种反向清洗纳滤膜的装置，该装置包括：
-清洗液箱1；
-进水管线30；
-加热器25；
-酸储罐31；
-碱储罐32；
-清洗液泵2；
-保安过滤器3；
上述组件依次通过管线和阀门流体连通；
其特征在于，所述装置进一步包括：
-高压变频泵7，所述高压变频泵7与保安过滤器3通过管线流体连通，并且分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧出水口通过管线流体连通；清洗液箱1分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧入水口通过管线流体连通。
另一个方面，本发明还提供了一种反向清洗纳滤膜的方法，所述方法包括：
1)将水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况调节清洗液箱1中水的pH；
其中，当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将清洗液箱1中水的pH调节为1.5至2.5，获得酸性清洗液；当污堵物为有机物或微生物时，将清洗液箱1中水的pH调节为11.5至12.5，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至35℃至38℃的温度；
4)使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧的出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为25分钟至35分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.30Mpa至0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧的出水口流入而冲洗纳滤膜，接着从纳滤膜一段的浓水侧入水口和淡水侧出水口流出，然后各自循环至所述清洗箱1，其中冲洗时间为25分钟至35分钟；
6)使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧的出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为25分钟至35分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.30Mpa至0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧的出水口流入而冲洗纳滤膜，接着从纳滤膜二段的浓水侧入水口和淡水侧出水口流出，然后各自循环至所述清洗箱1，其中冲洗时间为25分钟至35分钟；
8)重复步骤4)-7)共3至5次。
优选地，在步骤1)中，所述水为一次水或者二级反渗透产水。
优选地，在步骤2)中，当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，所述pH为2.5，当污堵物为有机物或微生物时，所述pH为11.5。
优选地，在步骤3)中，所述温度为37℃。
优选地，在步骤4)中，所述浸泡时间为25分钟。
优选地，在步骤5)中，所述清洗压力为0.32Mpa。
优选地，在步骤5)中，所述冲洗时间为25分钟。
优选地，在步骤6)中，所述浸泡时间为25分钟。
优选地，在步骤7)中，所述清洗压力为0.32Mpa。
优选地，在步骤7)中，所述冲洗时间为25分钟。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
一、减少了清洗纳滤膜组件所用试剂的用量；
二、缩短了清洗纳滤膜组件的时间；
三、有效的消除浓差极化现象；
四、在改造过程中大多数利用原有化学清洗管线，极少改造新增管线和阀门，改造成本低；
五、可适用于一级反渗透装置与二级反渗透装置，因为这些装置与本发明的纳滤膜具有类似的结构。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式反向清洗纳滤膜一段和二段的装置和流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施作进一步详细说明。
实施例1
参考图1，本发明提供的反向清洗纳滤膜的装置包括：
-清洗液箱1；
-进水管线30；
-加热器25；
-酸储罐31；
-碱储罐32；
-清洗液泵2；
-保安过滤器3；
上述组件依次通过管线和阀门流体连通；
-高压变频泵7，所述高压变频泵7与保安过滤器3通过管线流体连通，并且分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧出水口通过管线流体连通；清洗液箱1分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧入水口通过管线流体连通。
实施例2
通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
1)将一次水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况调节清洗液箱1中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将酸储罐31中的H2SO4水溶液经泵22泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为2.5，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将碱储罐32中的NaOH水溶液经泵2泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为11.5，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至37℃的温度；
4)打开阀门26、4、5、9、11、28、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为25分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.32Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门12和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为25分钟；
6)打开阀门26、4、5、9、14、29、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为25分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.32Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门15和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧的出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为25分钟；
8)重复上述步骤4)至7)共4次；
9)打开阀门33、6、8、28、29和16并且关闭剩余阀门，启动提升泵34，使纳滤膜正常工作。
10)测量和计算清洗前后的进水压力、出水压力、进水电导率、出水电导率、产水流量、单支膜重量、清洗后提升的脱盐率和提升的产水率。结果见下面表1。
实施例3
本发明通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
1)将一次水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况，调节清洗液箱1中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将酸储罐31中的H2SO4水溶液经泵22泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为2.1，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将碱储罐32中的NaOH水溶液经泵2泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为11.8，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至36℃的温度；
4)打开阀门26、4、5、9、11、28、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为28分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.3Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门12和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为28分钟；
6)打开阀门26、4、5、9、14、29、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为28分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.3Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门15和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧的出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为28分钟；
8)重复上述步骤4)至7)共3次；
9)打开阀门33、6、8、28、29和16并且关闭剩余阀门，启动提升泵34，使纳滤膜正常工作。
10)测量和计算清洗前后的进水压力、出水压力、进水电导率、出水电导率、产水流量、单支膜重量、清洗后提升的脱盐率和提升的产水率。结果见下面表1。
实施例4
本发明通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
1)将二级反渗透产水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况，调节清洗液箱1中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将酸储罐31中的H2SO4水溶液经泵22泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为2.1，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将碱储罐32中的NaOH水溶液经泵2泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为12.1，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至38℃的温度；
4)打开阀门26、4、5、9、11、28、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为32分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.31Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门12和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为32分钟；
6)打开阀门26、4、5、9、14、29、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为32分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.31Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门15和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧的出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为32分钟；
8)重复上述步骤4)至7)共5次；
9)打开阀门33、6、8、28、29和16并且关闭剩余阀门，启动提升泵34，使纳滤膜正常工作；
10)测量和计算清洗前后的进水压力、出水压力、进水电导率、出水电导率、产水流量、单支膜重量、清洗后提升的脱盐率和提升的产水率。结果见下面表1。
实施例5
本发明通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
通过下述步骤反向清洗纳滤膜：
1)将一次水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况，调节清洗液箱1中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将酸储罐31中的H2SO4水溶液经泵22泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为1.5，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将碱储罐32中的NaOH水溶液经泵2泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为12.5，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至37℃的温度；
4)打开阀门26、4、5、9、11、28、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为35分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门12和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为35分钟；
6)打开阀门26、4、5、9、14、29、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为35分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，从浓水侧的入水口流出的冲洗液经阀门15和13循环至所述清洗液箱1，并且从淡水侧的出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为35分钟；
8)重复上述步骤4)至7)共4次；
9)打开阀门33、6、8、28、29和16并且关闭剩余阀门，启动提升泵34，使纳滤膜正常工作；
10)测量和计算清洗前后的进水压力、出水压力、进水电导率、出水电导率、产水流量、单支膜重量、清洗后提升的脱盐率和提升的产水率。结果见下面表1。
对比实施例
顺向清洗纳滤膜，包括下述步骤：
1)将一次水添加至清洗液箱1；
2)根据纳滤膜的污堵情况，调节清洗液箱1中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将酸储罐31中的H2SO4水溶液经泵22泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为2，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将碱储罐32中的NaOH水溶液经泵2泵送至清洗液箱1，使得清洗液箱中水的pH调节为12，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至36℃的温度；
4)打开阀门26、4、12、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为30分钟；
5)经高压变频泵7调整所述清洗液的压力为0.3Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧的入水口流入而冲洗纳滤膜，从纳滤膜一段的淡水侧出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为30分钟；
6)打开阀门26、4、12、15、29、17和27并且关闭剩余阀门，使所述清洗液经高压变频泵7从纳滤膜二段的浓水侧入水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为30分钟；
7)经高压变频泵7调整所述清洗液的清洗压力为0.3Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的淡水侧的出水口流出的冲洗液经阀门17和27循环至所述清洗液箱1，冲洗时间为30分钟；
8)重复上述步骤4)至7)共4次；
9)打开阀门33、6、8、28、29和16并且关闭剩余阀门，启动提升泵34，使纳滤膜正常工作；
10)测量和计算清洗前后的进水压力、出水压力、进水电导率、出水电导率、产水流量、单支膜重量、清洗后提升的脱盐率和提升的产水率。结果见下面表1。
表1清洗指标对照表
由上述表1可见，相比现有技术的顺向清洗，通过本发明的反向清洗，大大提高了纳滤膜装置清洗后脱盐率和产水率。
Claims (10)
1.一种反向清洗纳滤膜的装置，该装置包括：
-清洗液箱(1)；
-进水管线(30)；
-酸储罐(31)；
-碱储罐(32)；
-清洗液泵(2)；
-保安过滤器(3)；
上述组件依次通过管线和阀门流体连通；
其特征在于，所述装置进一步包括：
-高压变频泵(7)，所述高压变频泵(7)与所述保安过滤器(3)通过管线流体连通，并且分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧出水口通过管线流体连通；所述清洗液箱(1)分别与纳滤膜一段和二段的浓水侧入水口通过管线流体连通。
2.一种反向清洗纳滤膜的方法，所述方法包括下述步骤：
1)将水添加至清洗液箱(1)；
2)根据纳滤膜的污堵情况，调节所述清洗液箱(1)中水的pH；
其中，
当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，将所述清洗液箱(1)中水的pH调节为1.5至2.5，获得酸性清洗液；
当污堵物为有机物或微生物时，将所述清洗液箱(1)中水的pH调节为11.5至12.5，获得碱性清洗液；
3)将所述清洗液加热至36℃至38℃的温度；
4)使所述清洗液经高压变频泵(7)从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为25分钟至35分钟。
5)经所述高压变频泵(7)调整所述清洗液的压力为0.3Mpa至0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜一段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，接着从浓水侧入水口和淡水侧出水口流出，然后各自循环至所述清洗箱(1)，其中冲洗时间为25分钟至35分钟；
6)使所述清洗液经所述高压变频泵(7)从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入纳滤膜，浸泡，浸泡时间为30分钟至40分钟；
7)经所述高压变频泵(7)调整所述清洗液的清洗压力为0.3Mpa至0.33Mpa，使所述清洗液从纳滤膜二段的浓水侧出水口流入而冲洗纳滤膜，接着从纳滤膜二段的浓水侧入水口和淡水侧出水口流出，然后各自循环至所述清洗箱(1)，其中冲洗时间为25分钟至35分钟；
8)重复步骤4)-7)共3至5次。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述水为一次水或二级反渗透产水。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，当污堵物为无机盐沉积或重金属离子时，所述pH为2.5，当污堵物为有机物或微生物时，所述pH为11.5。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤3)中，所述温度为37℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤4)中，所述浸泡时间为25分钟。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤5)中，所述清洗压力为0.32Mpa，所述冲洗时间为25分钟。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤6)中，所述浸泡时间为25分钟。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤7)中，所述清洗压力为0.32Mpa，所述冲洗时间为25分钟。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤8)中，重复步骤4)-7)共3次。
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