CN106336070A - 一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高膜分离系统回收率的装置，包括：电子阻垢装置、膜分离组件、加药装置、控制系统、在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪；所述电子阻垢装置于膜分离进水管外壁上环绕安装，可在管道断面上产生交变电磁场，强化水中污染物颗粒的物理絮凝作用，提高膜分离效率与系统回收率；所述膜分离组件利用膜两侧压差进行固液分离；所述控制系统在收集并处理在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪等反馈数据，根据需要调整电子阻垢装置、加药装置运行频率；该方法适用于膜分离系统中，强化了絮凝效果、降低了药剂使用量、防止形成膜表面硬垢，最终提高了膜分离回收率。

Description

一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置
技术领域
本发明涉及利用分离膜进行固液分离领域，尤其污水、给水等水处理领域的一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置。
背景技术
膜分离技术是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。由于其具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程，特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。
根据分离物质的不同，膜分离过程可分为微滤(膜孔径0.05～2um)、超滤(0.0015～0.02um)、纳滤(膜孔径平均为2nm)、反渗透(膜孔径小于0.002um)、渗析、电渗析，产水量和回收率是分离膜性能的主要指标。其中，回收率是指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比，通常希望最大化以便提高经济效益。但是，由于待处理水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子等物质，将会与分离膜存在物理化学相互作用或机械作用，从而引起的在膜表面或膜孔内吸附、结垢、沉积等，造成膜表面污染(最常见的污染物有碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物等)，近而造成膜孔径变小或堵塞，严重影响产水量和回收率。膜表面中。
目前，控制膜污染、提高膜分离系统产水率和回收率的办法一般采用强化预处理、添加阻垢剂、化学清洗和物理冲洗等办法，以上办法均增加了设备投入及运行、药剂的大量使用等，大大增加了系统的建设和运行成本。
发明内容
本发明提供了一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置，可以有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供的一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置，包括：电子阻垢装置、膜分离组件、加药装置、控制系统、在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪；
所述的电子阻垢装置于膜分离进水管外壁上环绕安装，无需切断管道；电子阻垢装置可在管道断面上产生交变电磁场，该电磁场不但可以影响水中正负电荷运动，还可以向微小颗粒物施加电荷，从而使得拥有电荷的颗粒在电场作用下相互吸引、抱团及结晶，逐步变成较大的絮凝团，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于膜分离组件的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率；同时，该交变电磁场在管道轴向上又生成了可在水中传播的电磁波，通过电磁波的传播将结晶、絮凝作用延伸至整个水系统中，可有效防止了膜表面硬垢的形成；
所述的膜分离组件为依靠膜两侧压力差进行固液分离的所有膜分离设备，包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等；
所述的在线SDI仪、加药装置设置在电子阻垢装置前的进水管道上；所述的在线压力计在膜组件进出水两端均设置；所述的在线电导仪设置在膜分离组件后端出水管路上；以上仪表数据均实时传输至控制系统；
所述的控制系统收集并处理在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪等反馈数据，以此根据工艺需要调整电子阻垢装置、加药装置运行频率，强化絮凝效果、降低药剂使用量、防止形成膜表面硬垢，最终提高了膜分离回收率。
所述的加药装置可根据工艺要求投加絮凝剂、阻垢剂等药剂，其运行频率受控制系统的控制；
本发明的有益效果：
(1)本发明通过电子阻垢装置在管道断面上产生的交变电磁场，促进水中细小颗粒相互吸引、抱团及结晶并逐步变成较大的絮凝团，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于分离膜的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率；
(2)本发明通过电子阻垢装置在管道轴向上又生成的可在水中传播的电磁波，通过电磁波的传播将结晶、絮凝作用延伸至整个水系统中，可有效防止了膜表面硬垢的形成，降低了阻垢剂的使用量，最终提高了膜分离回收率。
附图说明：
图1：一种提高膜分离系统回收率的方法及其装置示意图。
附图标记说明：
1：电子阻垢装置；2：膜分离组件；3：加药装置；4：控制系统；5：在线SDI仪；6：在线压力计；7：在线电导仪
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明：
实施例1：
某化工厂以地下水做为生产水源，其水中硬度、硫酸盐等含量较高，其中电导率约为1850-2300，为确保产品质量，利用RO系统对地下水进行处理，但在运行过程中经常发现在RO反渗透膜上有硫酸钙垢生成，产水量与回收率均有降低的趋势，在投加阻垢剂及定期化学清洗、物理冲洗均未达到回收率稳定的效果。
如图1所示，对现有RO膜分离系统进行如下改造：在现有的RO膜分离组件(2)的总进水管段上安装电子阻垢装置(1)，在中控室增加控制系统(4)，并将现有加药装置(3)、在线SDI仪(5)、在线压力计(6)、在线电导仪(7)信号均引入控制系统。
系统改造完成后，电子阻垢装置(1)在管道断面上产生交变电磁场，影响水中正负电荷运动及向微小颗粒物施加电荷，从而使得水中拥有电荷的颗粒在电场作用下相互吸引、抱团及结晶，逐步变成较大的絮凝团，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于膜分离组件(2)的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率；同时，该交变电磁场在管道轴向上又生成了可在水中传播的电磁波，可有效防止了膜表面硬垢的形成；控制系统(4)在收集并处理在线SDI仪(5)、在线压力计(6)、在线电导仪(7)等反馈数据，根据需要调整电子阻垢装置(1)、加药装置(3)运行频率。
所述的加药装置(3)可根据工艺要求投加絮凝剂、阻垢剂等药剂，其运行频率受控制系统(4)的控制；
系统改造后在维持现有药剂投加情况下，第二天回收率由原来65％上升67％，运行数据经过2周波动变化后，一直稳定提升至72％；经过调整浓水阀，减少阻垢剂投加量20％后，在脱盐率不变的情况下，回收率已达到75％，同时延长了清洗周期。
本实例通过电子阻垢装置、控制系统的安装，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于分离膜的捕捉，防止了膜表面硬垢的形成，提高膜分离效率和系统回收率，有效降低了阻垢剂的使用量，延长了清洗周期。
实施例2：
实施例1：
某热电厂以“进水→絮凝沉淀→澄清→UF→RO→产水”工艺对地表水进行处理作为循环冷却水使用。其中，地表水硬度较高，其中电导率约为2500，运行过程中易在RO反渗透膜上生成硬垢，产水量与回收率不稳定。
如图1所示，对现有RO膜分离系统进行如下改造：在现有的RO膜分离组件(2)的总进水管段上安装电子阻垢装置(1)，在中控室增加控制系统(4)，并将现有加药装置(3)、在线SDI仪(5)、在线压力计(6)、在线电导仪(7)信号均引入控制系统。
系统改造完成后，电子阻垢装置(1)在管道断面上产生交变电磁场，影响水中正负电荷运动及向微小颗粒物施加电荷，从而使得水中拥有电荷的颗粒在电场作用下相互吸引、抱团及结晶，逐步变成较大的絮凝团，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于膜分离组件(2)的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率；同时，该交变电磁场在管道轴向上又生成了可在水中传播的电磁波，可有效防止了膜表面硬垢的形成；控制系统(4)在收集并处理在线SDI仪(5)、在线压力计(6)、在线电导仪(7)等反馈数据，根据需要调整电子阻垢装置(1)、加药装置(3)运行频率。
所述的加药装置(3)可根据工艺要求投加絮凝剂、阻垢剂等药剂，其运行频率受控制系统(4)的控制；
系统改造后，在脱盐率不变的情况下，RO膜分离系统15天回收率提高14.5％，阻垢剂投加量降低25％，延长了清洗周期。
本实例通过电子阻垢装置、控制系统的安装，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于分离膜的捕捉，防止了膜表面硬垢的形成，提高膜分离效率和系统回收率，有效降低了阻垢剂的使用量，延长了清洗周期。

Claims (7)

1.一种提高膜分离系统回收率的装置，包括：电子阻垢装置、膜分离组件、加药装置、控制系统、在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪；
所述电子阻垢装置于膜分离进水管外壁上环绕安装，可在管道断面上产生交变电磁场，强化水中污染物颗粒的物理絮凝作用，同时防止于膜表面形成硬垢；
所述膜分离组件利用膜两侧压差进行固液分离；
所述控制系统在收集并处理在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪等反馈数据，根据需要调整电子阻垢装置、加药装置运行频率。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子阻垢装置于膜分离进水管外壁上环绕安装，并在管道断面上产生沿管道轴向传播的交变电磁场；该电子阻垢装置形成的电场直接影响管道内液体中带电粒子的运动与电荷量，加快颗粒间相互吸引、抱团及结晶及较大絮凝团的形成、阻止分离膜表面硬垢产生，便于膜分离组件的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜分离组件为依靠膜两侧压力差进行固液分离的所有膜分离设备，包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的在线SDI仪、加药装置设置在电子阻垢装置前的进水管道上；所述的在线压力计在膜组件进出水两端均设置；所述的在线电导仪设置在膜分离组件后端出水管路上；以上仪表数据均实时传输至控制系统。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的控制系统收集并处理在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪等反馈数据，以此根据工艺需要调整电子阻垢装置、加药装置运行频率，强化絮凝效果、降低药剂使用量、防止形成膜表面硬垢，最终提高了膜分离回收率。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的加药装置可根据工艺要求投加絮凝剂、阻垢剂等药剂，其运行频率受控制系统的控制。
7.一种提高膜分离系统回收率的方法，其特征在于，该方法包括：
采用上述权利要求1～6任一项所述的提高膜分离系统回收率的装置；
进水根据工艺需要与药剂混合，混合后的进水通过安装有电子阻垢装置的管段；电子阻垢装置在管道断面上产生交变电磁场，影响水中正负电荷运动及向微小颗粒物施加电荷，从而使得水中拥有电荷的颗粒在电场作用下相互吸引、抱团及结晶，逐步变成较大的絮凝团，强化水中污染物的物理絮凝作用，便于分离膜的捕捉，提高膜分离效率和系统回收率；同时，该交变电磁场在管道轴向上又生成了可在水中传播的电磁波，可有效防止了膜表面硬垢的形成；控制系统在收集并处理在线SDI仪、在线压力计、在线电导仪等反馈数据，根据需要调整电子阻垢装置、加药装置运行频率；该方法适用于膜分离系统中，强化了絮凝效果、降低了药剂使用量、防止形成膜表面硬垢，最终提高了膜分离回收率。
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