CN1299806C - 一种新型集成式负压连续膜过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型集成式负压连续膜过滤系统，选用n(1＜n＜100)个负压膜组件平行放置，由输水管道连接起来，组成一个膜组件单元；每个膜组件单元两侧分别设有一个产水控制阀和反冲洗控制阀，并分别与产水泵或反冲洗泵相连。选用m(1＜m＜100)个膜组件单元并联排列，即可组合成一个(m×n)型集成式负压连续膜过滤系统。本发明克服现有连续膜过滤系统中控制系统复杂、能耗大、投资费用高以及无法实现在线检漏等缺点。在简化控制系统的同时还能够降低系统投资及运行费用，提高系统操作的灵活性，在实际应用中具有明显的经济效益和环境效益。

Description

一种新型集成式负压连续膜过滤系统

                               技术领域

本发明涉及一种水处理系统，特别是涉及一种新型集成式负压连续膜过滤系统。

                               背景技术

膜法水处理技术以其独特的优势在水处理工业中得到了越来越广泛的应用。其所涉及的原理是：原水在外在压力的作用下，以一定流速沿膜表面流动，原水中的小分子物质与溶剂水一起透过膜体进入到膜的另一侧，而大分子物质则被截留，大分子物质在原水中浓度升高，从而实现水的净化处理。

现有的膜连续过滤系统根据原水进料方式的不同，可以分为外压式和内压式两种操作模式。内压式操作模式是指具有一定压力的原水直接进入膜丝内腔，部分水透过膜壁进入到壳程成为净化水；外压式操作模式则与之相反，进入壳程的原料水在压力的作用下发生选择性渗透，使一部分水透过膜壁进入到膜丝内腔，经开口端流出完成水的净化。

以上两种操作模式进行水处理时都必须对原水进行加压，因此能耗较大。而且现有膜连续过滤系统中的膜组件一般包括膜丝和壳体两部分。为了实现对膜组件进行在线反冲洗，一个膜组件单元至少需要三组控制系统；另外，由于壳体的存在，无法对膜组件进行在线检漏，当处理效果达不到标准的情况下无法快速在线判断是哪一个膜组件出了问题。所以，虽然现有的连续过滤系统在水处理过程中有其独特的优势，但仍存在其不可避免的缺点：运行能耗较大，控制系统较为复杂，不能实现在线检漏。

                               发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种新型集成式负压连续膜过滤系统，其目的在于克服现有连续膜过滤系统中控制系统复杂、能耗大、投资费用高以及无法实现在线检漏等缺点。

本发明是这样实现的：

选用n个负压膜组件平行放置，一般1＜n＜100、膜组件间距100mm～500mm，由输水管道连接起来，组成一个膜组件单元；每个膜组件单元两侧分别设有一个产水控制阀和反冲洗控制阀，并分别与产水泵或反冲洗泵相连。选用m个膜组件单元并联排列，一般1＜m＜100、膜组件单元之间间距为200mm～500mm，即可组合成一个(m×n)型集成式负压连续膜过滤系统。其中：膜组件为可以产生负压膜过滤组件。

本发明的工作流程如下：

新型集成式负压连续膜过滤系统与原水池如一次或二次沉淀池集成，将连续膜过滤系统置于原水池中；在与系统相连的产水泵的作用下，各膜组件均保持负压状态，同时透过水进入膜丝内腔，经输水管道流入产水池。

系统运行一段之间后，为了延长组件的使用寿命，须对膜组件进行反冲洗。由于是负压膜组件，该系统中不仅可以对组件进行在线反洗，还可以实现离线清洗。关闭组件单元的产水阀，打开冲洗阀及反洗泵即可完成对组件的在线反冲洗，在线冲洗时，冲洗液又进入到原水中，可以重复进行膜过滤处理，减少了系统污水的排放；

将待清洗组件单元从系统中拆除可以进行离线清洗，离线清洗一般在组件污染较为严重的情况下进行。而离线清洗能够进一步延长组件的更换周期。

关闭产水阀，打开冲洗阀和空气压缩机，即可对系统进行在线检漏。根据膜组件有无冒泡现象，能够确定组件的受损情况，确保及时更换膜组件，以免影响产水水质。

与现有连续膜过滤系统相比，本发明具有更为显著的环境效益和经济效益。该发明在简化操作系统的同时能够最大程度的降低投资成本和运行费用，进一步提高膜法水处理技术的经济效益和环境效益。

                               附图说明

图1：水处理流程示意图

                              具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细论述：

本发明所涉及的新型集成式负压连续膜过滤系统易于规模放大，为了便于说明，以一个4×3型连续膜过滤系统，即系统包括4个膜单元，每个膜单元含有3个膜组件为例，对技术方案进行描述。

本发明的膜单元选用如下：

负压过滤U型膜组件是由中空纤维膜、外壳、活接封头三部分组成；外壳是两端均设置有外螺纹的圆筒，一端与活接封头连接，活接封头设置为椭圆封头，封头上设置有出水管和活接。在外壳与活接封头连接处设置有O型密封圈垫；外壳内设置有固化的集成束的一定数量的中空纤维膜，中空纤维膜是弯成U型；将切割整齐的U型开口端设置在外壳内且与外壳粘接成为一体；外壳的另一端螺纹在离线清洗时与清洗设备连接用。

其中U型纤维顶端用环氧树脂粘结，固化后切割形成整齐的开口端，将U型开口端放入外壳中，用环氧树脂将U型开口端与外壳粘接，固化后使之成为一体。最后将活接封头和外壳连接起来，组成U型膜组件。

如图1所示，U型膜组件1、2、3和4，产水泵5，冲洗泵6，空气压缩机7，产水池8，原水池9，各部分均通过管路连接，并由控制阀控制。

系统处于正常情况下时，启动产水泵，打开阀门V1-V6关闭V7-V14，原水在产水泵产生的负压的作用下，部分渗透到膜丝内腔，并经输水管路流入产水池。

系统在运行一段时间后膜会受到污染，膜的通量将发生一定程度的衰减，为了保证产水水量及水质，需对系统进行反冲洗。设定每隔半小时进行在线反冲洗一次。方法是，打开阀门V7、V8、V15并启动冲洗水泵，然后关闭阀门V1，再打开阀门V9，进行冲洗第一膜单元的反冲洗。两分钟后，打开阀门V1，关闭阀门V9，同时关闭阀门V2，再打开阀门V10，进行冲洗第二膜单元的反冲洗。间隔两分钟后，打开阀门V2，再关闭阀门V10，同时关闭阀门V3，再打开阀门V11，进行冲洗第三膜单元的反冲洗。两分钟后打开阀门V3，再关闭阀门V11，同时关闭阀门V4，再打开阀门V12，进行冲洗第四膜单元的反冲洗。冲洗两分钟后关闭V12，同时打阀门V4，至此完成一轮对膜的反冲洗过程。再过30分钟后，进行下一轮冲洗，过程同上。如果组件污染较为严重可以用备用膜组件进行代替，对原组件进行离线清洗。

在系统运行过程中若出现产水水质下降的情况，可对膜单元进行在线检漏，方法为关闭V1-8，打开阀门V9-14，同时启动空气压缩机向膜丝内鼓气，观察浸在水中的膜丝是否有气泡产生，若有气泡产生则可确定膜组件受损，可以及时进行更换，保证产水的水质。

本发明利用产水泵产生的负压作为膜过滤的推动力，能耗较小；同时与沉淀池的集成减少了预处理的占地面积和投资费用，提高了该系统的经济效益；另外，沉淀池中水的流动能够加强膜表面水的湍流，减小浓差极化。

本发明适用于各类水处理工程，包括污水处理和给水处理。

Claims (4)

1.一种新型集成式负压连续膜过滤系统，其特征是：选用n个负压膜组件平行放置，由输水管道连接起来，组成一个膜组件单元，膜组件间距100mm～500mm；每个膜组件单元两侧分别设有一个产水控制阀和反冲洗控制阀，并分别与产水泵或反冲洗泵相连；选用m个膜组件单元并联排列，膜组件单元之间间距为200mm～500mm；组合成一个m×n型集成式负压连续膜过滤系统；新型集成式负压连续膜过滤系统与原水池集成，将连续膜过滤系统置于原水池中；在与系统相连的产水泵的作用下，各膜组件均保持负压状态，同时透过水进入膜丝内腔，经输水管道流入产水池；

其中：1＜m＜100，1＜n＜100。

2.如权利要求1所述的一种新型集成式负压连续膜过滤系统，其特征是所述的原水池是一次或二次沉淀池集成。

3.如权利要求1所述的一种新型集成式负压连续膜过滤系统，其特征是所述的系统中对组件进行在线反洗：由于是负压膜组件，关闭组件单元的产水阀，打开冲洗阀及反洗泵即可完成对组件的在线反冲洗，在线冲洗时，冲洗液又进入到原水中，可以重复进行膜过滤处理，减少了系统污水的排放。

4.如权利要求1所述的一种新型集成式负压连续膜过滤系统，其特征是所述系统可进行在线检漏：关闭产水阀，打开冲洗阀，根据膜组件有无冒泡现象，能够确定组件的受损情况，确保及时更换膜组件。