CN114470959A - 一种采用膜技术的浓缩分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用膜技术的浓缩分离系统，包括原液罐、进料泵、精密过滤器、超滤膜组器、增压泵、保安过滤器、高压泵、纳滤膜组器、清液罐、浓缩液罐，以及反冲洗系统和浓缩液循环浓缩系统。所述浓缩分离系统采用物理筛分、梯级过滤的分离技术，物料通过连接管道和阀门依次经过所述精密过滤器、超滤膜组器、保安过滤器过滤提纯后，再进入纳滤膜组器进行精制分离，可以根据需要通过浓缩液循环浓缩系统进行多次循环浓缩提纯。本发明操作灵活、简单，运行稳定，适用于水处理以及无机物、有机物的分离和提纯，在水处理、生物、医药、化工领域有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种采用膜技术的浓缩分离系统。
背景技术
纳滤膜是介于超滤膜和反渗透膜之间的一种以压力驱动的膜。纳滤膜具有纳米级的膜孔径，并且膜上多数情况下带有电荷，所以纳滤膜在运行时可以截留住二价或多价离子和较大分子量的有机物，而允许部分单价离子通过。纳滤膜的操作压力和能耗介于超滤和反渗透之间，具有低操作压力、低能耗、高通量，以及相对较低的投入和维护成本等优势。由于性能独特，纳滤膜广泛应用于生物、医药、食品、化工和水处理等行业。
纳滤膜的膜孔径在1nm左右，通过孔径筛分和电荷作用，纳滤膜可筛除分子量大约在100～2000道尔顿的物质，在生物、医药和化工领域可以分离提纯部分多肽、小分子蛋白、有机中间体等物质，在水处理中可以选择性的截留部分离子。目前有很多关于纳滤膜在水处理（CN208964663U、CN211004983U、CN211847266U）和有机物中分离提纯（CN211025424U、CN104805008A、CN102399033A）的专利技术，但是这些工艺设备存在功能单一、操作不方便或运行不稳定的缺点。
本发明针对以上问题提供一种操作灵活、简单、运行稳定的、采用膜技术的浓缩分离系统，这种浓缩分离系统适用于水处理，以及小分子蛋白、多肽等有机物的分离、提纯，在水处理、生物、医药、化工领域有广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供一种操作灵活、简单、运行稳定、采用膜技术的浓缩分离系统，适用于水处理、小分子蛋白、多肽、以及医药中间体等有机物的分离、提纯。
本发明采取的技术方案为：一种采用膜技术的浓缩分离系统，包括原液罐、进料泵、精密过滤器、超滤膜组器、增压泵、保安过滤器、高压泵、纳滤膜组器、清液罐、浓缩液罐、以及反冲洗系统和浓缩液循环浓缩系统，其特征在于：所述采用膜技术的浓缩分离系统采用物理筛分、梯级净化的分离技术，根据不同的物料特性采用不同精度的精密过滤器、超滤膜组器、保安过滤器以及纳滤膜组器，物料通过连接管道和阀门依次经过所述精密过滤器、超滤膜组器、保安过滤器过滤提纯后，再进入所述纳滤膜组器进行精制分离，并且根据需要通过浓缩液循环浓缩系统进行多次循环浓缩提纯，所述精密过滤器、超滤膜组器和保安过滤器需定期反冲洗，反冲洗液采用所述清液罐中的清液，反冲洗后的料液回到原液罐继续进行分离提纯。
进一步地，所述精密过滤器的过滤材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、陶瓷、活性炭、不锈钢、钛合金等的一种，过滤精度为50～100微米。
进一步地，所述超滤膜组器由若干支并联连接的超滤膜组件组成，所述超滤膜组件为中空纤维超滤膜，超滤膜材料为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚四氟乙烯、磺化聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈的一种或多种，所述超滤膜组器的操作压力为0.1～0.5MPa，过滤精度为1～100微米。
进一步地，所述保安过滤器滤芯材料为聚丙烯熔喷料，过滤精度为0.5～10微米。
进一步地，所述纳滤膜组器由若干支并联连接的纳滤膜组件组成，所述纳滤膜组件为卷式膜或中空纤维膜的一种，纳滤膜材料为醋酸纤维素或芳香族聚酰胺的一种，所述纳滤膜组器的操作压力为0.2～1.0MPa，截留分子量为100～2000道尔顿。
进一步地，所述浓缩液循环浓缩系统中浓缩液的循环次数根据物料浓度要求确定，循环次数为0～5次。
进一步地，所述精密过滤器、超滤膜组器和保安过滤器的反洗周期为0.5～10小时，每次反洗的时间为0.5～5分钟。
与现有技术相比，本发明有以下优势：（1）采用物理筛分、梯级净化分离技术，无需添加化学药剂，物料逐级分离，工艺可靠性高，运行稳定。（2）工艺兼容性好，适用于水处理、化工、生物、医药多种应用场景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1是原液罐，2是进料泵，3是精密过滤器，4是超滤膜组器，5是增压泵，6是保安过滤器，7是高压泵，8是纳滤膜组器，9是浓缩液罐，10是浓缩液回流泵，11是清液罐，12是清洗泵。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
一种采用膜技术的浓缩分离系统，包括：原液罐1、进料泵2、精密过滤器3、超滤膜组器4、增压泵5、保安过滤器6、高压泵7、纳滤膜组器8、浓缩液罐9、浓缩液回流泵10、清液罐11、清洗泵12，设备与设备之间通过管道连接，设备的进出口均有阀门。
进一步地，所述原液罐1、浓缩液罐9、清液罐11材质为不锈钢、聚丙烯、高密度聚乙烯的一种，形状为方形、圆柱形的一种。
进一步地，所述精密过滤器3外壳为带封头的圆柱形不锈钢，过滤材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、陶瓷、活性炭、不锈钢、钛合金等的一种，过滤精度为50～100微米，精密过滤器3主要用于拦截溶液中的细颗粒物。
进一步地，所述超滤膜组器4由若干支并联连接的超滤膜组件组成，所述超滤膜组件的外壳为带封头的圆柱形工程塑料，超滤膜材料为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚四氟乙烯、磺化聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈的一种或多种，所述超滤膜组器4的操作压力为0.1～0.5MPa，过滤精度为1～100微米，超滤膜组器4主要用于去除水中的胶体、大分子有机物、细菌、病毒等污染物。
进一步地，所述保安过滤器6的外壳为带封头的圆柱形不锈钢，滤芯材料为聚丙烯熔喷料，过滤精度为0.5～10微米，保安过滤器6主要用于进一步拦截溶液中的细微颗粒物。
进一步地，所述纳滤膜组器8由若干支并联连接的纳滤膜组件组成，所述纳滤膜组件为卷式膜或中空纤维膜的一种，纳滤膜材料为醋酸纤维素或芳香族聚酰胺的一种，所述纳滤膜组器8的操作压力为0.2～1.0MPa，截留分子量为100～2000道尔顿，纳滤膜组器8主要用于分离溶液中小分子有机物、钙镁离子、重金属、大部分可溶性盐等物质。
分离过程中，原液从原液罐1经进料泵2进入精密过滤器3，去除掉部分细颗粒物后，进入超滤膜组器4，去除掉胶体、大分子有机物、细菌等物质，再经增压泵5进入保安过滤器6，进一步去除溶液中的微小细颗粒物，滤出液经高压泵7进入纳滤膜组器8，经纳滤膜滤出的浓缩液进入浓缩液罐9，经纳滤膜滤出的清液进入清液罐11。浓缩液通过浓缩液回流泵10回流，经高压泵7重新进入纳滤膜组器8进行浓缩分离，循环次数根据物料浓度要求确定，循环次数为0～5次。
精密过滤器3、超滤膜组器4和保安过滤器6需定期反冲洗，反冲洗液采用清液罐11中的清液，通过清洗泵12进行反冲洗，反冲洗周期为0.5～10小时，每次反冲洗的时间为0.5～5分钟，反洗液从精密过滤器3、超滤膜组器4和保安过滤器6出来后，进入原液罐1继续进行分离提纯或排出。
Claims (7)
1.一种采用膜技术的浓缩分离系统，包括原液罐、进料泵、精密过滤器、超滤膜组器、增压泵、保安过滤器、高压泵、纳滤膜组器、清液罐、浓缩液罐、以及反冲洗系统和浓缩液循环浓缩系统，其特征在于：物料依次经过所述精密过滤器、超滤膜组器、保安过滤器过滤提纯后，再进入所述纳滤膜组器进行精制分离，并且根据需要通过所述浓缩液循环浓缩系统进行多次循环浓缩提纯，所述精密过滤器、超滤膜组器和保安过滤器需定期反冲洗，反冲洗液采用所述清液罐中的清液，反冲洗后的料液回到原液罐继续进行分离提纯。
2.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述精密过滤器的过滤材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、醋酸纤维素、陶瓷、活性炭、不锈钢、钛合金等的一种，过滤精度为50～100微米。
3.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述超滤膜组器由若干支并联连接的超滤膜组件组成，所述超滤膜组件为中空纤维超滤膜，超滤膜材料为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚四氟乙烯、磺化聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈的一种或多种，所述超滤膜组器的操作压力为0.1～0.5MPa，过滤精度为1～100微米。
4.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述保安过滤器滤芯材料为聚丙烯熔喷料，过滤精度为0.5～10微米。
5.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述纳滤膜组器由若干支并联连接的纳滤膜组件组成，所述纳滤膜组件为卷式膜或中空纤维膜的一种，纳滤膜材料为醋酸纤维素或芳香族聚酰胺的一种，所述纳滤膜组器的操作压力为0.2～1.0MPa，截留分子量为100～2000道尔顿。
6.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述浓缩液循环浓缩系统中浓缩液的循环次数根据物料浓度要求确定，循环次数为0～5次。
7.根据权利要求1所述的一种采用膜技术的浓缩分离系统，其特征在于：所述精密过滤器、超滤膜组器和保安过滤器的反洗周期为0.5～10小时，每次反洗的时间为0.5～5分钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220513 |