CN106621815B - 一种智能控制超声清洗膜的超滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能控制超声清洗膜的超滤装置，其工作原理为：液体通过进水阀进入超滤系统完成超滤后从出水阀排出，当超滤膜的污染情况超过标准范围后，智能控制器控制超滤系统停止工作，打开清洗喷头进行液体喷洗，同时通知超声波发生器发出超声波，清洗完成后，打开排污阀排污，关闭超声系统和清洗模块。本发明的超滤装置可以将水清洗、化学清洗、超声辅助清洗相结合，整个控制过程自动操作，无需人工控制，可以根据污染情况配合最有效的清洗组合，节能环保，结构简单易操作。

Description

一种智能控制超声清洗膜的超滤装置
技术领域
本发明属于超滤装置制造技术领域，具体来讲是涉及一种智能控制超声清洗膜的超滤装置。
背景技术
超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称为超滤液；其超滤膜微孔可达0.01微米以下，能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物力作用下，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。
超滤技术的基本原理是在常温下以一定压力和流量，利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作为推动力，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留，从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术。
超滤技术的典型工艺流程：原液－储罐－加压泵－精密过滤器－中空超滤设备－储液罐－反洗水箱－反洗泵，因此超滤装置也应与超滤技术德工艺流程相对应，目前超滤技术的使用领域非常广泛，例如：(1)反渗透给水的预处理，高效、紧凑的超滤因过滤精度很高，可以为反渗透膜提供最大限度的保护；(2)大中型饮用水厂的深度处理；(3)市政及工业废水处理：超滤可比传统处理工艺提供更好的处理效果，实现中水、废水回用；(4)循环排污水回用净化处理；(5)污水中有用物质的回收；(6)矿泉水的制备、饮用水、井水的脱菌处理，去除水中各种悬浮物、胶体杂质，特别是去除隐孢子、鞭毛虫、大肠杆菌等致病微生物；(7)口服液、生物制品的除菌、澄清、纯化分离；(8)高纯水终端处理；(9)果汁、蛋白质、酶制剂的浓缩分离等。因此就需要超滤装置的应用能够更加长久，成本更加低廉，不仅仅局限在超滤膜的清洗，还需要整个清洗过程能够智能化得自动控制，减少人工成本及能源消耗成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种可以智能控制自动清洗，并结合超声波辅助深层清洗超滤膜的超滤装置。
本发明的技术方案如下：
一种智能控制超声清洗膜的超滤装置，主要包括超滤模块、超声清洗模块、智能控制模块，所述的超滤模块主要包括：进水阀、超滤系统、出水阀，待超滤的液体通过管道经进水阀进入超滤系统，超滤完成后经管道从出水阀排出，所述的进水阀和出水阀可以调节进出水管道水量和流速的大小；所述的超声清洗模块主要由超声波发生器、超声发射端、清洗喷头、清洗水管、清洗水箱、清洗进水管、排污阀组成，超声波发生器连接超声发射端给超滤系统提供超声波，清洗水箱中的水通过清洗进水管到达清洗喷头，清洗完成后通过排污阀将清洗后的废水排出；所述的智能控制模块主要包括传感器和智能控制器，所述的传感器通过螺丝固定在超滤系统的超滤膜上，通过导线连接到智能控制器，同时智能控制器通过导线连接超声波发生器和清洗水箱。
进一步的，所述的传感器是通过主体中的辐射源对超滤系统中的超滤膜发射辐射，每一个辐射源对应一个辐射接收元件，穿过超滤膜位于所述的传感器主体对应的位置中，接收传感器主体内的辐射，当超滤膜的污染情况符合超滤系统正常运行标准时，辐射接收元件收到的辐射值在标准范围内则不会给智能控制器发射信号，而当辐射接收元件收到的辐射值超过标准范围时则会给智能控制器发射信号，所述的信号是超滤膜的污染程度已经超过正常范围，需要进行清洗。
进一步的，所述的智能控制器包括：电源输入模块、ARM微处理器模块、功率驱动模块、超声波发生器控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块；所述的ARM微处理器模块接收到传感器发出的清洗信号数据后，对数据进行分析处理并将处理，处理后生成控制命令分别传送到超声波发生器控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块，所述的控制命令内容主要包括：关闭超滤模块，并停止运行，打开超声清洗模块，先打开清洗喷头进行喷洗，再打开超声波发生器通过超声发射端进行超声清洗，当清洗后的超滤膜达到标准要求时，传感器给智能控制器发射信号，则停止超声清洗。
进一步的，所述的超滤系统中的超滤膜是指中空纤维超滤膜，由聚偏氟乙烯材料制成，具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐氧化性、耐磨性，很高的抗涨强度和耐冲击性强度，还具有优良的耐紫外线和高能辐射性，具有50000-100000道尔顿的截止量，中空纤维膜的壁厚为200-300微米。
进一步的，所述的超声波发生器的功率为15W，所产生的超声波频率在5-15MHz。
进一步的，所述的清洗水箱顶部设置有试剂添加孔，所述的试剂是指用于超滤膜清洗的化学试剂；所述的清洗水管中装有过滤器，以防止清洗喷头堵塞。
进一步的，所述的清洗水管是隐藏在超滤装置的罐体内侧，螺旋状分布，使用金属卡子点式分布固定的。
进一步的，所述的超滤装置的工作原理为：待超滤的液体通过进水阀进入超滤系统完成超滤后从出水阀排出，当超滤膜的污染情况超过标准范围后，传感器发出清洗信号给智能控制器，智能控制器首先控制超滤系统停止工作，然后控制清洗模块开始工作，打开清洗喷头进行液体喷洗，同时通知超声波发生器发出超声波，通过超声发射端进行超声清洗，当清洗后的超滤膜污染达到标准范围后，传感器再次发出停止清洗信号给智能控制器停止清洗，清洗完成后，打开排污阀排污，关闭超声系统和清洗模块。
与现有技术相比，本发明的超滤装置具有以下优点：
1.通过传感器发出清洗信号给智能控制器，智能控制器可以控制超滤系统、清洗模块的运行，整个控制过程自动操作，无需人工控制；
2.本发明的超滤装置可以将水清洗、化学清洗、超声辅助清洗相结合，可以根据污染情况配合最有效的清洗组合，节能环保，结构简单易操作。
附图说明
图1是本发明所述的一种智能控制超声清洗膜的超滤装置的结构示意图。
其中，1-进水阀，2-超声发射端，3-清洗喷头，4-清洗水管，5-传感器，6-超滤系统，7-超声波发生器，8-排污阀，9-智能控制器，10-出水阀，11-清洗水箱，12-清洗进水管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图及具体实施例为例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
如图1所示，一种智能控制超声清洗膜的超滤装置，主要包括超滤模块、超声清洗模块、智能控制模块，所述的超滤模块主要包括：进水阀1、超滤系统6、出水阀10，待超滤的液体通过管道经进水阀1进入超滤系统6，超滤完成后经管道从出水阀10排出，所述的进水阀1和出水阀10可以调节进出水管道水量和流速的大小；所述的超声清洗模块主要由超声波发生器7、超声发射端2、清洗喷头3、清洗水管4、清洗水箱11、清洗进水管12、排污阀8组成，超声波发生器7连接超声发射端2给超滤系统6提供超声波，清洗水箱11中的水通过清洗进水管12到达清洗喷头3，清洗完成后通过排污阀8将清洗后的废水排出；所述的智能控制模块主要包括传感器5和智能控制器9，所述的传感器5通过螺丝固定在超滤系统6的超滤膜上，通过导线连接到智能控制器9，同时智能控制器9通过导线连接超声波发生器7和清洗水箱11。
其中，所述的传感器5是通过主体中的辐射源对超滤系统6中的超滤膜发射辐射，每一个辐射源对应一个辐射接收元件，穿过超滤膜位于所述的传感器主体对应的位置中，接收传感器主体内的辐射，当超滤膜的污染情况符合超滤系统6正常运行标准时，辐射接收元件收到的辐射值在标准范围内则不会给智能控制器9发射信号，而当辐射接收元件收到的辐射值超过标准范围时则会给智能控制器9发射信号，所述的信号是超滤膜的污染程度已经超过正常范围，需要进行清洗。所述的智能控制器9包括：电源输入模块、ARM微处理器模块、功率驱动模块、超声波发生器7控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块；所述的ARM微处理器模块接收到传感器发出的清洗信号数据后，对数据进行分析处理并将处理，处理后生成控制命令分别传送到超声波发生器7控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块，所述的控制命令内容主要包括：关闭超滤模块，并停止运行，打开超声清洗模块，先打开清洗喷头3进行喷洗，再打开超声波发生器7通过超声发射端2进行超声清洗，当清洗后的超滤膜达到标准要求时，传感器5给智能控制器9发射信号，则停止超声清洗。所述的超滤系统6中的超滤膜是指中空纤维超滤膜，由聚偏氟乙烯材料制成，具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐氧化性、耐磨性，很高的抗涨强度和耐冲击性强度，还具有优良的耐紫外线和高能辐射性，具有50000道尔顿的截止量，中空纤维膜的壁厚为250微米。所述的超声波发生器7的功率为15W，所产生的超声波频率在10MHz。所述的清洗水箱11顶部设置有试剂添加孔，所述的试剂是指用于超滤膜清洗的化学试剂；所述的清洗水管4中装有过滤器，以防止清洗喷头3堵塞。所述的清洗水管4是隐藏在超滤装置的罐体内侧，螺旋状分布，使用金属卡子点式分布固定的。
根据所述的实施例，现将本发明的超滤装置应用于某工业用水的处理中，具体的实施过程如下：将待超滤的工业用水通过进水阀1进入超滤系统6，并调节进水速度为3m3/min，打开出水阀10，完成超滤后从出水阀10排出，正常使用36h后，超滤膜的污染情况超过标准范围，传感器5发出清洗信号给智能控制器9，智能控制器9首先控制超滤系统6停止工作，然后控制清洗模块开始工作，打开清洗喷头3进行液体喷洗，同时通知超声波发生器7发出超声波，通过超声发射端2进行超声清洗，当清洗后的超滤膜污染达到标准范围后，传感器5再次发出停止清洗信号给智能控制器9停止清洗，清洗完成后，打开排污阀8排污，关闭超声系统6和清洗模块，整个清洗过程自动完成后，超滤系统开始正常工作。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种智能控制超声清洗膜的超滤装置，主要包括超滤模块、超声清洗模块、智能控制模块，其特种在于，所述的超滤模块主要包括：进水阀(1)、超滤系统(6)、出水阀(10)，待超滤的液体通过管道经进水阀(1)进入超滤系统(6)，超滤完成后经管道从出水阀(10)排出，所述的进水阀(1)和出水阀(10)可以调节进出水管道水量和流速的大小；所述的超声清洗模块主要由超声波发生器(7)、超声发射端(2)、清洗喷头(3)、清洗水管(4)、清洗水箱(11)、清洗进水管(12)、排污阀(8)组成，超声波发生器(7)连接超声发射端(2)给超滤系统(6)提供超声波，清洗水箱(11)中的水通过清洗进水管(12)到达清洗喷头(3)，清洗完成后通过排污阀(8)将清洗后的废水排出；所述的智能控制模块主要包括传感器(5)和智能控制器(9)，所述的传感器(5)通过螺丝固定在超滤系统(6)的超滤膜上，通过导线连接到智能控制器(9)，同时智能控制器(9)通过导线连接超声波发生器(7)和清洗水箱(11)；
所述的传感器(5)是通过主体中的辐射源对超滤系统(6)中的超滤膜发射辐射，每一个辐射源对应一个辐射接收元件，穿过超滤膜位于所述的传感器主体对应的位置中，接收传感器主体内的辐射，当超滤膜的污染情况符合超滤系统(6)正常运行标准时，辐射接收元件收到的辐射值在标准范围内则不会给智能控制器(9)发射信号，而当辐射接收元件收到的辐射值超过标准范围时则会给智能控制器(9)发射信号，所述的信号是超滤膜的污染程度已经超过正常范围，需要进行清洗；
所述的智能控制器(9)包括：电源输入模块、ARM微处理器模块、功率驱动模块、超声波发生器(7)控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块；所述的ARM微处理器模块接收到传感器发出的清洗信号数据后，对数据进行分析处理并将处理，处理后生成控制命令分别传送到超声波发生器(7)控制模块、清洗系统控制模块、超滤系统控制模块，所述的控制命令内容主要包括：关闭超滤模块，并停止运行，打开超声清洗模块，先打开清洗喷头(3)进行喷洗，再打开超声波发生器(7)通过超声发射端(2)进行超声清洗，当清洗后的超滤膜达到标准要求时，传感器(5)给智能控制器(9)发射信号，则停止超声清洗；
所述的超滤系统(6)中的超滤膜是指中空纤维超滤膜，具有50000-100000道尔顿的截止量，中空纤维膜的壁厚为200-300微米；
所述的超声波发生器(7)的功率为15W，所产生的超声波频率在5-15MHz；
所述的清洗水箱(11)顶部设置有试剂添加孔，所述的试剂是指用于超滤膜清洗的化学试剂；所述的清洗水管(4)中装有过滤器；
所述的清洗水管(4)是隐藏在超滤装置的罐体内侧，螺旋状分布，使用金属卡子点式分布固定的。
2.如权利要求1所述的一种智能控制超声清洗膜的超滤装置，其特征在于，所述的超滤装置的工作原理为：待超滤的液体通过进水阀(1)进入超滤系统(6)完成超滤后从出水阀(10)排出，当超滤膜的污染情况超过标准范围后，传感器(5)发出清洗信号给智能控制器(9)，智能控制器(9)首先控制超滤系统(6)停止工作，然后控制清洗模块开始工作，打开清洗喷头(3)进行液体喷洗，同时通知超声波发生器(7)发出超声波，通过超声发射端(2)进行超声清洗，当清洗后的超滤膜污染达到标准范围后，传感器(5)再次发出停止清洗信号给智能控制器(9)停止清洗，清洗完成后，打开排污阀(8)排污，关闭超声系统和清洗模块。
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