CN116585892A - 外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法 - Google Patents

外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法，所述系统包括：原水进水部；超滤部，输入端与所述原水进水部连通，输出端与超滤产水管连通；加药部，与所述超滤部连通；化学清洗部，输入端与所述加药部连通，输出端与所述超滤部连通。本发明可以监测不同超滤膜产品在相同膜面积和进水压力下的清水通量和清水比通量的变化，以及监测不同化学清洗条件下膜清水通量和清水比通量的恢复情况，可为工程设计提供合理的设计参数的原则进行设计，可判断不同超滤膜产品的膜丝性能和抗污染能力。

Description

外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及一种外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法。
背景技术
外压式超滤膜是以压力为推动力的膜分离技术之一，使用压力通常为0.03～0.5MPa，筛分孔径0.01～0.1μm。它通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当混合液在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜，而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高，从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。
近年来，超滤技术的发展极为迅速。它在食品、医药、饮用水、工业废水处理及生物技术、海水淡化、超纯水制备等领域得到了广泛的应用。例如在饮用水方面的应用中，超滤能够有效去除水中的悬浮物、胶体微粒和细菌等杂质，而保留了水中的矿物质和适量的微量元素。在废水处理方面，超滤技术已在各个行业普遍使用，对化工废水、电镀废水、含油废水、电泳涂漆废水、食品工业废水、造纸工业废水、纺织工业废水、放射性废水、城市下水等的处理效果较好，不仅能减少污染，而且回收了有用的物质。在海水淡化和超纯水制备方面，超滤可作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。
外压式超滤膜丝的清水通量，是衡量膜丝过滤性能中的关键指标，在不同生产工艺下生产出的超滤膜丝的清水通量和清水比通量具有较大差异。因此，能够自动快速准确的测定超滤膜丝的清水通量和清水比通量在检测膜丝性能方面具有重要意义。
因此，现有的外压式超滤膜的技术主要有以下缺点：
1、不能够测定超滤膜丝的清水膜通量和比通量。
2、不能够监测被污染超滤膜丝化学清洗后的膜通量恢复情况，不能够进行污染物去除效果与药剂浓度、清洗时间的关系的分析，不能够优化关键运行参数。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种外压式超滤膜纯水测试方法及化学清洗系统，可以监测不同超滤膜产品在相同膜面积和进水压力下的清水通量和清水比通量的变化，可为工程设计提供合理的设计参数的原则进行设计，可判断不同超滤膜产品的膜丝性能和抗污染能力。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种外压式超滤膜清洗系统，所述系统包括：
原水进水部；
超滤部，输入端与所述原水进水部连通，输出端与超滤产水管连通；
加药部，与所述化学清洗部连通；
化学清洗部，输入端与所述超滤清洗进水管连通，输出端与所述超滤清洗回水管连通。
在上述任一方案中优选的实施例，所述原水进水部包括：
进水水箱，与进水管连通，且进水管上设置有原水进水阀，其中，所述进水水箱内设置有液位传感器，所述液位传感器与液位开关连接；
电加热器，设置于所述进水水箱内，用于对所述进水水箱内的液体进行加热。
在上述任一方案中优选的实施例，所述原水进水部还包括：
进水泵，输入端与所述进水水箱的输出端连通，所述进水泵输出端通过超滤进水管与所述超滤部输入端连通，且所述超滤进水管上设置有超滤进水阀和压力表。
在上述任一方案中优选的实施例，所述化学清洗部包括：
化学清洗泵，输出端通过超滤清洗进水管与所述超滤部输入端连通，其中，所述超滤清洗进水管上设置有化学清洗水表、化学清洗进水阀和压力表，且所述化学清洗进水阀和压力表设置于所述化学清洗水表的两侧，所述化学清洗进水阀设置于接近所述超滤部输入端的一侧，所述压力表设置于接近所述化学清洗泵输出端的一侧；
化学清洗水箱，输出端与所述化学清洗泵的输入端连通，且所述超滤部输出端通过超滤清洗回水管与所述化学清洗水箱连通，其中，所述超滤清洗回水管上设置有化学清洗回水阀。
在上述任一方案中优选的实施例，所述加药部包括：
储药箱，设置于所述化学清洗水箱一侧；
加药泵，设置于所述储药箱上，并与所述储药箱连通，且所述加药泵通过加药管与所述化学清洗水箱上方连通，其中，所述加药管上设置有压力表；
导水管，分别与所述化学清洗水箱和储药箱连通，且所述导水管上设置有化学清洗水箱补水阀和储药箱补水阀。
在上述任一方案中优选的实施例，所述超滤部包括：
超滤膜组，输入端与所述超滤清洗进水管连通，输出端与超滤产水管连通，且所述超滤产水管上设置有产水阀、产水调节阀、产水水表和压力表。
在上述任一方案中优选的实施例，所述超滤膜组包括：
膜壳，用于容纳液体；
盖体，用于盖设于所述膜壳的两端，且位于所述膜壳下方的盖体上设置有进水分配管、进水口和进气口，位于所述膜壳上方的盖体上设置有产水口和浓水口；
过滤部，可拆卸式设置于所述膜壳内，并用于过滤从所述进水口流入的液体。
第二方面，一种外压式超滤膜纯水测试方法，应用于所述的外压式超滤膜清洗系统中，所述清洗方法包括以下步骤：
在产水状态下，打开原水进水阀，原水进入进水水箱，通过液位传感器监测进水水箱的液位，到达高液位后关闭原水进水阀停止注水，启动电加热器将原水加热到预设温度；
打开超滤进水阀和产水阀，待超滤进水阀和产水阀开到位后进水泵启动，原水通过超滤进水管进入超滤膜组过滤后，出水进入超滤产水管，调节产水调节阀控制超滤膜组前的压力变送器到达预设值P1，记录此时产水水表数值Q，同时记录超滤膜组后的压力表数值P2，计算跨膜压差△P＝P1-P2，当进水水箱到达液位开关低液位后，进水泵自动关停，超滤进水阀和产水阀关闭。
在上述任一方案中优选的实施例，当进水水箱到达液位开关低液位后，进水泵自动关停，超滤进水阀和产水阀关闭后，还包括以下步骤：
化学清洗状态下，先启动加药泵通过加药管将清洗药剂加入化学清洗水箱，然后打开化学清洗水箱补水阀，补水至液位开关设定高液位，自动停止补水；
进入化学清洗循环状态，打开化学清洗进水阀和化学清洗回水阀，待化学清洗进水阀和化学清洗回水阀开到位后，启动化学清洗泵，药剂通过超滤清洗进水管进入超滤膜组，通过超滤清洗回水管循环回到化学清洗水箱，循环至设定时间后，关闭化学清洗泵、化学清洗进水阀和化学清洗回水阀，化学清洗结束；
再次测试化学清洗后超滤膜的清水膜通量和清水膜比通量，对比化学清洗前后的膜通量的恢复情况。
在上述任一方案中优选的实施例，所述清水膜通量的计算公式为：
其中，J为清水膜通量，Q为产水流量，S为超滤膜膜面积；
所述清水膜比通量的计算公式为：
其中：K为清水膜比通量，J为清水膜通量；△P为超滤膜跨膜压差。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明可以监测不同超滤膜产品在相同膜面积和进水压力下的清水通量和清水比通量的变化，可为工程设计提供合理的设计参数的原则进行设计，可判断不同超滤膜产品的膜丝性能和抗污染能力。
本发明能够在PLC控制系统自控下自动运行，自动完成超滤膜过滤产水、化学清洗等运行过程，并自动记录流量、压力等参数，在线数据可以实时监测并导出分析，用以优化关键运行参数。
本发明的超滤膜组件采用了可拆卸式的结构设计，在膜更换时只需拆开膜壳更换膜芯，而膜壳、端盖及卡箍等部件都可重复使用，可匹配不同生产工艺或不同尺寸的膜丝产品，增加了不同膜丝产品可替代性，节约了膜更换成本。
本发明的超滤膜组件采用了可拆卸式的结构设计，针对不同生产工艺或不同尺寸的膜丝产品，只需拆开膜壳更换膜芯即可完成膜的更换，节约了膜更换成本。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
图1是本发明外压式超滤膜清洗系统示意图。
图2是本发明外压式超滤膜清洗系统的撬装示意图。
图3是本发明外压式超滤膜清洗系统的超滤膜组结构示意图。
图中：1.原水进水阀；2.进水水箱；3.电加热器；4.进水泵；5.超滤进水阀；6.超滤膜组；7.产水阀；8.产水调节阀；9.产水水表；10.化学清洗水箱补水阀；11.化学清洗水箱；12.化学清洗泵；13.化学清洗水表；14.化学清洗进水阀；15.化学清洗回水阀；16.储药箱补水阀；17.储药箱；18.加药泵；19.液位开关；20.压力变送器；21.超滤进水管；22.超滤产水管；23.超滤清洗进水管；24.超滤清洗回水管；25.加药管；26.端盖；27.进水分配管；28.空心销钉；29.均化盘；30.膜组件；31.支撑管；32.浓水收集管；33.卡箍；34.膜壳；35.密封圈；36.均化盘进水口；37.进水口；38.进气口；39.产水口；40.浓水口。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念，附图中的元素是示意性的，没有按比例绘制。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本申请下述实施例以外压式超滤膜清洗系统及纯水测试方法为例进行详细说明本申请的方案，但是此实施例并不能限制本申请保护范围。
如图1至图3所示，本发明提供了一种外压式超滤膜清洗系统，所述系统包括：
原水进水部，所述原水进水部包括：
进水水箱2，与进水管连通，且进水管上设置有原水进水阀1，其中，所述进水水箱2内设置有液位传感器，所述液位传感器与液位开关19连接，其中，所述进水水箱2内用于储存流入的液体，所述液位开关19与PLC控制系统电连接，所述进水水箱2内的液位传感器用于实时监测所述进水水箱2内的液位高度，当液位高度达到预设的位置时，所述PLC控制系统控制所述进水泵4暂停运行；
电加热器3，设置于所述进水水箱2内，用于对所述进水水箱2内的液体进行加热，其中，所述电加热器3与所述PLC控制系统电连接，当所述电加热器3对所述进水水箱2内的液体加热到预设的温度时，所述PLC控制系统控制所述电加热器3关闭加热；
进水泵4，输入端与所述进水水箱2的输出端连通，所述进水泵4输出端通过超滤进水管21与所述超滤部输入端连通，且所述超滤进水管21上设置有超滤进水阀5和压力变送器20，其中，所述超滤进水阀5和压力变送器20分别与所述PLC控制系统电连接。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，产水状态下，所述PLC控制系统打开原水进水部上的原水进水阀1，原水进入原水进水部上的进水水箱2内，通过原水进水部上的液位传感器监测进水水箱2内的液位，并将液位实时传递至所述PLC控制系统，当到达高液位后，所述PLC控制系统关闭原水进水阀1停止注水，此时，所述PLC控制系统启动电加热器3将原水加热到预设温度，当原水加热至预设的温度时，所述PLC控制系统向所述电加热器3发送关闭加热的指令。
如图1至图3所示，本发明提供了一种外压式超滤膜清洗系统，所述系统包括：
超滤部，输入端与所述原水进水部连通，输出端与超滤产水管22连通，所述超滤部包括：
超滤膜组6，输入端与所述超滤清洗进水管23连通，输出端与超滤产水管22连通，且所述超滤产水管22上设置有产水阀7、产水调节阀8、产水水表9和压力变送器20，所述PLC控制系统向所述产水调节阀8发送超滤膜组前压力变送器20信号，并将超滤膜组前压力变送器20信号实时传递至所述PLC控制产水调节阀9的开度；
膜壳34，用于容纳液体；
盖体，用于盖设于所述膜壳34的两端，且位于所述膜壳34下方的盖体上设置有进水分配管27、进水口37和进气口38，位于所述膜壳34上方的盖体上设置有产水口39和浓水口40；
过滤部，可拆卸式设置于所述膜壳34内，并用于过滤从所述进水口37流入的液体。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，因超滤的运行压力一般比较低(一般小于0.3Mpa)，所以所述膜壳34优选采用UPVC或ABS材料，其中，UPVC(UnplasticizedPolyvinylChloride)，通常称为硬PVC，它是氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂(如稳定剂、润滑剂、填充剂等)组成，除了用添加剂外，还采用了与其它树脂进行共混改性的办法，使其具有明显的实用价值，这些树脂有CPVC、PE、ABS、EVA、MBS等，UPVC膜壳的熔体粘度高，流动性差，即使提高注射压力和熔体温度，流动性的变化也不大，另外，树脂的成型温度与热分解温度很接近，能够进行成型的温度范围很窄，是一种难于成型的材料。
因此，所述膜壳34具有较强的耐腐蚀性，其与一般铸铁管、镀锌管相比，UPVC膜壳具有极强的耐腐蚀性能，能耐强酸、强碱，不会生锈结垢。使用时不必担心“出红水”现象，并且其流体阻力小，UPVC膜壳内壁十分光滑，其表面粗糙系数仅为0.009，流体阻力很小，不会过份降低水压；机械强度高，其具有良好的耐水压、抗冲击、抗拉伸强度，在室温下可受110大气压1小时而不致破裂，还具有质地轻、安装施工方便的作用，UPVC膜壳的密度为一般铸铁的五分之一，搬送装卸方便，且采用专用粘贴剂粘贴或弹性密封件套接，安装施工简单快捷，其中，所述过滤部卡接在所述膜壳34内，因此针对不同生产工艺或不同尺寸的膜丝产品，只需拆开膜壳更换膜芯即可完成膜的更换，节约了膜更换成本，方便使用。
如图1至图3所示，所述盖体包括：
端盖26，设置于所述膜壳34的两端，且所述端盖26与膜壳34的端部通过密封圈35密封，其中，所述进水口37位于所述膜壳34的下方，位于所述膜壳34上方的端盖26上设置有产水口39；
卡箍33，设置于所述端盖26上。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，当组装时，两个卡箍33分别与所述膜壳34通过螺钉连接，因此，可以方便拆卸和组装，两个所述端盖26分别与所述膜壳34的两端卡接，且所述端盖26与所述膜壳34之间通过密封圈35密封，因此，不但可以方便拆卸，而且还可以起到密封的作用，因此，针对不同生产工艺或不同尺寸的膜丝产品，只需拆开膜壳更换膜组件30即可完成膜的更换，节约了膜更换成本，进一步的，为了方便安装超滤膜组件，因此，在所述卡箍33上设置安装孔，其中，所述安装孔的数目可以根据实际的需求来调整，从而将螺钉穿过安装孔固定于支架上。
如图1至图3所示，所述的外压式超滤膜清洗系统，还包括：
支撑管31，设置于所述膜壳34中部，且所述支撑管31的两端分别与所述进水分配管27、浓水收集管32连接，可以为膜组件30提供中部支撑，保证膜组件的垂吊间距一致。
如图1至图3所示，所述的外压式超滤膜清洗系统，还包括：
均化盘29，设置于所述膜壳34的两端，且与所述端盖26连接，位于所述膜壳34下端的均化盘29上设置有安装孔和均化盘进水口36，位于所述膜壳34上端的均化盘29上仅设置有安装孔，当安装时，将所述均化盘29设置于所述膜壳34的两端，然后根据所述过滤部的数量设置与所述过滤部对应的安装孔，然后将所述过滤部的两端分别插设至所述安装孔内，从而将所述过滤部进行固定和定位。
如图1至图3所示，所述过滤部包括：
膜组件30，两端分别穿设所述安装孔，且所述膜组件30端部通过空心销钉28与均化盘29连接；进水分配管27、浓水收集管32，分别设置于所述膜组件30的两端，所述膜组件30设置有多个，且多个所述膜组件30分布于所述均化盘29上，均化盘29由所述支撑管31提供中部支撑力，每个所述膜组件分别与所述支撑管31的距离均相等，每两个所述膜组件30之间的距离相等。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，在膜组件30更换时先拆卡箍33，将端盖26和膜壳34分开，取出带有膜组件30的均化盘29，取下空心销钉28即可将膜组件30拆下，在膜组件30更换时只需更换均化盘29上的膜组件30，然后空心销钉28复位，膜壳34、端盖26及卡箍33等部件都可重复使用，节约了膜更换成本，只要将不同生产工艺或不同尺寸的膜丝产品加工为预设规格的膜组件束，即可完成原位替换，增加了不同膜产品的可替代性，节约了膜更换成本。
当使用时，液体通过进水分配管27进入膜壳34下方的端盖26内部，然后液体通过下部均化盘的的进水口36均匀进入膜壳34内，然后透过膜丝的液位即产品水通过膜壳34上方端盖26的产水口39排出，未透过膜丝的浓水进入浓水收集管32通过膜壳34上方端盖26的浓水口40排出，本本发明实施例所述的纯水测试方法为死端过滤，即液体由进水口36均匀进入膜壳34后全部转化为产品水通过产水口39排出，因此无浓水排出，浓水口40只连接化学清洗回水管24。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜纯水测试方法中，打开超滤进水阀5和超滤产水阀7，待超滤进水阀5和超滤产水阀7开到位后，所述PLC控制系统控制进水泵4会启动，原水通过超滤进水管21进入超滤膜组6过滤后，出水进入超滤产水管22，调节产水调节阀8控制超滤膜组前压力变送器20达到预设数值P1，记录此时产水水表9数值Q，同时记录超滤膜组6后的压力变送器20的数值P2，计算跨膜压差△P，当进水水箱2到达液位开关19低液位后，所述PLC控制系统控制进水泵4自动关停，随后所述PLC控制系统控制超滤进水阀5和超滤产水阀7也会关闭。
如图1至图3所示，所述的外压式超滤膜清洗系统，还包括：
加药部，与所述超滤部连通，所述加药部包括：
储药箱17，设置于所述化学清洗水箱11一侧；
加药泵18，设置于所述储药箱17上，并与所述储药箱17连通，且所述加药泵18通过加药管25与所述化学清洗水箱11上方连通，其中，所述加药管25上设置有压力变送器20；
导水管，分别与所述化学清洗水箱11和储药箱17连通，且所述导水管上设置有化学清洗水箱补水阀10和储药箱补水阀16。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，超滤膜过滤污堵的主要物质包括：有机污堵以及无机污堵，其中，有机污堵主要是由于进水中一些有机污染物(比如油脂、腐殖质、微生物、胞外聚合物等)在膜表面的吸附、附着或沉积，这种污堵一般通过化学碱洗(采用次氯酸钠等)进行清除，无机污堵主要是由于进水中硬度离子或一些无机离子造成在膜表面沉积而造成的，这种污堵一般通过化学酸洗(如采用盐酸、柠檬酸等)进行清除。
其中，次氯酸钠对有机物的去除效果明显，可以去除75％有机物，柠檬酸可以去除25％的有机物，而盐酸对有机物去除效果最差仅10％左右；柠檬酸对膜表面的浊度去除效果达到了85％，次氯酸钠对膜表面的浊度去除效果达到了20％，而盐酸对膜表面的浊度去除基本没有任何效果。
其中，盐酸和柠檬酸对铝盐的清洗效率相差不大，为45～55％，盐酸和柠檬酸对水体硬度的清洗效率相差不大，为80～85％，而次氯酸钠可以确定几乎不去除无机盐类。
由以上可见，由于水质与运行条件等差异，膜过滤系统的污染物不尽相同，针对不同污染物以及污染程度需要选用的化学清洗药剂也不同，本发明采用的化学清洗药剂为次氯酸钠和柠檬酸：次氯酸钠主要用于去除膜表面有机污堵，柠檬酸主要用于去除膜表面无机污堵和浊度，如次氯酸钠清洗无法将跨膜压差恢复到适当的范围，则需要采用柠檬酸再次清洗，药品均密封存放在储药罐内。
进一步的，化学清洗药剂加药浓度的确定具体包括：在相同的清水通量条件下，记录初始跨膜压差，系统运行一段时间后，待跨膜压差达到15kpa时，对膜丝进行化学清洗，药剂采用次氯酸钠，化学清洗循环时间统一取5min，监测不同加药浓度下跨膜压差的恢复情况，从而确定次氯酸钠的最佳加药浓度，在相同清水通量下，次氯酸钠药剂浓度分别为100mg/L、200mg/L、300mg/L、500mg/L时，超滤膜跨膜压差分别降低44.1％、48％、50％、50.3％，可知加药浓度在200mg/L、300mg/L和500mg/L下跨膜压差的降低效果比较接近，因此建议优化次氯酸钠加药浓度参数为200mg/L～300mg/L。
进一步的，在进行化学清洗时，对于化学清洗时间的确定，具体包括：在相同的清水通量条件下，记录初始跨膜压差，系统运行一段时间后，待跨膜压差达到15kpa时，对膜丝进行化学清洗，药剂采用次氯酸钠药剂浓度300mg/L，化学清洗循环时间从5min升高到15min和30min，监测在不同化学清洗时间下跨膜压差的恢复情况，从而确定最佳化学清洗时间。在相同清水通量下，次氯酸钠药剂浓度300mg/L时，化学清洗循环时间从5min升高到15min和30min，超滤膜跨膜压差分别降低50％、53.29％、53.95％，可知在化学清洗时间15min和30min条件下跨膜压差的降低效果十分接近，且优于化学清洗5min跨膜压差的降低效果，因此建议化学清洗循环时间参数优化为15min。
进一步的，执行化学清洗时间点的确定，具体包括：在清水膜通量70L/(m2·h)，初始跨膜压差7kpa条件下，初始清水膜比通量为0.036m3/(m2·s·pa)，持续运行一段时间，在膜比通量衰减30％、40％和50％后，采用300ppm次钠清洗15min，观察清水膜比通量的恢复率，确定执行化学清洗的最佳时间点，在清水膜比通量衰减30％、40％和50％后，采用300ppm次氯酸钠循环清洗15min，膜比通量恢复率分别为90％、75％和66％，从长期运行考虑，在膜比通量衰减30％时执行化学清洗较为合适。
如图1至图3所示，所述的外压式超滤膜清洗系统，还包括：
化学清洗部，输入端与所述加药部连通，输出端与所述超滤部连通，所述化学清洗部包括：
化学清洗泵12，输出端通过超滤清洗进水管23与所述超滤部输入端连通，其中，所述超滤清洗进水管23上设置有化学清洗水表13、化学清洗进水阀14和压力变送器20，且所述化学清洗进水阀14和压力变送器20设置于所述化学清洗水表13的两侧，所述化学清洗进水阀14设置于接近所述超滤部输入端的一侧，所述压力变送器20设置于接近所述化学清洗泵12输出端的一侧；
化学清洗水箱11，输出端与所述化学清洗泵12的输入端连通，且所述超滤部输出端通过超滤清洗回水管24与所述化学清洗水箱11连通，其中，所述超滤清洗回水管24上设置有化学清洗回水阀15。
在本发明实施例所述的外压式超滤膜清洗系统中，在化学清洗状态下，先启动加药泵18通过加药管25将清洗药剂加入化学清洗水箱11，然后打开化学清洗水箱补水阀10，补水至液位开关19设定高液位，自动停止补水；
进入化学清洗循环状态，打开化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15，待化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15开到位后，启动化学清洗泵12，药剂通过超滤清洗进水管23进入超滤膜组6，通过超滤清洗回水管24循环回到化学清洗水箱11，循环至设定时间后，关闭化学清洗泵12、化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15，化学清洗结束；
再次测试化学清洗后超滤膜的清水膜通量和清水膜比通量，对比化学清洗前后的膜通量的恢复情况，进行污染物去除效果与药剂浓度、清洗时间的关系的分析，优化关键运行参数，其中，所述清水膜通量的计算公式为：
其中，J为清水膜通量(L/m2·h)，Q为产水流量(m3/h)，S为超滤膜膜面积(m2)；
所述清水膜比通量的计算公式为：
其中：K为清水膜比通量(m3/m2·s·pa)，J为清水膜通量(L/m2·h)；△P为超滤膜跨膜压差(kpa)，通过对比清水膜通量和清水膜比通量的大小，可以分析不同膜丝在相同条件下过水能力和抗污染能力的优劣。
如图1至图3所示，一种外压式超滤膜纯水测试方法中，所述纯水测试方法包括以下步骤：
在产水状态下，打开原水进水阀1，原水进入进水水箱2，通过液位开关19监测进水水箱2的液位，到达高液位后关闭原水进水阀1停止注水，启动电加热器2将原水加热到预设温度；
打开超滤进水阀5和产水阀7，待超滤进水阀5和产水阀7开到位后进水泵4启动，原水通过超滤进水管21进入超滤膜组6过滤后，出水进入超滤产水管22，调节产水调节阀8控制超滤膜组前的压力变送器20到达预设值P1，记录此时产水水表9数值到达预设值Q，同时记录超滤膜组6后的压力变送器20数值P2，计算跨膜压差△P，当进水水箱2到达液位开关19低液位后，进水泵4自动关停，超滤进水阀5和产水阀7关闭。
如图1至图3所示，当进水水箱2到达液位开关19低液位后，进水泵4自动关停，超滤进水阀5和产水阀7关闭。
如图1至图3所示，一种外压式超滤膜纯水测试方法中，还包括以下步骤：
化学清洗状态下，先启动加药泵18通过加药管25将清洗药剂加入化学清洗水箱11，然后打开化学清洗水箱补水阀10，补水至液位开关19设定高液位，自动停止补水；
进入化学清洗循环状态，打开化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15，待化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15开到位后，启动化学清洗泵12，药剂通过超滤清洗进水管23进入超滤膜组6，通过超滤清洗回水管24循环回到化学清洗水箱11，循环至设定时间后，关闭化学清洗泵12、化学清洗进水阀14和化学清洗回水阀15，化学清洗结束；
再次测试化学清洗后超滤膜的清水膜通量和清水膜比通量，对比化学清洗前后的膜通量的恢复情况，进行污染物去除效果与药剂浓度、清洗时间的关系的分析，优化关键运行参数，其中，所述清水膜通量的计算公式为：
其中，J为清水膜通量(L/m2·h)，Q为产水流量(m3/h)，S为超滤膜膜面积(m2)；
所述清水膜比通量的计算公式为：
其中：K为清水膜比通量(m3/m2·s·pa)，J为清水膜通量(L/m2·h)；△P为超滤膜跨膜压差(kpa)，通过对比清水膜通量和清水膜比通量的大小，可以分析不同膜丝在相同条件下过水能力和抗污染能力的优劣。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述系统包括：
原水进水部；
超滤部，输入端与所述原水进水部连通，输出端与超滤产水管(22)连通；
加药部，与所述化学清洗部连通；
化学清洗部，输入端与所述超滤清洗进水管(23)连通，输出端与超滤清洗回水管(24)连通。
2.根据权利要求1所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述原水进水部包括：
进水水箱(2)，与进水管连通，且进水管上设置有原水进水阀(1)，其中，所述进水水箱(2)内设置有液位传感器，所述液位传感器与液位开关(19)连接；
电加热器(3)，设置于所述进水水箱(2)内，用于对所述进水水箱(2)内的液体进行加热。
3.根据权利要求2所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述原水进水部还包括：
进水泵(4)，输入端与所述进水水箱(2)的输出端连通，所述进水泵(4)输出端通过超滤进水管(21)与所述超滤部输入端连通，且所述超滤进水管(21)上设置有超滤进水阀(5)和压力表(20)。
4.根据权利要求3所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述化学清洗部包括：
化学清洗泵(12)，输出端通过超滤清洗进水管(23)与所述超滤部输入端连通，其中，所述超滤清洗进水管(23)上设置有化学清洗水表(13)、化学清洗进水阀(14)和压力表(20)，且所述化学清洗进水阀(14)和压力表(20)设置于所述化学清洗水表(13)的两侧，所述化学清洗进水阀(14)设置于接近所述超滤部输入端的一侧，所述压力表(20)设置于接近所述化学清洗泵(12)输出端的一侧；
化学清洗水箱(11)，输出端与所述化学清洗泵(12)的输入端连通，且所述超滤部输出端通过超滤清洗回水管(24)与所述化学清洗水箱(11)连通，其中，所述超滤清洗回水管(24)上设置有化学清洗回水阀(15)。
5.根据权利要求4所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述加药部包括：
储药箱(17)，设置于所述化学清洗水箱(11)一侧；
加药泵(18)，设置于所述储药箱(17)上，并与所述储药箱(17)连通，且所述加药泵(18)通过加药管(25)与所述化学清洗水箱(11)上方连通，其中，所述加药管(25)上设置有压力表(20)；
导水管，分别与所述化学清洗水箱(11)和储药箱(17)连通，且所述导水管上设置有化学清洗水箱补水阀(10)和储药箱补水阀(16)。
6.根据权利要求5所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述超滤部包括：
超滤膜组(6)，输入端与所述超滤清洗进水管(23)连通，输出端与超滤产水管(22)连通，且所述超滤产水管(22)上设置有产水阀(7)、产水调节阀(8)、产水水表(9)和压力表(20)。
7.根据权利要求6所述的外压式超滤膜清洗系统，其特征在于，所述超滤膜组(6)包括：
膜壳(34)，用于容纳液体；
盖体，用于盖设于所述膜壳(34)的两端，且位于所述膜壳(34)下方的盖体上设置有进水分配管(27)、进水口(37)和进气口(38)，位于所述膜壳(34)上方的盖体上设置有产水口(39)和浓水口(40)；
过滤部，可拆卸式设置于所述膜壳(34)内，并用于过滤从所述进水口(37)流入的液体。
8.一种外压式超滤膜纯水测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的外压式超滤膜清洗系统中，所述测试方法包括以下步骤：
在产水状态下，打开原水进水阀(1)，原水进入进水水箱(2)，通过液位传感器监测进水水箱(2)的液位，到达高液位后关闭原水进水阀(1)停止注水，启动电加热器(2)将原水加热到预设温度；
打开超滤进水阀(5)和产水阀(7)，待超滤进水阀(5)和产水阀(7)开到位后进水泵(4)启动，原水通过超滤进水管(21)进入超滤膜组(6)过滤后，出水进入超滤产水管(22)，调节产水调节阀(8)控制超滤膜组(6)前的压力变送器(20)到达预设值P1，记录此时产水水表(9)数值Q，同时记录超滤膜组(6)后的压力变送器(20)数值P2，计算跨膜压差△P＝P1-P2，当进水水箱(2)到达液位开关(19)低液位后，进水泵(4)自动关停，超滤进水阀(5)和产水阀(7)关闭。
9.根据权利要求8所述的外压式超滤膜纯水测试方法及清洗方法，其特征在于，当进水水箱(2)到达液位开关(19)低液位后，进水泵(4)自动关停，超滤进水阀(5)和产水阀(7)关闭后，还包括以下步骤：
化学清洗状态下，先启动加药泵(18)通过加药管(25)将清洗药剂加入化学清洗水箱(11)，然后打开化学清洗水箱补水阀(10)，补水至液位开关(19)设定高液位，自动停止补水；
进入化学清洗循环状态，打开化学清洗进水阀(14)和化学清洗回水阀(15)，待化学清洗进水阀(14)和化学清洗回水阀(15)开到位后，启动化学清洗泵(12)，药剂通过超滤清洗进水管(23)进入超滤膜组(6)，通过超滤清洗回水管(24)循环回到化学清洗水箱(11)，循环至设定时间后，关闭化学清洗泵(12)、化学清洗进水阀(14)和化学清洗回水阀(15)，化学清洗结束；
再次测试化学清洗后超滤膜的清水膜通量和清水膜比通量，对比化学清洗前后的膜通量的恢复情况。
10.根据权利要求9所述的外压式超滤膜纯水测试及清洗方法，其特征在于，所述清水膜通量的计算公式为：
其中，J为清水膜通量，Q为产水流量，S为超滤膜膜面积；
所述清水膜比通量的计算公式为：
其中：K为清水膜比通量，J为清水膜通量；△P为超滤膜跨膜压差。
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