專利名稱：一種膜過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域中的膜過濾裝置，具體為一種主要用于水凈化和反滲透海水淡化預(yù)處理的浸沒式簾式膜過濾裝置，國際專利主分類號(hào)擬為Int.Cl7B01 D63/02。
背景技術(shù)：
反滲透海水淡化工藝中的核心脫鹽元件是反滲透膜。這種反滲透膜要求進(jìn)入的海水必須達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)才能進(jìn)入，因此海水在反滲透膜元件之前，必須對其進(jìn)行預(yù)處理，也就是要將海水中的固體顆粒、細(xì)菌、藻類等雜質(zhì)去除，以免造成反滲透膜的污染。所述的水質(zhì)指標(biāo)中，最主要的指標(biāo)是污染指數(shù)(SDI)，要求它小于3。目前的海水淡化預(yù)處理根據(jù)海水水質(zhì)情況分為常規(guī)預(yù)處理和深度預(yù)處理情況。常規(guī)預(yù)處理方法有砂濾、多介質(zhì)過濾或絮凝+多介質(zhì)過濾等方式；深度預(yù)處理的過濾通常采用絮凝+膜過濾或砂濾+膜過濾等方式。常規(guī)預(yù)處理的過濾方式受原海水水質(zhì)影響較大，而深度預(yù)處理的膜過濾方式受原海水水質(zhì)影響較小，出水的可靠性要大大高于傳統(tǒng)預(yù)處理方式。其關(guān)鍵因素就在于深度預(yù)處理方法采用了膜過濾技術(shù)。
膜過濾可分為柱式膜過濾和浸沒式簾式膜過濾兩種方式。浸沒式簾式膜過濾技術(shù)最早用于膜生物反應(yīng)器中，可有效截留細(xì)菌，活性污泥濃度高，可使出水COD少、濁度低，水質(zhì)好，并可使污水得以回用。目前，國內(nèi)清華大學(xué)黃霞、天津大學(xué)顧平、中國科學(xué)院環(huán)境生態(tài)中心樊耀波等人對浸沒式簾式膜進(jìn)行過研究，并申請了一些專利，例如，采用機(jī)械清洗的膜組件(專利號(hào)02145966.5)，一體式膜生物反應(yīng)器(專利號(hào)01120691.8)，處理污水的膜生物反應(yīng)器(專利號(hào)01212672)，中空纖維膜反應(yīng)污水處理器(專利號(hào)97228032)等。這些文獻(xiàn)主要是針對某些工業(yè)或生活污水的處理工藝進(jìn)行研究。國際上對浸沒式簾式膜進(jìn)行研究的主要有加拿大的澤能(ZENON)公司，日本三菱公司和旭化成公司也有浸沒式中空纖維膜的產(chǎn)品出售，但它們大多數(shù)是針對污水的(MBR)工藝進(jìn)行的研究，只有ZENON公司有將簾式膜用于海水淡化的預(yù)處理。不同的公司所用膜和膜組件結(jié)構(gòu)不同，曝氣方式也不同，多數(shù)是將曝氣管放于膜組件下部，起到給微生物供氧和抖動(dòng)膜絲的作用。對于由兩個(gè)膜片組成的膜組件，其主要缺點(diǎn)是不能很好地解決簾式膜的污染問題。在使用過程中，由于該膜組件僅在膜的下部曝氣，使同一膜組件的兩個(gè)膜片之間存在淤泥現(xiàn)象，導(dǎo)致膜的有效過濾面積減少，通量降低，淤泥嚴(yán)重時(shí)，還可造成膜的根部斷裂，導(dǎo)致膜功能喪失，出水水質(zhì)嚴(yán)重惡化。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提出一種主要用于海水淡化預(yù)處理的膜過濾裝置，該膜過濾裝置采用浸沒式簾式中空纖維膜，在膜片之間和膜組件下部同時(shí)曝氣，具有過濾效果好，抗污染能力強(qiáng)，膜使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，實(shí)施容易等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決所述膜過濾裝置技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種膜過濾裝置，包括進(jìn)水系統(tǒng)、膜過濾系統(tǒng)、產(chǎn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述進(jìn)水系統(tǒng)包括依次管接的中間儲(chǔ)水罐、進(jìn)水泵和膜過濾槽；所述膜過濾系統(tǒng)包括膜過濾槽和置于其內(nèi)的浸沒式模塊，模塊的進(jìn)氣口管接曝氣系統(tǒng)后與所述控制系統(tǒng)相接，模塊的出水口依次經(jīng)管接的出水閥門和壓力表與所述產(chǎn)水系統(tǒng)的產(chǎn)水閥門相接，模塊內(nèi)裝有由2-10個(gè)簾式膜片構(gòu)成的膜組件，在膜片間和膜組件下部同時(shí)管接曝氣系統(tǒng)；所述的曝氣系統(tǒng)依次包括管接的與控制系統(tǒng)相連的鼓風(fēng)機(jī)、氣體流量計(jì)、曝氣調(diào)節(jié)閥以及設(shè)置在膜片之間的曝氣管和在膜組件下部的曝氣管；所述產(chǎn)水系統(tǒng)包括依次管接的產(chǎn)水閥門、液體流量計(jì)、產(chǎn)水泵、電磁流量計(jì)和在線濁度儀，接入產(chǎn)水罐；所述的中間儲(chǔ)水罐、膜過濾槽和產(chǎn)水罐內(nèi)分別安裝有液位控制計(jì)；所述膜過濾槽底部設(shè)有排泥閥；所述的控制系統(tǒng)為PLC控制器及相應(yīng)軟件，所述的進(jìn)水泵、鼓風(fēng)機(jī)、產(chǎn)水泵和液位控制計(jì)、在線濁度儀、電磁流量計(jì)分別與PLC控制器電連接。
與現(xiàn)有技術(shù)的MBR相比，本發(fā)明的膜過濾裝置是一種針對海水預(yù)處理使用的連續(xù)浸沒式簾式膜過濾裝置。它無須考慮生物相問題，設(shè)備占地少，結(jié)構(gòu)簡單，工業(yè)化實(shí)施容易。特別是本發(fā)明膜過濾裝置中的膜絲處于適當(dāng)松散狀態(tài)，加上膜片間和膜組件下部同時(shí)曝氣的獨(dú)特曝氣方式，使膜的抗污染程度大大提高，使用壽命大為延長，出水水質(zhì)和水量更加穩(wěn)定。較現(xiàn)有技術(shù)的柱式膜有更好的抗水質(zhì)變化的沖擊性，對聚鐵絮凝物耐受濃度提高，尤其適用于污染較重的海水預(yù)處理。


圖1是本發(fā)明膜過濾裝置整體結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施例示意圖；圖2為本發(fā)明膜過濾裝置一種實(shí)施例所述模塊的結(jié)構(gòu)(包括曝氣方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))示意圖；圖3為本發(fā)明膜過濾裝置一種實(shí)施例所述模塊在膜過濾槽內(nèi)安裝分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明膜過濾裝置一種實(shí)施例的控制系統(tǒng)的PLC控制程序框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明膜裝置主要用于海水的預(yù)處理。其簡單工藝流程如下原海水→絮凝沉降→中間儲(chǔ)水罐→浸沒式簾式膜過濾裝置→產(chǎn)水罐→凈化的海水。
本發(fā)明的膜過濾裝置(以下簡稱膜裝置，參見圖1)包括進(jìn)水系統(tǒng)、膜過濾系統(tǒng)、產(chǎn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
本發(fā)明膜裝置所述進(jìn)水系統(tǒng)包括依次管接的中間儲(chǔ)水罐1、進(jìn)水泵3和膜過濾槽9。膜裝置使用時(shí)，海水首先經(jīng)過絮凝沉降工藝沉降。經(jīng)絮凝沉降后的海水，進(jìn)入中間儲(chǔ)水罐1。中間儲(chǔ)水罐1的容積按照膜裝置海水處理能力設(shè)計(jì)。實(shí)施例的中間儲(chǔ)水罐1的容積為3m3。中間儲(chǔ)水罐1內(nèi)設(shè)有保護(hù)裝置液位控制計(jì)2，即進(jìn)水泵或供水泵3的工作受液位控制計(jì)2和6的保護(hù)控制當(dāng)儲(chǔ)存的海水低于設(shè)計(jì)液位時(shí)，中間儲(chǔ)水罐1自動(dòng)停止供水。供水泵3可將中間儲(chǔ)水罐1中的水打入膜過濾槽9內(nèi)，利用所述的浸沒式模塊8進(jìn)行膜過濾。膜過濾槽9內(nèi)設(shè)計(jì)有上、中、下三個(gè)液位控制點(diǎn)，以保護(hù)模塊2和控制供水泵3的工作。當(dāng)膜過濾槽9中海水液面高于上液位時(shí)，供水泵3停止供水；當(dāng)海水低于中間液位時(shí)，供水泵3正常供水；而當(dāng)海水低于下液位時(shí)，膜裝置停止產(chǎn)水，以使海水液位不低于模塊8的高度，確保膜絲8-2不暴露于空氣之中。
本發(fā)明膜裝置所述膜過濾系統(tǒng)包括膜過濾槽9和置于其內(nèi)的浸沒式模塊8以及膜過濾槽液位控制計(jì)6。模塊8的進(jìn)氣口與所述的曝氣系統(tǒng)管接后，與所述的控制系統(tǒng)相接；模塊8的出水口依次經(jīng)管接的出水閥門10和壓力表11與產(chǎn)水系統(tǒng)管接。模塊8內(nèi)裝有由2-10個(gè)膜組件(參見圖2)，每個(gè)膜組件由兩片簾式膜82和上集水管81及下集水管84構(gòu)成。膜組件的膜絲為外壓式中空纖維膜，膜絲松散地浸沒于水中，中空纖維膜絲的兩端用環(huán)氧樹脂密封澆鑄于所述集水管上構(gòu)成一個(gè)膜組件。每個(gè)膜組件兩端出水，模塊8內(nèi)的每個(gè)組件的兩個(gè)出水口分別連接于上、下集水管81、84上，上、下集水管81、84匯集于出水支管上，并與出水閥門10管接。在膜片82間和膜組件下部同時(shí)管接曝氣系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)的上曝氣管83置于膜組件的兩膜片82之間，下曝氣管85安裝于膜組件的下部。這些組件都集成于膜架86上，構(gòu)成一個(gè)模塊8整體。膜組件內(nèi)的浸沒式簾式膜片82安裝數(shù)量的多少取決于工藝設(shè)計(jì)要求。實(shí)施例的模塊8內(nèi)由7個(gè)中空纖維浸沒式簾式膜組件構(gòu)成。每個(gè)模塊8的出水口都分別管接有閥門10，以便單獨(dú)控制和調(diào)整。本發(fā)明實(shí)施例的膜過濾槽9內(nèi)還可安裝測溫計(jì)(圖中未畫出)，并使其與所述PLC控制器相連，以自動(dòng)監(jiān)控膜過濾槽9內(nèi)液體的溫度。當(dāng)然，也可不安裝所述的測溫計(jì)，對膜過濾槽9內(nèi)水溫的監(jiān)控可由操作員用溫度表定期監(jiān)測。所述膜過濾槽9的底部設(shè)有排泥閥15，可定期清除膜過濾槽9內(nèi)的污泥。
本發(fā)明膜裝置在膜過濾槽9內(nèi)安裝模塊8的數(shù)量取決于產(chǎn)水量和膜過濾槽尺寸的設(shè)計(jì)。膜過濾槽9內(nèi)可設(shè)計(jì)有n個(gè)并聯(lián)的模塊8，每個(gè)模塊8均配有進(jìn)氣閥門71-7n和出水閥門101-10n，并且把它們分為兩組，均勻分布在膜過濾槽9的兩側(cè)，同一側(cè)的支管連接到干管上(參見圖3)。為控制方便，膜過濾槽9內(nèi)每一側(cè)并聯(lián)的模塊8由一臺(tái)離心泵作為產(chǎn)水泵14，也即整套裝置由兩臺(tái)產(chǎn)水泵14及相應(yīng)管路構(gòu)成產(chǎn)水系統(tǒng)。每個(gè)模塊8的產(chǎn)水口與出水管路連接。所述集水管的管徑可根據(jù)產(chǎn)水量及水流速選擇。雖然本發(fā)明實(shí)施例附圖1的膜過濾槽9內(nèi)設(shè)計(jì)僅有1個(gè)模塊8，但完全可以設(shè)計(jì)更多的模塊8。同樣道理，本發(fā)明實(shí)施例的膜過濾槽9也僅設(shè)計(jì)為1個(gè)，但根據(jù)需要本發(fā)明膜裝置可以設(shè)計(jì)2個(gè)或2個(gè)以上并聯(lián)的膜過濾槽9。所述配套的產(chǎn)水泵14的功率和數(shù)量也可做相應(yīng)調(diào)整。
本發(fā)明膜裝置所述的曝氣系統(tǒng)依次包括管接的與控制系統(tǒng)相連的鼓風(fēng)機(jī)4、氣體流量計(jì)5、曝氣調(diào)節(jié)閥7以及設(shè)置在膜片之間的曝氣管和在膜組件下部的曝氣管等。其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在每個(gè)膜組件的兩個(gè)膜片之間夾有曝氣管，同時(shí)在膜組件下部也安裝有曝氣管。所述的曝氣管采用穿孔曝氣管，即曝氣管上開有直徑2-4mm的曝氣孔。曝氣孔的間距和數(shù)量根據(jù)曝氣量和氣流速度計(jì)算得到，實(shí)施例的間距設(shè)計(jì)在3-6cm之間，以保證一定的曝氣強(qiáng)度。兩個(gè)膜片之間的曝氣孔向上安裝，而膜組件4下方曝氣管的曝氣孔分兩排，以一定角度例如45度角向斜下方放置，以防污泥堵塞曝氣孔。對于簾式膜來說，空曝氣方式對減緩膜污染是致關(guān)重要的。空曝氣的作用有二一是給水中微生物供氧(用于MBR時(shí))；二是促使膜絲抖動(dòng)，利用氣泡與膜表面的摩擦去除膜表面污染物，提高膜表面的清潔效果。研究發(fā)現(xiàn)，在膜組件下部曝氣可阻止簾式膜外側(cè)的污染，而內(nèi)側(cè)容易淤泥，造成膜通量降低和離線清洗時(shí)膜絲的斷裂；如果僅僅在膜組件兩片中間曝氣，可減緩膜內(nèi)側(cè)的污染，但外側(cè)由于無法被氣泡擦洗而不能清除污染，也就是說，單一的膜片之間和膜組件下部的空曝氣方式都有局限性。本發(fā)明采用在膜組件的下部和膜兩片之間加入曝氣管，使每片膜的內(nèi)外均可受到曝氣氣泡的擦洗作用，實(shí)踐證明是最有效的曝氣方式。本發(fā)明的這種通過改變曝氣方式和部位的巧妙設(shè)計(jì)，可使膜裝置在運(yùn)行過程中，每一片膜片的內(nèi)外都能產(chǎn)生氣泡擦洗效果，能非常有效的減緩膜污染。這意味著為了減緩膜污染，本發(fā)明設(shè)計(jì)了在同一膜組件的膜片之間和膜組件下部可同時(shí)曝氣的結(jié)構(gòu)方式，可使每片膜的內(nèi)外均能受到氣泡的擦洗作用，防止了膜片間淤泥現(xiàn)象，有效地減緩了膜污染，延長了膜的清洗周期和膜的使用壽命，提高了膜裝置工作效率。
本發(fā)明膜裝置所述的產(chǎn)水系統(tǒng)包括依次管接的產(chǎn)水閥門12、液體流量計(jì)13、產(chǎn)水泵14、電磁流量計(jì)16、在線濁度儀17和產(chǎn)水罐19以及安裝在產(chǎn)水罐19內(nèi)的液位控制計(jì)18等。產(chǎn)水閥門12與所述的壓力表11管接。產(chǎn)水管路由主干管和支管構(gòu)成產(chǎn)水系統(tǒng)。每個(gè)支管與一個(gè)模塊8相連。支管匯聚到一個(gè)主干管上。主干管與產(chǎn)水泵14連接，并接入產(chǎn)水罐19。在產(chǎn)水泵14離心力的抽吸作用下，纖維內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，水分子和無機(jī)小分子透過膜絲上的微孔進(jìn)入中空纖維膜的內(nèi)部，并匯集于集水管中，進(jìn)而被產(chǎn)水泵14抽吸到產(chǎn)水罐19中。所述的電磁流量計(jì)16與PLC控制器電連接，可隨時(shí)讀取系統(tǒng)產(chǎn)水累計(jì)量和瞬間產(chǎn)水量。在線濁度儀17也與PLC控制器電連接，可隨時(shí)監(jiān)測產(chǎn)水的水質(zhì)。當(dāng)產(chǎn)水的濁度高于正常值時(shí)，說明膜裝置內(nèi)有膜絲破損，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保產(chǎn)水的水質(zhì)符合反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。
本發(fā)明膜裝置所述的控制系統(tǒng)主要為PLC控制器，包括相應(yīng)軟件和觸摸屏。所述的進(jìn)水泵3、鼓風(fēng)機(jī)4、產(chǎn)水泵14和儲(chǔ)水罐液位控制計(jì)2、膜過濾槽液位控制計(jì)6、產(chǎn)水罐液位控制計(jì)18、測溫計(jì)、電磁流量計(jì)16、在線濁度儀17等分別與PLC控制器電連接。這些為現(xiàn)有技術(shù)。PLC控制器使用的相應(yīng)軟件程序框圖如圖4所示。根據(jù)該程序框圖和所述的設(shè)備配備及工藝要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難寫出具體程序?？刂葡到y(tǒng)的操作分手動(dòng)和自動(dòng)兩種。PLC控制器主要控制與之連接的進(jìn)、出水泵、鼓風(fēng)機(jī)、變頻器、電磁流量計(jì)、液位計(jì)等工作?？刂茀?shù)主要包括系統(tǒng)溫度、出水濁度、產(chǎn)水流量、鼓風(fēng)機(jī)頻率等，并可將相關(guān)信息輸送到觸摸屏上顯示出來，也可通過PLC控制器改變運(yùn)行參數(shù)，如產(chǎn)水泵的開停比等，實(shí)現(xiàn)有效的人機(jī)對話。
本發(fā)明膜裝置的進(jìn)一步特征在于在所述的產(chǎn)水閥門12和出水流量計(jì)13之間的管路上接有取樣閥門23。這樣就在每個(gè)產(chǎn)水管上設(shè)計(jì)了取樣口。實(shí)施例的取樣口雖設(shè)計(jì)在產(chǎn)水調(diào)節(jié)閥12和出水流量計(jì)13的管路之間，但這不受限定，它也可以設(shè)計(jì)在合適的其他位置處。打開取樣閥門23即可方便地從取樣口隨時(shí)取樣，檢測出水水質(zhì)。本發(fā)明膜裝置的模塊化的設(shè)計(jì)，也使每個(gè)模塊8可單獨(dú)采樣、維修和更換，既可方便隨時(shí)檢測。又可保證整體系統(tǒng)的連續(xù)工作。
很明顯，膜在使用過程中不可避免地要發(fā)生膜污染。膜污染直接導(dǎo)致膜通量下降，功能降低，因此需要對膜進(jìn)行清洗。膜的清洗可分為隨機(jī)清洗和定期清洗。本發(fā)明膜裝置具有隨機(jī)清洗功能。它主要是靠設(shè)計(jì)所述產(chǎn)水泵14的運(yùn)行模式完成的。產(chǎn)水泵14的開停比可以設(shè)置為7-12∶1-3。實(shí)施例膜裝置產(chǎn)水泵14的開停時(shí)間比設(shè)計(jì)為8∶2(開8停2)，即每產(chǎn)水8分鐘，間隔2分鐘停機(jī)曝氣的出水或產(chǎn)水運(yùn)行模式。容易理解，開機(jī)時(shí)間長，產(chǎn)水量可提高，但膜污染加??；而停機(jī)時(shí)間長，有利于曝氣消除膜污染，但產(chǎn)水量下降，設(shè)備效率降低，因此要綜合考慮，權(quán)衡或優(yōu)化開停機(jī)時(shí)間。這種設(shè)計(jì)可使膜裝置在曝氣的產(chǎn)水間歇時(shí)間內(nèi)，把膜表面污染物有效地去除掉。整個(gè)運(yùn)行期間，膜通量可保持穩(wěn)定，跨膜壓差上升緩慢。實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)表明，膜裝置的膜通量可穩(wěn)定在10-12L/m2.h.，氣水比可控制在15∶1-25∶1范圍內(nèi)。
本發(fā)明膜裝置的每個(gè)模塊8都可進(jìn)行在線和離線清洗。本發(fā)明膜裝置的定期清洗，可以采用以下方式(1)定時(shí)排污，每天有30-60分鐘排泥時(shí)間，此間可空曝氣，使膜絲抖動(dòng)與氣泡摩擦去除膜表面的污染；(2)定期反洗，本發(fā)明膜裝置在所述壓力表11與產(chǎn)水閥門12之間的管路可接入反洗系統(tǒng)，打開反洗閥22關(guān)閉產(chǎn)水閥門12，用膜產(chǎn)水定期對模塊8進(jìn)行反清洗；(3)化學(xué)清洗，為節(jié)省化學(xué)藥劑和系統(tǒng)連續(xù)工作，可將污染嚴(yán)重的模塊8進(jìn)行離線化學(xué)清洗。清洗用一定濃度(1000-2000mg/L)的鹽酸或次氯酸鈉(1000-2000mg/L)浸泡4-10h.，膜通量可基本恢復(fù)到初始水平。化學(xué)清洗可每2-3個(gè)月進(jìn)行一次，當(dāng)跨膜壓差TMP＞0.5MPa時(shí)，需進(jìn)行化學(xué)清洗。
本發(fā)明膜裝置的進(jìn)一步特征是還接入有反洗系統(tǒng)，它包括與產(chǎn)水罐19管接的離心泵20和分別與離心泵20管接的反洗閥22和外排閥21，反洗閥22接入在所述的產(chǎn)水閥門12與壓力表11之間的管路上。反洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意味著，本發(fā)明膜裝置進(jìn)入產(chǎn)水罐19的產(chǎn)出水，既可通過外排閥21供給反滲透膜系統(tǒng)，進(jìn)行下一步的海水淡化，又可用于膜裝置本身模塊8的反洗。所述的離心泵20，可用于將產(chǎn)水供給RO的供水泵，也可以用做膜裝置本身的反洗泵。
本發(fā)明為述及的適用于現(xiàn)有技術(shù)。
對于海水淡化預(yù)處理工藝而言，最好的現(xiàn)有技術(shù)是連續(xù)微濾技術(shù)(CMF)。但是，由于其連續(xù)微濾技術(shù)采用的是柱式膜組件，當(dāng)進(jìn)水中含有藻類和未沉降完全的絮凝劑時(shí)，會(huì)使CMF系統(tǒng)的膜污染嚴(yán)重，產(chǎn)水?dāng)?shù)量嚴(yán)重下降，工作不能順利進(jìn)行，必須進(jìn)行化學(xué)清洗，而化學(xué)清洗頻率高對膜絲會(huì)造成損傷，縮短膜的使用壽命。本發(fā)明膜裝置由于采用了浸沒式簾式膜組件，其膜絲在處理海水中處于松散狀態(tài)，同時(shí)設(shè)計(jì)采用了連續(xù)曝氣和特殊的膜片間和膜片下雙曝氣方式，因而可大大減緩膜污染，使膜通量下降緩慢，產(chǎn)水質(zhì)量穩(wěn)定，可長時(shí)間工作正常連續(xù)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)表明，對于相同的進(jìn)水海水水質(zhì)，CMF系統(tǒng)2-4天就要進(jìn)行一次化學(xué)清洗，而本發(fā)明的膜裝置可連續(xù)正常工作2個(gè)月才需要一次化學(xué)清洗，清洗頻率大幅降低，使用周期和膜壽命成倍延長，出水質(zhì)量和工作效率大為提高。
本發(fā)明所述實(shí)施例膜裝置已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)用的膜過濾槽9內(nèi)設(shè)計(jì)有6個(gè)并聯(lián)的模塊8，也即N＝6，但在在實(shí)驗(yàn)中的六個(gè)模塊8中，一組采用本發(fā)明的雙曝氣方式，而其它五個(gè)采用膜組件下部曝氣方式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行的3個(gè)月時(shí)間內(nèi)，只有本發(fā)明曝氣方式的模塊8基本未發(fā)生通量衰減，其它幾組模塊均發(fā)生了不同程度的通量下降，通量衰減幅度從30-70％不等。
2.在規(guī)模100噸/天的天津市海水淡化預(yù)處理項(xiàng)目中，運(yùn)用本發(fā)明膜裝置設(shè)備(N＝6)已成功運(yùn)行4個(gè)多月，證明是可行和可靠的，能有效減緩膜污染，延長膜的清洗周期，與常規(guī)單設(shè)膜組件下方曝氣方式相比，在相同的水質(zhì)環(huán)境下和運(yùn)行條件下，膜表面污染輕微，通量下降幅度小，一般情況下，反滲透海水淡化RO進(jìn)水要求SDI＜5，濁度＜1NTU，總鐵含量＜0.3mg/L。本發(fā)明膜裝置產(chǎn)水的SDI＜2.5，濁度0.06-0.1NTU，平均0.077NTU，總鐵含量52-8μg/L，平均24μg/L完全達(dá)到并優(yōu)于反滲透膜的進(jìn)水要求，有效的實(shí)現(xiàn)海水的凈化作用。
本發(fā)明的膜過濾裝置結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡便，成本低廉，具有良好的工業(yè)實(shí)用性，如果與常規(guī)絮凝工藝相結(jié)合，將是一種非常有效的反滲透海水淡化預(yù)處理技術(shù)，尤其適用于污染較重的海水預(yù)處理。
權(quán)利要求
1.一種膜過濾裝置，包括進(jìn)水系統(tǒng)、膜過濾系統(tǒng)、產(chǎn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述進(jìn)水系統(tǒng)包括依次管接的中間儲(chǔ)水罐、進(jìn)水泵和膜過濾槽；所述膜過濾系統(tǒng)包括膜過濾槽和置于其內(nèi)的浸沒式模塊，模塊的進(jìn)氣口管接曝氣系統(tǒng)依后與所述控制系統(tǒng)相接，模塊的出水口依次經(jīng)管接的出水閥門和壓力表與所述產(chǎn)水系統(tǒng)的產(chǎn)水閥門相接，模塊內(nèi)裝有由2-10個(gè)簾式膜片構(gòu)成的膜組件，在膜片間和膜組件下部同時(shí)管接曝氣系統(tǒng)；所述的曝氣系統(tǒng)依次包括管接的與控制系統(tǒng)相連的鼓風(fēng)機(jī)、氣體流量計(jì)、曝氣調(diào)節(jié)閥以及設(shè)置在膜片之間的曝氣管和膜組件下部的曝氣管；所述產(chǎn)水系統(tǒng)包括依次管接的產(chǎn)水閥門、液體流量計(jì)、產(chǎn)水泵、電磁流量計(jì)和在線濁度儀，接入產(chǎn)水罐；所述的中間儲(chǔ)水罐、膜過濾槽和產(chǎn)水罐內(nèi)分別安裝有液位控制計(jì)；所述膜過濾槽底部設(shè)有排泥閥；所述的控制系統(tǒng)為PLC控制器及相應(yīng)軟件，所述的進(jìn)水泵、鼓風(fēng)機(jī)、產(chǎn)水泵和液位控制計(jì)、在線濁度儀、電磁流量計(jì)分別與PLC控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜過濾裝置，其特征在于所述的曝氣管上開有直徑2-4mm的曝氣孔，曝氣孔的間距3-6cm，并且兩片膜之間曝氣管的曝氣孔向上安裝，而膜組件下方曝氣管的曝氣孔分兩排，以45度角向斜下方放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜過濾裝置，其特征在于膜過濾裝置中還接入反洗系統(tǒng)，包括與所述產(chǎn)水罐管接的離心泵和分別與離心泵管接的反洗閥和外排閥，反洗閥接在所述的產(chǎn)水閥門與壓力表的管路之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜過濾裝置，其特征在于在所述的產(chǎn)水閥門和出水流量計(jì)之間的管路上接有取樣閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜過濾裝置，其特征在于在所述的產(chǎn)水閥門和出水流量計(jì)之間的管路上接有取樣閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的膜過濾裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)設(shè)定的產(chǎn)水泵運(yùn)行開停比為7-12∶1-3。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜過濾裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)設(shè)定的產(chǎn)水泵運(yùn)行開停比為7-12∶1-3。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜過濾裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)設(shè)定的產(chǎn)水泵運(yùn)行開停比為7-12∶1-3。
全文摘要
本發(fā)明涉及膜過濾裝置，包括進(jìn)水系統(tǒng)、膜過濾系統(tǒng)、產(chǎn)水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；膜過濾系統(tǒng)包括膜過濾槽和置于其內(nèi)的浸沒式模塊，模塊的進(jìn)氣口管接曝氣系統(tǒng)后與控制系統(tǒng)相接，模塊的出水口依次經(jīng)管接的出水閥門和壓力表與產(chǎn)水系統(tǒng)的產(chǎn)水閥門相接，模塊內(nèi)裝有由2－10個(gè)簾式膜片構(gòu)成的膜組件，在膜片間和膜組件下部同時(shí)管接曝氣系統(tǒng)；曝氣系統(tǒng)依次包括管接的與控制系統(tǒng)相連的鼓風(fēng)機(jī)、氣體流量計(jì)、曝氣調(diào)節(jié)閥以及設(shè)置在膜片之間的曝氣管和在膜組件下部的曝氣管；控制系統(tǒng)為PLC控制器及相應(yīng)軟件。本發(fā)明膜過濾裝置是一種用于海水預(yù)處理的浸沒式簾式膜過濾裝置，獨(dú)特曝氣方式，可使膜抗污染程度提高，壽命延長，出水水質(zhì)和水量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B01D63/02GK1810351SQ200510133640
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者戴海平, 杜啟云 申請人:天津膜天膜工程技術(shù)有限公司