CN215138682U - 一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置，其包括：酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱、盐水水箱、膜壳和温控单元。采用本实用新型提供的反渗透膜离线清洗装置和清洗方法，可以有效的恢复受污染反渗透膜元件的性能。
Description
技术领域
本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置。
背景技术
淡水水资源日益短缺是全球性的重大环境问题。据预测，至2030年全球将面临高达40％的水资源赤字。在此背景之下，反渗透技术在海水淡化、苦咸水脱盐、工业废水处理、市政给水深度处理等诸多领。反渗透技术是一个压力驱动的膜分离过程。在反渗透运行过程中，膜污染现象往往不可避免地发生，表现为产水量的下降和段间压差的上升。当膜污染达到一定程度后，可通过物理清洗和化学清洗有效地去除大部分污染物，恢复膜的性能。反渗透膜清洗有在线清洗和离线清洗两种方式，其中在线清洗无需拆卸膜元件，维护工作简单，但通常采用水力冲洗结合酸碱洗的方式，清洗效果有限。为提高清洗效果，往往需要对收受污染膜元件进行离线清洗。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置，该一体化装置可实现正向清洗、反向清洗、酸洗、碱洗等多种清洗功能，以及对清洗效果的测试功能，以保证清洗效果达标，避免重复清洗。同时，装置可以配有物联网模块可远程检测设备运行状况，并对参数进行调整，操作方便。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置，包括：
酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱、盐水水箱、膜壳和温控单元；
其中，所述酸洗水箱的出料口、所述碱洗水箱的出料口、所述清水水箱的出料口以及所述盐水水箱的出料口分别和所述温控单元的进料口相连接，所述温控单元的出料口与所述膜壳的进料口相连接；所述膜壳的浓水出料口分别和所述酸洗水箱的浓水进料口、所述碱洗水箱的浓水进料口、所述清水水箱的浓水进料口以及所述盐水水箱的浓水进料口相连接；所述膜壳的产水出料口分别和所述酸洗水箱的产水进料口、所述碱洗水箱的产水进料口、所述清水水箱的产水进料口以及所述盐水水箱的产水进料口相连接。
根据本实用新型的一些实施方式，所述温控单元可以是换热器、冷水机或冷热水机。换热器可以是列管式换热器、板框式换热器或者有一个水槽加盘管的换热器。冷水机或冷热水机提供热量或冷量。板框换热器一般可以根据水量定制。冷水机可以是宏赛HSLR-15A。
根据本实用新型的一些实施方式，所述一体化装置还可以包括用于切换管路和憋压的阀门。阀门的设置是本领域的常规技术手段，本领域技术人员可以根据需要进行常规选择，这并非本实用新型的重点，在此不做赘述。
根据本实用新型的一些实施方式，所述一体化装置还可以包括测量仪表。仪表的设置是本领域的常规技术手段，本领域技术人员可以根据需要进行常规选择，这并非本实用新型的重点，在此不做赘述。
根据本实用新型的一些实施方式，酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱、盐水水箱的进水管路(即与水泵进水口相连管路)可以共用水泵，以减少水泵数量；也可采用独立进水管路，以减少水箱间以及清洗液之间的相互污染。
根据本实用新型的一些实施方式，所述酸洗水箱使指能够容纳并供给酸液的容器。
根据本实用新型的一些实施方式，所述碱洗水箱使指能够容纳并供给碱液的容器。
根据本实用新型的一些实施方式，所述清水水箱使指能够容纳并供给清水的容器。
根据本实用新型的一些实施方式，所述盐水水箱使指能够容纳并供给盐水的容器。
根据本实用新型的一些实施方式，所述膜壳也可以被称之为压力装置、压力容器、反渗透压力容器或反渗透膜壳。本领域技术人员知晓，所述膜壳是用于装载待清洗的水处理膜的装置，只要能够实现该目的的装置均可以用于本实用新型。
根据本实用新型的一些实施方式，所述膜壳可以是串联或并联的单芯或多芯压力容器。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述温控单元用于对来料的温度进行调控，其选自冷水机、热水机、冷热水一体机和换热器中的一种或多种。
根据本实用新型的一些实施方式，所述温度控制单元还可以包括温度计。
根据本实用新型的一些实施方式，所述换热器可以是板式换热器，也可以是列管式换热器。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述清水水箱的出料口与所述温控单元的进料口相连接，所述温控单元的出料口分别和所述膜壳的进料口和浓水出料口相连接，所述膜壳的进料口和所述清水水箱的浓水进料口相连接，所述膜壳的产水出料口和所述清水水箱的产水进料口相连接，其中，分别在所述温控单元的出料口与所述膜壳的进料口的连接管路上、所述温控单元的出料口与所述膜壳的浓水出料口的连接管路上、所述膜壳的进料口与所述清水水箱的浓水进料口的连接管路上以及所述膜壳的浓水出料口与所述清水水箱的浓水进料口的连接管路上设置阀门。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，在所述温控单元的进料管路上设置有输水泵和设置在所述输水泵的下游的增压泵，其中，所述增压泵设置有供选择性开启的短路管线。
根据本实用新型的一些实施方式，所述输水泵可以是大流量低扬程的水泵，每支膜壳流量范围可以在5-15立方米每小时，扬程可以在2m～40m。
根据本实用新型的一些实施方式，所述输水泵的个数可以是一个或多个。例如，各个水箱可以共用一个输水泵，也可以设置酸洗输水泵和非酸洗输水泵，其中酸洗输水泵与酸洗水箱相连，采用过流部件材料为耐酸性能的输水泵；非酸洗输水泵与其他水箱相连，采用耐腐蚀材料，例如361L、2205或钛材。
根据本实用新型的一些实施方式，所述增压泵用于进一步提高输水泵出水的压力，以满足特殊的需求，例如满足膜元件测试的需求。所述增压泵可以是扬程为200～700m的水泵，类型可以是多级离心泵、柱塞泵或往复泵，材料可以为耐腐蚀材料，例如361L、2205或钛材。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述一体化装置还包括仪表系统，所述仪表系统选自各类数字型在线监测仪表和非数字类型仪表中的一种或多种。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述仪表系统选自pH计、电导率计、温度计、流量计和压力仪中的一种或多种。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述一体化装置还包括控制系统，所述控制系统选自数据记录模块、报警和急停模块和远程通信模块中的一种或多种，其中，所述数据记录模块用于自动记录运行过程中各电子仪表数据，所述报警和急停模块用于根据用户设定的参数启动报警或急停，所述远程通信模块为可装载手机信号卡的物联网关。
根据本实用新型的一些实施方式，可以应用于所述控制系统的控制软件包括EasyAccess2.0、VNC Viewer或其他同类型远程桌面控制软件。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述膜壳的进料口处设置有保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯的孔径为1μm～10μm。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱和所述盐水水箱的底部为中空锥体，上部为中空圆柱体或中空立方体。
在本实用新型的一些优选的实施方式中，所述酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱和所述盐水水箱内各自独立地设置或不设置搅拌桨或造浪泵。
根据本实用新型的一些实施方式，所述搅拌桨或造浪泵的设置有利于料液的混合。
本实用新型的有益效果至少在于：采用本实用新型提供的反渗透膜离线清洗装置，可以有效地恢复受污染反渗透膜元件的性能，实现各类化学清洗、正向反向物理冲洗以及元件测试功能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的一体化装置结构示意图。
附图标记说明：101-酸洗水箱；102-碱洗水箱；103-清水水箱；104-盐水水箱；300-温控单元；200-膜壳；P1-输水泵；P2-增压泵；V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44、V4、V5、V6、V7、V8-阀门。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于下述说明。
实施例1
本实施例用于说明本实用新型的一体化装置的结构和连接关系。
如图1所示，本实用新型的一体化装置主要包括：
酸洗水箱101、碱洗水箱102、清水水箱103、盐水水箱104、膜壳200、温控单元300、输水泵P1、增压泵P2以及阀门V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44、V4、V5、V6、V7、V8。
各部件之间的连接关系如图1所示，酸洗水箱101的出料口、碱洗水箱102的出料口、清水水箱103的出料口以及盐水水箱104的出料口依次通过输水泵P1、增压泵P2分别和温控单元300的进料口相连接，温控单元300的出料口分别与膜壳200的进料口和浓水出料口相连接；膜壳200的浓水出料口分别和酸洗水箱101的浓水进料口、碱洗水箱102的浓水进料口、清水水箱103的浓水进料口以及盐水水箱104的浓水进料口相连接；膜壳200的产水出料口分别和酸洗水箱101的产水进料口、碱洗水箱102的产水进料口、清水水箱103的产水进料口以及盐水水箱104的产水进料口相连接；另外，膜壳200的进料口和清水水箱103的浓水进料口相连接，膜壳200的产水出料口和清水水箱103的产水进料口相连接，其中，分别在温控单元300的出料口与膜壳200的进料口的连接管路上、温控单元300的出料口与膜壳200的浓水出料口的连接管路上、膜壳200的进料口与清水水箱103的浓水进料口的连接管路上以及膜壳200的浓水出料口与清水水箱103的浓水进料口的连接管路上设置阀门V8、V5、V6和V32；另外，在酸洗水箱101的出料口处设置阀门V11、浓水进料口处设置阀门V12、产水进料口处设置阀门V13、底部排料口处设置阀门V14，在碱洗水箱102的出料口处设置阀门V21、浓水进料口处设置阀门V22、产水进料口处设置阀门V23、底部排料口处设置阀门V24，在清水水箱103的出料口处设置阀门V31、浓水进料口处设置阀门V32、产水进料口处设置阀门V33、底部排料口处设置阀门V34，在盐水水箱104的出料口处设置阀门V41、浓水进料口处设置阀门V42、产水进料口处设置阀门V43、底部排料口处设置阀门V44，在膜壳200的浓水出料口的出料管线上还设置有用于排放废液反洗浓水的支路管线，在该支路管线上设置有阀门V7。其中，阀门V14、V24、V34、V44、V7为排料阀门，用于将清洗液、测试液以及其他料液排出系统。其中V14、V24、V34、V44连接在水箱底部。阀门V7设置在该装置高程最低处，用于排出系统内残余料液。阀门V11、V21、V31、V41，为进料切换阀门，用于切换进水水箱；阀门V12、V22、V32、V42,为浓水回流切换阀门，用于将浓水回流至指定水箱；阀门V13、V23、V33、V43为产水切换阀门，用于将产水引至特定水箱。切换阀门的类型可以是球阀、蝶阀、闸阀、截止阀；驱动方式可以是手动、电动、启动等方式；阀门材料为PVC、不锈钢等材质。憋压阀门V4用于在膜元件测试过程中，将进膜压力憋压至指定测试压力。阀门类型为针阀，阀门材料为耐腐蚀不锈钢316L，优选的材质为2205或不锈钢，阀门驱动类型为手动。
实施例2
本实施例用于说明实施例1中的一体化装置的使用方法。
进行清水正冲时，打开阀门V31、V32、V33、V4、V8，关闭其他阀门，打开输水泵P1视循环流量需求选择性开启增压泵P2，清水水箱中装有市政自来水(优选经反渗透处理的市政自来水、蒸馏水或去离子水)。通过温控单元300将料液的温度调整为5-40摄氏度，大流量循环清洗0.5-6小时，膜壳进水量为3-10m3/hr。
进行清水反向冲洗时，打开阀门V31、V31、V33、V5、V6，关闭其他阀门，打开输水泵P1视循环流量需求选择性开启增压泵P2，清水水箱中装有市政自来水(优选经反渗透处理的市政自来水、蒸馏水或去离子水)。通过温控单元300将料液的温度调整为10-40摄氏度，大流量循环清洗1-6小时，膜壳进水量为3-10m3/hr。
进行离线酸洗时，打开阀门V11、V12、V13、V4、V8，关闭其他阀门,打开输水泵P1视循环流量需求选择性开启增压泵P2。酸洗水箱中装有酸性清洗剂。酸性清洗剂包括柠檬酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸的一种或几种。通过温控单元300将料液的温度调整为10-40摄氏度，循环清洗1-2小时，浸泡3-6小时。
进行离线碱洗时，打开阀门V21、V22、V23、V4、V8，关闭其他阀门，打开输水泵P1视循环流量需求选择性开启增压泵P2。碱洗水箱中装有碱性清洗剂。碱性清洗剂pH控制在10-12。碱性清洗剂中含有氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵中的一种或几种氢氧化物混合物；或，脂肪酶、蛋白水解酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、葡糖内酯酶、或半乳糖苷酶中一种或几种生物酶；或，包含一种或几种阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂，或它们的混合物。通过温控单元300将料液的温度调整为10-40摄氏度，循环清洗1-2小时，浸泡3-6小时。
酸洗或碱洗之后用清水进行冲洗，使系统浓水pH接近中性。清水冲洗结束后调节憋压阀，将系统压力提升至2bar-10bar，对产水管路进行冲洗，直至产水pH接近中性。
进行膜元件测试时，在盐水水箱中加入特定浓度的无机盐料液，在特定压力下进行测试，通常对于苦咸水膜采用2000ppm NaCl，1.55MPa；海水淡化膜，采用32800ppm NaCl，5.5MPa；纳滤膜，采用2000ppm Na2SO4或MgSO4或CaCl2或MgCl2，0.5MPa。具体测试压力和料液浓度参照所清洗膜元件产品说明手册。测试过程中打开阀门V41、V41、V43，V4、V8，关闭其他阀门，调节V4开度直至进膜压力达到指定测试压力，通过温控单元300将料液的温度调整至该产品手册标准测试条件下的温度(通常为25摄氏度)。
根据膜元件测试结果可以判断清洗的程度，若通量回复率不足则说明清洗效果欠佳，可延长清洗时间或改变清洗药剂。
可以依次进行酸洗、碱洗和清水冲洗。酸洗和碱洗顺序可以更改，可在任意任意清洗步骤之前或之后增添清水冲洗。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的任何限制。通过参照典型实施例对本实用新型进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本实用新型权利要求的范围内对本实用新型作出修改，以及在不背离本实用新型的范围和精神内对本实用新型进行修订。尽管其中描述的本实用新型涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本实用新型限于其中公开的特定例，相反，本实用新型可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种用于水处理膜的离线清洗和测试的一体化装置，其特征在于，包括：
酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱、盐水水箱、膜壳和温控单元；
其中，所述酸洗水箱的出料口、所述碱洗水箱的出料口、所述清水水箱的出料口以及所述盐水水箱的出料口分别和所述温控单元的进料口相连接，所述温控单元的出料口与所述膜壳的进料口相连接；所述膜壳的浓水出料口分别和所述酸洗水箱的浓水进料口、所述碱洗水箱的浓水进料口、所述清水水箱的浓水进料口以及所述盐水水箱的浓水进料口相连接；所述膜壳的产水出料口分别和所述酸洗水箱的产水进料口、所述碱洗水箱的产水进料口、所述清水水箱的产水进料口以及所述盐水水箱的产水进料口相连接。
2.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述温控单元用于对来料的温度进行调控，其选自冷水机、热水机、冷热水一体机和换热器中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述清水水箱的出料口与所述温控单元的进料口相连接，所述温控单元的出料口分别和所述膜壳的进料口和浓水出料口相连接，所述膜壳的进料口和所述清水水箱的浓水进料口相连接，所述膜壳的产水出料口和所述清水水箱的产水进料口相连接，其中，分别在所述温控单元的出料口与所述膜壳的进料口的连接管路上、所述温控单元的出料口与所述膜壳的浓水出料口的连接管路上、所述膜壳的进料口与所述清水水箱的浓水进料口的连接管路上以及所述膜壳的浓水出料口与所述清水水箱的浓水进料口的连接管路上设置阀门。
4.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，在所述温控单元的进料管路上设置有输水泵和设置在所述输水泵的下游的增压泵，其中，所述增压泵设置有供选择性开启的短路管线。
5.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述一体化装置还包括仪表系统，所述仪表系统选自各类数字型在线监测仪表和非数字类型仪表中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于，所述仪表系统选自pH计、电导率计、温度计、流量计和压力仪中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述一体化装置还包括控制系统，所述控制系统选自数据记录模块、报警和急停模块和远程通信模块中的一种或多种，其中，所述数据记录模块用于自动记录运行过程中各电子仪表数据，所述报警和急停模块用于根据用户设定的参数启动报警或急停，所述远程通信模块为可装载手机信号卡的物联网关。
8.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述膜壳的进料口处设置有保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯的孔径为1μm～10μm。
9.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱和所述盐水水箱的底部为中空锥体，上部为中空圆柱体或中空立方体。
10.根据权利要求1或2所述的一体化装置，其特征在于，所述酸洗水箱、碱洗水箱、清水水箱和所述盐水水箱内各自独立地设置或不设置搅拌桨或造浪泵。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115475535A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-16 | 马鞍山三塔环保科技有限公司 | 一种移动式压力膜组件再生装置 |
| CN117839436A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 山西绿泉环保工程有限公司 | 一种反渗透膜在线清洗与脱盐性能测试装置 |
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