CN210206477U - 一种清洗卷式膜的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种清洗卷式膜的系统，所述清洗卷式膜的系统包括依次连接的清洗箱、文丘里管和卷式膜元件，所述文丘里管设置有抽气口，所述抽气口连接臭氧发生器，本实用新型提供的清洗卷式膜的系统，通过在卷式膜元件的进水端设置文丘里管，并连接臭氧发生器，将臭氧从文丘里管的抽气口抽吸进入管道与清水混合，不仅对卷式膜膜面形成曝气降低膜面的污染作用，还可以通过臭氧氧化，使附着于卷式膜膜面上的微生物、有机污染物及无机污染物得到有效的清洗，产水通量可重新恢复到原膜元件的通量，废水有效截留率不变，提高产水率，降低膜系统压差，保证系统稳定运行，在工业废水处理中具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于膜技术领域，涉及一种清洗卷式膜的系统。
背景技术
众所周知，在污水、渗滤液处理工艺中，卷式膜是分离、提纯、水处理过程中常用的一种耗材，为了保证其使用目的以及性能稳定性，在使用期间必须做好卷式膜组件的维护保养工作。随着膜元件工作时间的延长，膜污染会不断加重，膜的透水速率会下降，为了恢复膜的通量，需要定期对卷式膜进行化学清洗和浸泡。根据膜表面污染物质的种类，选择适当的化学药品与之进行溶解、氧化或其他化学反应达到去除的目的。进行方法与正常卷式膜过滤过程相同，清洗液自原水进水口进入，浓缩液及过滤液全部返回清洗液容器，循环后排放，以净水洗净即可。目前，市面上采用的均为单一的酸清洗剂或碱清洗剂，清洗方式一般为冲洗和浸泡，无论是离线清洗还是在线清洗，实际效果并不理想且易产生清洗废水，从而造成环境的二次污染。
CN108993163A公开了一种适用于清洗含活性染料废水处理的膜清洗剂。该膜清洗剂的组成组分及组分的质量百分含量如下：氢氧化钠10～20％，甲基丙烯酸磺酸钠10～20％，对甲苯磺酰氯胺钠10～15％，十六烷基溴化吡啶5～10％，十二烷基苯磺酸钠3～5％，硫酸铵1～5％，其余为去离子水，其总重量满足100％。该膜清洗剂在处理含活性染料废水污染的膜系统中，能有效清洗膜污染物，恢复膜通量，保证系统稳定运行；然而在其它种类污水的处理中，该膜清洗剂的清洗效果就不怎么明显，不同的污水需要不同的清洗剂，在实际应用中会产生很多的困扰。
CN102179179A公开了一种竖立式卷式膜过滤装置，包括竖立放置的膜外壳，所述膜外壳内安装有与之适应的卷式膜元件，所述膜外壳上、下端分别安装有上、下密封头，所述卷式膜元件中具有透过液输出管，该透过滤液输出管两端设置有分别穿过上、下密封头延伸在外的上、下透过液出口，膜外壳两端还分别设置有上、下水流开口，这种竖立式卷式膜过滤装置由于采用上述结构，膜外壳和卷式膜元件竖立放置，可以借助于气与水形成的微小气泡对膜表面进行更有效的清洗。有助于提高高价值物料的回收率、延长膜的使用寿命、减少清洗时间成而降低了膜装置的运行费用，使得膜系统在物料分离和中水回用的应用更广泛。但是此装置依赖于化学清洗，效果不理想，易造成二次污染。
CN101811773A公开了一种在线清洗卷式膜-生物反应器，由卷式膜组件设置在生物反应器内，配水系统设置在生物反应器上部组成，卷式膜组件由摇柄，卷轴，机械清洗装置，膜片组成，其中，膜片由两片膜固定复合在柔性塑料导流网的两侧制成，膜片的两端分别与卷轴牢固连接，卷轴为空心圆管，其上端与出水管连通，在出水管的顶部固定设置摇柄。这种方法只能依赖于物理清洗，对于一些复杂的化学物质，不能够彻底清洗。
CN208856981U提供了一种采用外置式生物反应器处理含活性污泥污水的装置，所述装置包括文丘里管和外置式生物反应器，所述文丘里管设置于外置式生物反应器的进水端。这个装置通过在外置式生物反应器的进水端设置文丘里管，取代了需要能耗较高的动力输送泵和鼓风机等组件，通过自身结构特点，将空气经由文丘里管自行与原水混合，达到曝气和清洁膜表面的作用。
近年来，臭氧氧化在污水处理和自来水净化等行业中得到大力地推广及应用，尤其是在高浓度难降解的废水处理中大显身手。大量研究和应用实践证实臭氧氧化可明显对原水脱色除臭，改善水的感官指标，臭氧是目前发现最强的强氧化剂之一，是光谱、高效、快速的杀菌剂，同时还具有催化、脱色、除臭等作用。
因此，如何开发一种利用臭氧来清洗卷式膜的装置，对于污水、渗滤液的处理具有重要的意义。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种清洗卷式膜的系统，以解决现有的方法清洗卷式膜存在的步骤繁琐、易造成二次污染、清洗不彻底的问题。
为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种清洗卷式膜的系统，所述清洗卷式膜的系统包括依次连接的清洗箱、文丘里管和卷式膜元件，所述文丘里管设置有臭氧发生器。
本实用新型所述系统指的是系统装置，即各个单一的装置通过连接组成一个整体的系统。本实用新型所述连接一般指的是通过管道相连接。
本实用新型提供的清洗卷式膜的系统，通过在卷式膜元件的进水端设置文丘里管，并连接臭氧发生器，将臭氧从文丘里管的抽气口抽吸进入管道与清水混合，不仅对卷式膜膜面形成曝气清洗作用，还可以通过臭氧氧化，使附着于卷式膜膜面上的微生物、有机污染物及无机污染物得到有效的清洗，从而恢复卷式膜元件的通量，提高其产水率，降低膜系统压差，保证系统稳定运行。相比于化学试剂的清洗，本系统清洗步骤简便、不会造成二次污染，清洗彻底，而且还可将清洗后的水重复回收利用。
本实用新型所述卷式膜元件可以是卷式超滤膜元件、卷式反渗透膜元件或者卷式微滤膜元件等等。
优选地，所述清洗箱设置有清洗液出水阀门、第一清洗进水阀门和第二清洗进水阀门，所述清洗液出水阀门与文丘里管之间依次设置有水泵、流量计和第一压力表。
在本实用新型中，当卷式膜的产水通量出现下降时，即可开启已注入清水的清洗箱，打开清洗液出水阀门，开启臭氧发生器，清水通过文丘里管后与臭氧混合，对卷式膜膜面形成曝气清洗，而且还可以发生氧化，清除一些污染物，清洗后的水由卷式膜元件流出，直至恢复原有通量为止，即可停止清洗。
在本实用新型中，清洗箱中一般注入一定量的清水。
优选地，所述卷式膜元件设置有原水进水口、浓水出水口和产水出水口，所述原水进水口与清洗箱的清洗液出水阀门连接，所述产水出水口与清洗箱的第一清洗进水阀门连接，所述浓水出水口与清洗箱的第二清洗进水阀门连接。优选地，所述浓水出水口与清洗箱的第二清洗进水阀门之间设置有第二压力表。
优选地，所述清洗卷式膜的系统还包括原水箱，所述原水箱与清洗箱通过并联的方式并列连接设置。
优选地，所述原水箱的设置有原水出水阀门和原水进水阀门，所述原水出水阀门设置于原水箱下端且与水泵相连接，所述原水进水阀门设置于原水箱的上端且与第二压力表相连接。
优选地，所述清洗卷式膜的系统还包括产水箱，所述产水箱设置有产水进水阀门，所述产水进水阀门设置于产水箱的上端，与第一清洗进水阀门并联。
本实用新型还可以通过设置原水箱和产水箱，形成两个循环通路，即原水工作通路和臭氧清洗通路，达到一个更为完成整的系统，兼具滤水和清洗的效果。示例性的清洗方法如下：
正常处理污水时使用原水工作线路：仅打开原水箱的原水出水阀门，原水进水阀门，另外打开产水箱的产水进水阀门，此时清洗箱的清洗液出水阀门、第一清洗进水阀门、第二清洗进水阀门和臭氧发生器均处于关闭状态，直接将水通过文丘里管输送到卷式膜元件中进行处理，然后通过卷式膜元件的浓水出水口流出，从原水进水阀门流回到原水相箱中，形成循环，产生的清水从卷式膜元件的产水出水口流出，流回到产水箱中。
当产水通量急剧下降时，关闭原水工作线路，打开臭氧清洗线路。具体流程为：关闭原水出水阀门、产水进水阀门及原水进水阀门，打开清洗液出水阀门、第一清洗进水阀门及第二清洗进水阀门，在清洗箱中注入一定量的清水，开启水泵及臭氧发生器，再将第一清洗进水阀门关闭，系统中流动的水仅是经过清洗箱的清洗液出水阀门流出，经过水泵、流量计、第一压力表、文丘里管、卷式膜元件后，通过卷式膜元件的浓水出水口，由第二压力表、第二清洗进水阀门流回到清洗箱，这样一直进行循环清洗，直至清洗小时后卷式元件恢复原有通量。
本实用新型不仅操作简便，应用范围广；还減少了化学试剂清洗对环境的二次污染。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供的清洗卷式膜的系统，通过在卷式膜元件的进水端设置文丘里管，并连接臭氧发生器，将臭氧从文丘里管的抽气口抽吸进入管道与清水混合，不仅对卷式膜膜面形成曝气清洗作用，还可以通过臭氧氧化，使附着于卷式膜膜面上的微生物、有机污染物及无机污染物得到有效的清洗，从而恢复卷式膜元件的通量，产水通量可重新恢复到原膜元件的通量，废水有效截留率不变，提高其产水率，降低膜系统压差，保证系统稳定运行。相比于化学试剂的清洗，本系统清洗步骤简便、不会造成二次污染，清洗彻底，而且还可将清洗后的水重复回收利用，对于污水过滤、装置清洗具有重要的价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的一种清洗卷式膜的系统示意图；其中，1-原水箱，2-清洗箱，3-产水箱，4-臭氧发生器，5-卷式膜元件，6-原水出水阀门，7-清洗液出水阀门，8-水泵，9-流量计，10-文丘里管，11-产水进水阀门，12-第一清洗进水阀门，13-第二清洗进水阀门，14-原水进水阀门，15-第一压力表，16-第二压力表，17-原水进水口，18-产水出水口，19-浓水出水口。
图2是本实用新型实施例2提供的一种清洗卷式膜的系统示意图；其中，2-清洗箱，4-臭氧发生器，5-卷式膜元件，7-清洗液出水阀门，8-水泵，9-流量计，10-文丘里管，12-第一清洗进水阀门，13-第二清洗进水阀门，15-第一压力表，16-第二压力表，17-原水进水口，18-产水出水口，19-浓水出水口。
图3是本实用新型提供的文丘里管装置的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种清洗卷式膜的系统
清洗卷式膜的系统具体如图1所示，包括并列连接设置的原水箱1和清洗箱2，清洗箱2、文丘里管10和卷式膜元件5依次连接，文丘里管设置有抽气口，抽气口连接臭氧发生器4；
原水箱1设置有原水出水阀门6和原水进水阀门14，清洗箱设置有清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12和第二清洗进水阀门13；清洗液出水阀门7与文丘里管10之间依次设置有水泵8、流量计9和第一压力表15，原水出水阀门6设置于清洗液出水阀门7与水泵8之间的管道；
卷式膜元件5设置有原水进水口17、产水出水口18和浓水出水口19，产水出水口18与清洗箱2的第一清洗进水阀门12连接，浓水出水口19与清洗箱2的第二清洗进水阀门13连接，浓水出水口19与清洗箱2的第二清洗进水阀门13之间设置有第二压力表16，原水进水阀门14设置于浓水出水口19与清洗箱2的第二清洗进水阀门13之间的管道，产水箱3的产水进水阀门11设置于产水箱3的上端，与第一清洗进水阀门12并联，产水箱3通过产水进水阀门11连接于清洗卷式膜的系统中。
实施例2
本实施例提供一种清洗卷式膜的系统
清洗卷式膜的系统具体如图1所示，包括清洗箱2，清洗箱2、文丘里管10和卷式膜元件5依次连接，文丘里管设置有抽气口，抽气口连接臭氧发生器4；
清洗箱设置有清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12和第二清洗进水阀门13；清洗液出水阀门7与文丘里管10之间依次设置有水泵8、流量计9和第一压力表15；
卷式膜元件5设置有原水进水口17、产水出水口18和浓水出水口19，产水出水口18与清洗箱2的第一清洗进水阀门12连接，浓水出水口19与清洗箱2的第二清洗进水阀门13连接，浓水出水口19与清洗箱2的第二清洗进水阀门13之间设置有第二压力表16。
实施例3
本实施例提供一种利用实施例1的清洗卷式超滤膜的系统处理废水，清洗卷式膜的方法
在张家港印染废水处理项目中，正常处理污水的流程如下：仅打开原水箱1的原水出水阀门6，原水进水阀门14，另外打开产水箱3的产水进水阀门11，此时清洗箱2的清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12、第二清洗进水阀门13和臭氧发生器4均处于关闭状态，直接将水通过文丘里管10输送到卷式超滤膜元件5中进行处理，然后通过卷式超滤膜元件5的浓水出水口19流出，从原水进水阀门14流回到原水箱1中，形成循环，产的清水从卷式超滤膜元件5的产水出水口18流出，经产水进水阀门11流回到产水箱3中。
卷式超滤膜元件运行一段时间后，通量急剧下降。最终在一定的水温、进水流量及进水压力下(水温为16.5℃，进水量量为3.5t/h，进水压力为0.2MPa)，测得单支卷式超滤膜的产水水通量为100L/h。
此时，打开臭氧清洗线路。运行6小时后，单支卷式超滤膜的产水通量恢复到660L/h且废水有效截留率保持不变。具体流程如下，关闭原水出水阀门6、产水进水阀门11及原水进水阀门14，打开清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12及第二清洗进水阀门13，在清洗箱2中注入一定量的清水，开启水泵8及臭氧发生器4，再将第一清洗进水阀门12关闭，系统中流动的水仅是经过清洗箱2的清洗液出水阀门7流出，经过水泵8、流量计9、第一压力表15、文丘里管10，由原水进水口17进入卷式超滤膜元件5后，通过卷式超滤膜元件5的浓水出水口19，由第二清洗进水口13流回到清洗箱2，这样一直进行循环清洗，直至清洗6小时后卷式超滤膜元件5恢复原有通量。整个系统的装置图如图1所示。
其中，文丘里管的具体放大后的流动示意图如图3所示，臭氧通过抽气口进入文丘里管，与清水混合后再流出。
实施例4
本实施例提供一种利用实施例1的清洗卷式反渗透膜的系统处理废水，清洗卷式膜的方法
在绍兴酒厂废水处理项目中，正常处理污水的流程如下：仅打开原水箱1的原水出水阀门6，原水进水阀门14，另外打开产水箱3的产水进水阀门11，此时清洗箱2的清水出水阀门7、第一清洗进水阀门12、第二清洗进水阀门13和臭氧发生器4均处于关闭状态，直接将水通过文丘里管10输送到卷式反渗透膜元件5中进行处理，然后通过卷式反渗透膜元件5的浓水出水口19流出，从原水进水阀门14流回到原水箱1中，形成循环，产的清水从卷式反渗透膜元件5的产水出水口18流出，经产水进水阀门11流回到产水箱3中。
卷式反渗透膜元件运行一段时间后，通量急剧下降。最终在一定的水温、进水流量及进水压力下(水温为18.5℃，进水量量为2.5t/h，进水压力为0.9MPa)，测得单支卷式渗透膜的产水水通量为30L/h。
此时，打开臭氧清洗线路。运行4小时后，单支卷式反渗透膜的产水通量恢复到150L/h且废水有效截留率保持不变。具体流程如下，关闭原水出水阀门6、产水进水阀门11及原水进水阀门14，打开清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12及第二清洗进水阀门13，在清洗箱2中注入一定量的清水，开启水泵8及臭氧发生器4，再将第一清洗进水阀门12关闭，系统中流动的水仅是经过清洗箱2的清洗液出水阀门7流出，经过水泵8、流量计9、第一压力表15、文丘里管10，由原水进水口17进入卷式反渗透膜元件5后，通过卷式反渗透膜元件5的浓水出水口19，由第二压力表16、第二清洗进水口13流回到清洗箱2，这样一直进行循环清洗，清洗4小时后卷式反渗透膜元件5恢复原有通量。整个系统的装置图如图1所示。
其中，文丘里管的具体放大后的流动示意图如图3所示，臭氧通过抽气口进入文丘里管，与清水混合后再流出。
实施例5
本实施例提供一种利用实施例1的清洗卷式微滤膜的系统处理废水，清洗卷式膜的方法
在上海景观水处理项目中，正常处理污水的流程如下：仅打开原水箱1的原水出水阀门6，原水进水阀门14，另外打开产水箱3的产水进水阀门11，此时清洗箱2的清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12、第二清洗进水阀门13和臭氧发生器4均处于关闭状态，直接将水通过文丘里管10输送到卷式微滤膜元件5中进行处理，然后通过卷式微滤膜元件5的浓水出水口19流出，从原水进水阀门14流回到原水箱1中，形成循环，产的清水从卷式微滤膜元件5的产水出水口18流出，经产水进水阀门11流回到产水箱3中。
卷式微滤膜元件运行一段时间后，通量急剧下降。最终在一定的水温、进水流量及进水压力下(水温为18.5℃，进水量量为1.5t/h，进水压力为0.1MPa)，测得单支卷式微滤膜的产水水通量为250L/h。
此时，打开臭氧清洗线路。运行2小时后，单支卷式微滤膜的产水通量恢复到700L/h且废水有效截留率保持不变。具体流程如下，关闭原水出水阀门6、产水进水阀门11及原水进水阀门14，打开清洗液出水阀门7、第一清洗进水阀门12及第二清洗进水阀门13，在清洗箱2中注入一定量的清水，开启水泵8及臭氧发生器4，再将第一清洗进水阀门12关闭，系统中流动的水仅是经过清洗箱2的清洗液出水阀门7流出，经过水泵8、流量计9、第一压力表15、文丘里管10，由原水进水口17进入卷式微滤膜元件5后，通过卷式微滤膜元件5的浓水出水口19，经第二压力表16、第二清洗进水口13流回到清洗箱2，这样一直进行循环清洗，清洗4小时后卷式微滤膜元件5恢复原有通量。整个系统的装置图如图1所示。
其中，文丘里管的具体放大后的流动示意图如图3所示，臭氧通过抽气口进入文丘里管，与清水混合后再流出。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，不包括文丘里管以及连接于文丘里管的臭氧发生器，在清洗线路打开时，使用膜清洗剂(低浓度的盐酸)替换文丘里管，循环6小时后卷式超滤膜元件。卷式超滤膜元件产水通量由100L/h提升为初始通量的60％左右，且使用时间越长，清洗频次会越高。
由此可见，当不使用文丘里管和臭氧发生器进行曝气及氧化清洗时，清洗效果不彻底，无法将产水通量提升到更好的效果。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明清洗卷式膜的系统的工艺方法，但本实用新型并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本实用新型必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (7)
1.一种清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述清洗卷式膜的系统包括依次连接的清洗箱、文丘里管和卷式膜元件，所述文丘里管设置有抽气口，所述抽气口连接臭氧发生器。
2.根据权利要求1所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述清洗箱设置有清洗液出水阀门、第一清洗进水阀门和第二清洗进水阀门，所述清洗液出水阀门与文丘里管之间依次设置有水泵、流量计和第一压力表。
3.根据权利要求1所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述卷式膜元件设置有原水进水口、浓水出水口和产水出水口，所述原水进水口与清洗箱的清洗液出水阀门连接，所述产水出水口与清洗箱的第一清洗进水阀门连接，所述浓水出水口与清洗箱的第二清洗进水阀门连接。
4.根据权利要求3所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述浓水出水口与清洗箱的第二清洗进水阀门之间设置有第二压力表。
5.根据权利要求3所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述清洗卷式膜的系统还包括原水箱，所述原水箱与清洗箱通过并联的方式并列连接设置。
6.根据权利要求5所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述原水箱设置有原水出水阀门和原水进水阀门，所述原水出水阀门设置于原水箱下端且与水泵相连接，所述原水进水阀门设置于原水箱的上端且与第二压力表相连接。
7.根据权利要求1所述的清洗卷式膜的系统，其特征在于，所述清洗卷式膜的系统还包括产水箱，所述产水箱设置有产水进水阀门，所述产水进水阀门设置于产水箱的上端，与第一清洗进水阀门并联。
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