CN115487682B - 一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动棒、应用振动棒改进超滤膜清洗的系统及方法，涉及化学增强清洗技术领域。本发明包括振动棒，以及化学增强反洗单元，包括常规反洗管路、超滤化学反洗管路、超滤膜组件、快冲管路和排放管路；CIP化学清洗单元，包括进液管路和回液管路。本发明的有益效果：通过在超滤进水管道开孔，以法兰盘方式加装外接超声波发生器的振动棒，在浸泡步骤中介入超声波高频振荡，增加了污染物浸泡振荡后被反向冲洗水排出系统的概率。提升了整个化学增强反洗(CEB)的清洗效果，为有效降低超滤膜透膜压差，维持超滤膜组件长周期低压力区间运行，对减少CIP化学清洗给超滤膜运行寿命和运行经济性的负面影响起到了积极作用。

Description

一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统及方法

技术领域

本发明涉及化学加强清洗技术领域，特别是一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统及方法。

背景技术

水车超滤膜（UF）过滤精度为0.001~0.1微米，形式为内压进水，膜组件可滤除拦截水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，在滤除过程中，膜组件透膜压差（平均透膜压差＝（P进＋P出）/2－P产水）会出现逐步上升的情况。

为确保超滤膜在低压差范围内（即＜0.1Mpa）长周期稳态运行，可通过以下三种方式进行运维：常规反洗，化学增强反洗（CEB），CIP化学清洗。常规化学清洗周期为1小时一次，清洗时长为3分钟，利用冲洗水反向流动将拦截在膜面上的污染物冲出系统，全程无需化学药剂参与，环保但效果一般。化学增强反洗（CEB）的清洗周期为24小时一次，清洗时长为30分钟，它是在常规反洗的基础上增加HCl酸清洗或NaOH+NaClO碱清洗将附着在膜面上的污染物冲出系统，两者的清洗时间顺序和先后分配为：超滤膜运行24小时先进行NaOH+NaClO碱清洗，运行48小时后再进行HCl酸清洗，48小时完成一整套碱洗+酸洗的操作如此往复进行，全程需少量化学药剂参与，效果相较常规反洗好，环保性一般。CIP化学清洗的清洗周期是根据超滤膜透膜压差情况来决定，达到0.1Mpa进行清洗，一般为半年至1年，清洗时长约为7小时，整个过程分为：化学增强反洗（CEB）ð碱洗逆循环ð浸泡ð正循环ð浸泡ð冲洗ð酸洗逆循环ð浸泡ð正循环ð浸泡ð冲洗。全程需大量化学药剂参与，效果最好，但环保型较差，对超滤膜材料的损耗伤害也最大。

因此，为了保证超滤膜的长生命周期运行，优化现有的运维方式，在保证超滤膜透膜压差维持在低区域范围内稳态运行的前提下，最大程度减少对膜组件造成最多伤害的CIP化学清洗的次数是解决问题的关键。

在某些清洗系统中，引入了超声波清洗，但是使用的超声波振动棒结构简单，超声波传递效果不佳，且棒体易受到液体的超声波反向冲击。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的一个技术问题是如何提高超声波振动棒的超声波效果，以及保护棒体免受液体的超声波反向冲击。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种振动棒，其包括振动单元，包括超声波振动棒，所述超声波振动棒与超声波发生器电性连接。

作为本发明所述振动棒的一种优选方案，其中：所述超声波振动棒包括主棒体，所述主棒体外表面对称布置有若干传递筒，所述主棒体内腔和传递筒内腔相贯通，所述传递筒外表面开设有若干弧形凹槽，所述传递筒内腔壁上设置有若干超声波换能器，所述超声波换能器与超声波发生器电性连接。

作为本发明所述振动棒的一种优选方案，其中：所述超声波振动棒一端设置有第一法兰盘，所述法兰盘一端固定连接有防护套，所述主棒体位于防护套内，所述传递筒贯穿防护套。

本发明的一个有益效果：

通过从主棒体延伸出的传递筒，使得弧形凹槽的数量更多，产生的超声波效果更好；此外，通过防护套保护主棒体，因为这样主棒体不直接接触超声波换能器，也不受到液体的超声波方向冲击，从而提高了超声波振动棒的使用寿命。

本发明所要解决的第二个技术问题是如何提升化学增强反洗（CEB）尤其针对超滤膜组件的清洗效果，从而减少CIP化学清洗的次数。

为解决上述第二个技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其包括上述的振动棒；以及化学增强反洗单元，包括常规反洗管路、超滤化学反洗管路、超滤膜组件、快冲管路和排放管路；CIP化学清洗单元，包括进液管路和回液管路。

作为本发明所述应用振动棒改进超滤膜反洗的系统的一种优选方案，其中：常规反洗管路包括常规反洗进水总管、第一常规反洗管路和第二常规反洗管路；所述常规反洗进水总管上设有超滤进口总阀和第一压力表，所述常规反洗进水总管输入端接收清水过滤器的来水，输出端分别与第一常规反洗管路、第二常规反洗管路的输入端相连；所述第一常规反洗管路上依次流过第一超滤进水阀、超滤膜组件和第一超滤出水阀；所述第二常规反洗管路上依次流过第二超滤进水阀、超滤膜组件和第二超滤出水阀，所述第二常规反洗管路上设有第一排气阀；所述第一常规反洗管路和所述第二常规反洗管路共用第一排气阀；所述第一常规反洗管路上设置有第二法兰盘，所述第二法兰盘和第一法兰盘螺栓连接，所述超声波振动棒能够插入所述常规反洗管路内部。

作为本发明所述应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的一种优选方案，其中：所述超滤化学反洗管路包括超滤进水管路、超滤工作管路和超滤回水管路；所述超滤进水管路依次流过超滤产水箱、超滤反洗水泵、超滤化学反洗过滤器和超滤产水出口阀；所述超滤产水出口阀输出端与超滤工作管路相连，所述超滤反洗水泵和超滤化学反洗过滤器之间的超滤进水管路连接有相互并联的加酸支路、加碱支路和加NaClO支路；所述超滤工作管路输出端与超滤回水管路输入端相连，其输入端与所述超滤回水管路输入端相连，且其流经超滤膜组件并设有第二排气阀；所述超滤回水管路输出端与超滤产水箱相连，且所述超滤回水管路上设有第二压力表和超滤产水回水阀。

作为本发明所述应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的一种优选方案，其中：所述超滤膜组件包括若干超滤膜筒体，所述超滤膜筒体内部包括若干并列的超滤膜丝；所述快冲管路输入端与超滤化学反洗过滤器和超滤产水出口阀之间的超滤进水管路相连，输出端与第一常规反洗管路、第二常规反洗管路的输入端相连，所述快冲管路上设有快冲阀。

作为本发明所述应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的一种优选方案，其中：所述排放管路输入端接收第一超滤出水阀和第二超滤出水阀输出端的来水，所述排放管路包括第一排放管路和第二排放管路；所述第一排放管路上设有常规反洗排放阀，其输出端与回收水池相连；所述第二排放管路上设有化学反洗排放阀，其输出端与废水池相连；所述排放管路上还设有第三压力表和错流排放阀。

作为本发明所述应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的一种优选方案，其中：所述进液管路输入端与CIP清洗药液箱相连，输出端与常规反洗进水总管；回液管路输入端分别与排放管路上的常规回流阀、超滤工作管路上的超滤回流阀相连，输出端与CIP清洗药液箱相连。

为解决上述第二个技术问题，本发明提供还如下技术方案：一种应用振动棒改进超滤膜清洗的方法，其通过应用振动棒改进超滤膜清洗的系统实现，上述通过所述第一常规反洗管路对超滤膜组件进行第一遍常规上反洗，至少60秒；通过第二常规反洗管路对超滤膜组件进行第二遍常规下反洗，至少60秒；通过所述快冲管路对超滤膜组件快冲至少60秒；通过所述加酸支路和超滤化学反洗管路对超滤膜组件酸洗，通过加碱支路、加NaClO支路和超滤化学反洗管路对超滤膜组件碱洗，酸洗和碱洗分别至少200秒；所述超滤膜组件浸泡的同时，启动超声波振动棒高频振荡5-10分钟，浸泡完成后，所述超声波振动棒自动停止；浸泡完成后，通过所述超滤化学反洗管路对超滤膜组件反洗至少200秒；通过所述快冲管路对超滤膜组件快冲至少200秒；当所述超滤膜组件的平均透膜压差超过0.1Mpa后，通过所述CIP化学清洗单元的进液管路和回液管路对超滤膜组件清洗。

本发明的第二个有益效果：

通过在超滤进水管道开孔，以法兰盘方式加装外接超声波发生器的振动棒，在浸泡步骤中介入超声波高频振荡，增加了污染物浸泡振荡后被反向冲洗水排出系统的概率。提升了整个化学增强反洗（CEB）的清洗效果，为有效降低超滤膜透膜压差，维持超滤膜组件长周期低压力区间运行，对减少CIP化学清洗给超滤膜运行寿命和运行经济性的负面影响起到了积极作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述的超声波振动棒的整体结构示意图；

图2为本发明所述的振动棒与第一常规反洗管路连接的剖面图；

图3为本发明所述的超声波换能器的位置示意图；

图4为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的整体连接构件示意图；

图5为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的超滤膜丝示意图；

图6为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的常规上反洗流程示意图；

图7为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的常规下反洗流程示意图；

图8为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的化学增强反洗流程示意图；

图9为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的上快冲流程示意图；

图10为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的下快冲流程示意图；

图11为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的排放管路示意图；

图12为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统的CIP化学清洗流程示意图；

图13为本发明所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例

参照图1~3，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种振动棒，包括振动单元100，包括超声波振动棒101，超声波振动棒101与超声波发生器102电性连接。

超声波振动棒101包括主棒体101a，主棒体101a外表面对称布置有若干传递筒101b，主棒体101a内腔和传递筒101b内腔相贯通，传递筒101b外表面开设有若干弧形凹槽，传递筒101b内腔壁上设置有若干超声波换能器101c，超声波换能器101c与超声波发生器102电性连接。

超声波振动棒101一端设置有第一法兰盘101d，第一法兰盘101d一端固定连接有防护套101e，主棒体101a位于防护套101e内，传递筒101b贯穿防护套101e。

超声波发生器102为现有技术，如中西超声波发生器型号MD67-KMD-K1，考虑到化学增强反洗的特殊性，选择超声波振动棒101选用2根，每根负载3000W。

具体的，第一常规反洗管路201b的第二法兰盘201b-4内径大于设有传递筒101b的超声波振动棒101的最大直径，所以超声波振动棒101能够伸入第一常规反洗管路201b内部。

传递筒101b外表面的弧形凹槽主要目的为更好的均匀传递超声波，防止超声波传递减弱。

弧形凹槽没有像传统振动棒直接设计在棒体上，而是设计在主棒体101a的传递筒上，有两种优势：其一使得弧形凹槽的数量更多，产生的超声波效果更好；其二保护主棒体101a，因为这样主棒体101a不直接接触超声波换能器101c，也不受到液体的超声波方向冲击，从而提高了超声波振动棒101使用寿命。

为了使主棒体101a不受到液体的超声波方向冲击，主棒体101a设计在防护套101e内，而只是将传递筒101b伸出防护套101e外，既不影响对液体传递超声波，也可以保证主棒体101a不受到液体的超声波方向冲击。

综上，超声波振动棒101的工作原理：将超声波振动棒101穿过第二法兰盘201b-4伸入第一常规反洗管路201b，之后将第一法兰盘101d和第二法兰盘201b-4螺栓连接；超声波发生器102与超声波换能器101c电性连接，通过超声波发生器102调节功率、频率和时长等参数；连接导线穿过主棒体101a和传递筒101b的内腔，导线一端的超声波换能器101c附着在传递筒101b的内腔壁上，超声波通过传递筒101b的弧形凹槽传递到液体，为后续实施例的高频振荡提供动力；防护套101e使主棒体101a免受液体的超声波方向冲击。

实施例

参照图4和图5，为本发明第二个实施例，其不同于前一个实施例的是，该实施例提供了一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，包括：化学增强反洗单元200，包括常规反洗管路201、超滤化学反洗管路202、超滤膜组件203、快冲管路204和排放管路205；CIP化学清洗单元300，包括进液管路301和回液管路302。

每一组超滤膜组件203包括若干超滤膜筒体203a，超滤膜筒体203a内部包括若干并列的超滤膜丝203a-1。

对于化学增强反洗单元200，最核心的部件是超滤膜组件203，所有的管路都围绕其展开，或者与其挂钩，因为主要目的就是保持其平均透膜压差的稳定，当其压差数值在0.1Mpa以下由化学增强反洗单元200负责清洗，超过0.1Mpa引入CIP化学清洗单元300。

常规反洗管路201、超滤化学反洗管路202、超滤膜组件203、快冲管路204和排放管路205均设有两套，每套均可以视为独立的一套超滤系统，正常运行时，两套同时运行。

每套超滤系统包含多组超滤膜组件203，根据处理能力不同情况而定。

超滤膜筒体203a竖直放置，上下均设有两套阀（上排阀+下排阀），其中一套常规反洗管路201，另一套连接超滤化学反洗管路202，每套可既进水，也可以出水，所以可以实现上反洗+下反洗，也可以实现快冲，最终通过排放管路205排放。

快冲管路204也可以借用超滤化学反洗管路202进入超滤膜组件203；CIP化学清洗单元300的进液管路301和回液管路302也可以借用常规反洗管路201进入超滤膜组件203，再借用排放管路205和超滤化学反洗管路202回流。

每个超滤膜筒体203a内包含大概1.3万根并列的超滤膜丝203a-1，这是清污的核心单位，清洗的沉积物即附着在这些超滤膜丝203a-1的膜面上，为提高效果，开发出上反洗+下反洗、快冲等多个角度的清洗方式。

只要是从压力容器即超滤膜筒体203侧面进出的，就理解成从膜丝的内侧进出（因为是内压膜），只要是从中心进出的就理解成从膜丝的外侧进出。这成千上万的膜丝理解成中空的吸管；快冲相当于沿着吸管内侧从一端冲到另一端，反洗相当于吸管的外侧冲到内侧）

实施例

参照图4、图6和图7，为本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：常规反洗管路201包括常规反洗进水总管201a、第一常规反洗管路201b和第二常规反洗管路201c；常规反洗进水总管201a上设有超滤进口总阀201a-1和第一压力表201a-2，常规反洗进水总管201a输入端接收清水过滤器的来水，输出端分别与第一常规反洗管路201b、第一常规反洗管路201c的输入端相连；第一常规反洗管路201b上依次流过第一超滤进水阀201b-1、超滤膜组件203和第一超滤出水阀201b-2；第二常规反洗管路201c上依次流过第二超滤进水阀201c-1、超滤膜组件203和第二超滤出水阀201c-2，第二常规反洗管路201c上设有第一排气阀201c-3；第一常规反洗管路201b和第二常规反洗管路201c共用第一排气阀201c-3；第一常规反洗管路201b上设置有第二法兰盘201b-4，第二法兰盘201b-4和第一法兰盘101d螺栓连接，超声波振动棒101能够插入常规反洗管路201内部。

化学增强反洗（CEB）是建立在常规反洗的基础上，在压差较小或者沉积物较少时，常规反洗可以独立工作即能完成清洗任务，在真正的化学增强反洗时也是先开始常规反洗的步骤。

常规反洗、化学反洗和快冲步骤中，都需要超滤反洗水泵202a-2提供运行动力，CIP化学清洗单元也可以借助超滤反洗水泵202a-2，但更多依赖自身的化学清洗水泵。

常规反洗、化学反洗和快冲所用管道并不完全独立，有互相重叠部分，可以互相借用。

常规反洗分为上反洗和下反洗，这里的“上下”以开启超滤膜筒体203a的上排阀还是下排阀为依据。

其中，上反洗的工作流程为：一台超滤反洗水泵202a-2将超滤产水箱202a-1吸入超滤进水管路202a，依次流过超滤化学反洗过滤器202a-3和超滤产水出口阀202a-4，进入超滤工作管路202b；选择从超滤膜筒体203a下方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，从超滤膜筒体203a的上排阀流出，再进入沿着第二常规反洗管路201c，通过第二超滤出水阀201c-2进入排放管路205，打开常规反洗排放阀205a-1，通过第一排放管路205a排入回收水池。

下反洗的工作流程为：一台超滤反洗水泵202a-2将超滤产水箱202a-1吸入超滤进水管路202a，依次流过超滤化学反洗过滤器202a-3和超滤产水出口阀202a-4，进入超滤工作管路202b；选择从超滤膜筒体203a上方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，从超滤膜筒体203a的下排阀流出，再进入沿着第一常规反洗管路201b，通过第一超滤出水阀201b-2进入排放管路205，打开常规反洗排放阀205a-1，通过第一排放管路205a排入回收水池。

同样的，由于常规反洗管路201紧邻超滤膜组件203，所以将超声波振动棒101穿过第二法兰盘201b-4伸入常规反洗管路201后，超声波振动棒101的超声波很快能传递到超滤膜组件203。

第二法兰盘201b-4是外凸起式，直接焊接在第一常规反洗管路201b上，共设置有两个，不会对第一常规反洗管路201b本身产生太大应力影响。

第一法兰盘101d和第二法兰盘201b-4螺栓连接，之间还有垫片密封圈，保证污水不会从第二法兰盘201b-4向外泄漏。

为防止气体影响，排气的过程只会在第一次投运超滤膜组件203时，即开始的60秒反洗才会进行，此时开启排气阀，之后均关闭。

常规反洗进水总管201a上设有超滤进口总阀201a-1，作为整个超滤系统的总进水入口，源源不断引入清水过滤器的来水，即需要超滤膜组件203处理的水，超滤进口总阀201a-1为气动阀，保持常开状态。

第一压力表201a-2为进口压力表，是计算平均透膜压差的重要依据。

实施例

参照图4、和图8，为本发明第四个实施例，其不同于前三个实施例的是：超滤化学反洗管路202包括超滤进水管路202a、超滤工作管路202b和超滤回水管路202c；超滤进水管路202a依次流过超滤产水箱202a-1、超滤反洗水泵202a-2、超滤化学反洗过滤器202a-3和超滤产水出口阀202a-4；超滤产水出口阀202a-4输出端与超滤工作管路202b相连，超滤反洗水泵202a-2和超滤化学反洗过滤器202a-3之间的超滤进水管路202a连接有相互并联的加酸支路202a-5、加碱支路202a-6和加NaClO支路202a-7；超滤工作管路202b输出端与超滤回水管路202c输入端相连，其输入端与超滤回水管路202c输入端相连，且其流经超滤膜组件203，并设有第二排气阀202b-1；超滤回水管路202c输出端与超滤产水箱202a-1相连，且超滤回水管路202c上设有第二压力表202c-1和超滤产水回水阀202c-2。

化学增强反洗，顾名思义，要引入化学物质加强清洗效果，一般采取反洗方式。

这里的化学物质为酸性物质如HCl，或者碱性物质NaOH或者NaClO，是化学取样结果而定。

化学增强反洗也包括上反洗和下反洗，分别发生在化学增强反洗的前半段和后半段，一般化学增强反洗总计200s，前半段100s上反洗，后半段100s下反洗，达到无死角清洗的目的。上反洗具体为：进入超滤工作管路202b后选择从超滤膜筒体203a下方进入超滤膜组件203，从上排阀离开超滤膜筒体203a；下反洗具体为：在进入超滤工作管路202b后选择从超滤膜筒体203a上方进入超滤膜组件203，从下排阀离开超滤膜筒体203a。

下面以上反洗为例。

化学增强反洗的工作流程为：一台超滤反洗水泵202a-2将超滤产水箱202a-1吸入超滤进水管路202a，再通过加酸支路202a-5注入HCl，或者通过加碱支路202a-6注入NaOH，或者通过加NaClO支路202a-7注入NaClO，依次流过超滤化学反洗过滤器202a-3和超滤产水出口阀202a-4，进入超滤工作管路202b；选择从超滤膜筒体203a下方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，产水从超滤膜筒体203a流出后，进入超滤回水管路202c，通过超滤产水回水阀202c-2回流至超滤产水箱202a-1，完成一个循环；反洗产生的污水从超滤膜筒体203a的上排阀流出，则借助通过第二常规反洗管路201c的第二超滤出水阀201c-2进入排放管路205，打开化学反洗排放阀205b-1，通过第二排放管路205b排入废水池。

同样的，为防止气体影响，通过第二排气阀202b-1排放。

超滤产水回水阀202c-2是整个超滤系统的出口阀，与超滤进口总阀201a-1相对应，也保持常开状态，来水处理后经此阀门进入超滤产水箱202a-1。

第二压力表202c-1为产水压力表，是计算平均透膜压差的重要依据。

实施例

参照图4、图8和图9，为本发明第五个实施例，其不同于前四个实施例的是：快冲管路204输入端与超滤化学反洗过滤器202a-3和超滤产水出口阀202a-4之间的超滤进水管路202a相连，输出端与第一常规反洗管路201b、第一常规反洗管路201c的输入端相连，快冲管路204上设有快冲阀204a。

快冲管路204不单独成立，需要借用常规反洗管路201、超滤化学反洗管路202和排放管路205。

按经过超滤膜组件203的方向区分，快冲分为两种：上快冲和下快冲。二者区别为，前者适用于上运行的超滤膜组件203，后者适用于下运行的超滤膜组件203。上运行指的是开启超滤膜筒体203a的下排阀，下运行指的是开启超滤膜筒体203a的上排阀。

按实施先后顺序区分，快冲也分为两种：常规反洗后快冲和化学反洗后快冲。前者可以快冲，后者简称浸泡后快冲。二者主要区别为时长和排放去处不同：前者时长合计至少60秒，后者合计200秒；前者排放回收水池，后者排放废水池。

上快冲的工作流程为：一台超滤反洗水泵202a-2将超滤产水箱202a-1吸入超滤进水管路202a，依次流过超滤化学反洗过滤器202a-3，进入快冲管路204，通过快冲阀204a和第一超滤进水阀201b-1，选择从超滤膜筒体203a上方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，从超滤膜筒体203a的下排阀流出，再进入沿着第一常规反洗管路201b，通过第一超滤出水阀201b-2进入排放管路205，排放去处由是常规反洗后快冲还是化学反洗后快冲决定。

下快冲的工作流程为：一台超滤反洗水泵202a-2将超滤产水箱202a-1吸入超滤进水管路202a，依次流过超滤化学反洗过滤器202a-3，进入快冲管路204，通过快冲阀204a和第二超滤进水阀201c-1，选择从超滤膜筒体203a下方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，从超滤膜筒体203a的上排阀流出，再进入沿着第二常规反洗管路201c，通过第二超滤出水阀201c-2进入排放管路205，排放去处由是常规反洗后快冲还是化学反洗后快冲决定。

常规反洗后快冲的工作流程为：完成上快冲或者下快冲后，进入排放管路205，打开常规反洗排放阀205a-1，通过第一排放管路205a排入回收水池。

化学反洗后快冲的工作流程为：完成上快冲或者下快冲后，进入排放管路205，打开化学反洗排放阀205b-1，通过第二排放管路205b排入废水池。

快冲就相当于把错流阀205d开足100%全排放，从超滤膜丝203a-1内表面经过，冲走前面步骤120秒的常规上下反洗所残留的污染物。

实施例

参照图4、图6~11，为本发明第六个实施例，其不同于前五个实施例的是：排放管路205输入端接收第一超滤出水阀201b-2和第二超滤出水阀201c-2输出端的来水，排放管路205包括第一排放管路205a和第二排放管路205b；第一排放管路205a上设有常规反洗排放阀205a-1，其输出端与回收水池相连；第二排放管路205b上设有化学反洗排放阀205b-1，其输出端与废水池相连；排放管路205上还设有第三压力表205c和错流排放阀205d。

具体排放管路205的使用情形已经在实施例3-5详细叙述。

排放管路205还设有第三压力表205c和错流排放阀205d，第三压力表205c为出口压力表，是计算平均透膜压差的重要依据。

错流排放阀205d实现以下作用：错流是根据进水水质来控制制水回收率的阀门，如果进水浊度高，透膜压差稳不住，就得考虑微开错流排放阀，通过牺牲产能来稳压差的办法；日常进水水质达标，一般都是全关错流排放阀的，实现100%回收，称之为“死端过滤”，如果微开，则称之为“错流过滤”。错流排放阀205d需要运行人员手动现场操作开度。

实施例

参照图4、图12，为本发明第七个实施例，其不同于前六个实施例的是：进液管路301输入端与CIP清洗药液箱303相连，输出端与常规反洗进水总管201a；回液管路302输入端分别与排放管路205上的常规回流阀302a、超滤工作管路202b上的超滤回流阀302b相连，输出端与CIP清洗药液箱303相连。

CIP化学清洗单元清洗效果最佳，但是全程需大量化学药剂参与，环保型较差，对超滤膜材料的损耗伤害也最大。所以一般只在平均透膜压差大于0.1Mpa后投入，计算公式为：

平均透膜压差＝（P_进＋P_出）/2－P_产水

注：P_进即进口压力，第一压力表201a-2读数；P_出即出口压力，第三压力表205c读数；P_产水即产水压力，第二压力表202c-1读数。

CIP化学清洗单元的工作流程为：化学清洗试剂从清洗药液箱303引出，通过进液管路301进入常规反洗进水总管201a，借助第二常规反洗管路201c，从超滤膜筒体203a下方进入超滤膜组件203，对超滤膜丝203a-1进行清洗，从超滤膜筒体203a流出后，一路通过第二超滤出水阀201b-3进入排放管路205，再通过常规回流阀302a进入回液管路302，最终回到清洗药液箱303；另一路进入化学反洗工作管路202b，通过超滤回流阀302b进入回液管路302，最终回到清洗药液箱303。

同样的，CIP化学清洗单元需要借用其他管道，只是回流方向不同。

实施例

参照图4~13，为本发明第八个实施例，其不同于前七个实施例的是：该实施例提供了一种应用振动棒改进超滤膜清洗的方法，包括以下步骤：

通过第一常规反洗管路201b对超滤膜组件203进行第一遍常规上反洗，至少60秒。

通过第二常规反洗管路201c对超滤膜组件203进行第二遍常规下反洗，至少60秒。

通过快冲管路204对超滤膜组件203快冲至少60秒。

通过加酸支路202a-5和超滤化学反洗管路202对超滤膜组件203酸洗，通过加碱支路202a-6、加NaClO支路202a-7和超滤化学反洗管路202对超滤膜组件203碱洗，酸洗和碱洗分别至少200秒。

超滤膜组件203浸泡的同时，启动超声波振动棒101高频振荡5-10分钟，浸泡完成后，超声波振动棒101自动停止。

浸泡完成后，通过超滤化学反洗管路202对超滤膜组件203反洗至少200秒。

通过快冲管路204对超滤膜组件203快冲至少200秒。

当超滤膜组件203的平均透膜压差超过0.1Mpa后，通过CIP化学清洗单元300的进液管路301和回液管路302对超滤膜组件203清洗。

其中，常规反洗是基础，需要先进行，为化学增强反洗做铺垫。常规反洗包括上反洗，至少60秒，以及下反洗，至少60秒。

常规反洗后快冲包括上快冲至少30秒，下快冲至少30秒，合计60秒。

化学增强反洗先进行酸洗+碱洗，然后超滤膜组件处于化学试剂浸泡，沉积物与化学试剂接触反应，形成较小颗粒或者溶解后，使得反洗更加轻松高效。

超滤膜组件203浸泡的同时，启动超声波振动棒101高频振荡5-10分钟，浸泡完成后，超声波振动棒101自动停止。其中，超声波振动棒101的启停与超滤膜组件203浸泡同步，5-10分钟既保证了超声波振荡的有效，有避免较长时间振荡对其他物件的损伤。

和常规反洗后快冲相比，浸泡后快冲时间更长，因为化学增强反洗效果好，较多杂质沉积物清理下来，需要更长时间清洗，而且超滤膜组件203中的化学试剂也需要进一步清洗。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其他方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征）。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

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，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：

振动单元（100），包括超声波振动棒（101），所述超声波振动棒（101）与超声波发生器（102）电性连接；

所述超声波振动棒（101）包括主棒体（101a），所述主棒体（101a）外表面对称布置有若干传递筒（101b），所述主棒体（101a）内腔和传递筒（101b）内腔相贯通，所述传递筒（101b）外表面开设有若干弧形凹槽，所述传递筒（101b）内腔壁上设置有若干超声波换能器（101c），所述超声波换能器（101c）与超声波发生器（102）电性连接；

所述超声波振动棒（101）一端设置有第一法兰盘（101d），所述第一法兰盘（101d）一端固定连接有防护套（101e），所述主棒体（101a）位于防护套（101e）内，所述传递筒（101b）贯穿防护套（101e）；

化学增强反洗单元（200），包括常规反洗管路（201）、超滤化学反洗管路（202）、超滤膜组件（203）、快冲管路（204）和排放管路（205）；

CIP化学清洗单元（300），包括进液管路（301）和回液管路（302）；

所述常规反洗管路（201）包括常规反洗进水总管（201a）、第一常规反洗管路（201b）和第二常规反洗管路（201c）；

所述第一常规反洗管路（201b）上设置有第二法兰盘（201b-4），所述第二法兰盘（201b-4）和第一法兰盘（101d）螺栓连接，所述超声波振动棒（101）能够插入所述常规反洗管路（201）内部。

2.如权利要求1所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：所述常规反洗进水总管（201a）上设有超滤进口总阀（201a-1）和第一压力表（201a-2），所述常规反洗进水总管（201a）输入端接收清水过滤器的来水，输出端分别与第一常规反洗管路（201b）、第二常规反洗管路（201c）的输入端相连；

所述第一常规反洗管路（201b）上依次流过第一超滤进水阀（201b-1）、超滤膜组件（203）和第一超滤出水阀（201b-2）；

所述第二常规反洗管路（201c）上依次流过第二超滤进水阀（201c-1）、超滤膜组件（203）和第二超滤出水阀（201c-2），所述第二常规反洗管路（201c）上设有第一排气阀（201c-3）；

所述第一常规反洗管路（201b）和所述第二常规反洗管路（201c）共用第一排气阀（201c-3）。

3.如权利要求2所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：所述超滤化学反洗管路（202）包括超滤进水管路（202a）、超滤工作管路（202b）和超滤回水管路（202c）；

所述超滤进水管路（202a）依次流过超滤产水箱（202a-1）、超滤反洗水泵（202a-2）、超滤化学反洗过滤器（202a-3）和超滤产水出口阀（202a-4）；所述超滤产水出口阀（202a-4）输出端与超滤工作管路（202b）相连，所述超滤反洗水泵（202a-2）和超滤化学反洗过滤器（202a-3）之间的超滤进水管路（202a）连接有相互并联的加酸支路（202a-5）、加碱支路（202a-6）和加NaClO支路（202a-7）；

所述超滤工作管路（202b）输出端与超滤回水管路（202c）输入端相连，其输入端与所述超滤回水管路（202c）输入端相连，且其流经超滤膜组件（203）并设有第二排气阀（202b-1）；

所述超滤回水管路（202c）输出端与超滤产水箱（202a-1）相连，且所述超滤回水管路（202c）上设有第二压力表（202c-1）和超滤产水回水阀（202c-2）。

4.如权利要求3所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：所述超滤膜组件（203）包括若干超滤膜筒体（203a），所述超滤膜筒体（203a）内部包括若干并列的超滤膜丝（203a-1）；

所述快冲管路（204）输入端与超滤化学反洗过滤器（202a-3）和超滤产水出口阀（202a-4）之间的超滤进水管路（202a）相连，输出端与第一常规反洗管路（201b）和第二常规反洗管路（201c）的输入端相连，所述快冲管路（204）上设有快冲阀（204a）。

5.如权利要求4所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：所述排放管路（205）输入端接收第一超滤出水阀（201b-2）和第二超滤出水阀（201c-2）输出端的来水，所述排放管路（205）包括第一排放管路（205a）和第二排放管路（205b）；

所述第一排放管路（205a）上设有常规反洗排放阀（205a-1），其输出端与回收水池相连；

所述第二排放管路（205b）上设有化学反洗排放阀（205b-1），其输出端与废水池相连；

所述排放管路（205）上还设有第三压力表（205c）和错流排放阀（205d）。

6.如权利要求5所述的应用振动棒改进超滤膜清洗的系统，其特征在于：所述进液管路（301）输入端与CIP清洗药液箱（303）相连，输出端与常规反洗进水总管（201a）；

回液管路（302）输入端分别与排放管路（205）上的常规回流阀（302a）、超滤工作管路（202b）上的超滤回流阀（302b）相连，输出端与CIP清洗药液箱（303）相连。

7.一种应用振动棒改进超滤膜清洗的方法，其特征在于：通过权利要求3~6任一所述应用振动棒改进超滤膜清洗的系统实现，包括以下步骤，

通过所述第一常规反洗管路（201b）对超滤膜组件（203）进行第一遍常规上反洗，至少60秒；

通过第二常规反洗管路（201c）对超滤膜组件（203）进行第二遍常规下反洗，至少60秒；

通过所述快冲管路（204）对超滤膜组件（203）快冲至少60秒；

通过所述加酸支路（202a-5）和超滤化学反洗管路（202）对超滤膜组件（203）酸洗，通过加碱支路（202a-6）、加NaClO支路（202a-7）和超滤化学反洗管路（202）对超滤膜组件（203）碱洗，酸洗和碱洗分别至少200秒；

所述超滤膜组件（203）浸泡的同时，启动超声波振动棒（101）高频振荡5-10分钟，浸泡完成后，所述超声波振动棒（101）自动停止；

浸泡完成后，通过所述超滤化学反洗管路（202）对超滤膜组件（203）反洗至少200秒；

通过所述快冲管路（204）对超滤膜组件（203）快冲至少200秒；

当所述超滤膜组件（203）的平均透膜压差超过0.1Mpa后，通过所述CIP化学清洗单元（300）的进液管路（301）和回液管路（302）对超滤膜组件（203）清洗。