專利名稱：利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域中的水處理方向，特別涉及一種利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置和方法。
背景技術(shù)：
水處理系統(tǒng)的進水中存在各種形式可導致反滲透和納濾膜表面污染的物質(zhì)，如水合金屬氧化物、含鈣沉淀物、有機物及微生物，這些物質(zhì)雖然在預處理過程中被充分去除，但仍有少量殘留物質(zhì)進入膜處理系統(tǒng)，隨著這些物質(zhì)在膜表面的積累形成各種污垢，導致系統(tǒng)產(chǎn)水量變小，脫鹽率降低，段間壓差增加，系統(tǒng)整體性能下降。對于農(nóng)村地區(qū)和部分小規(guī)模飲品制造商使用反滲透和納濾水處理系統(tǒng)時，由于設(shè)備非24小時連續(xù)運行，間斷頻繁，啟停間隔時間長，膜元件長期處于濃水浸泡中，從而導致 其極易受到污染。目前，行業(yè)內(nèi)主要采用定期CIP在線清洗技術(shù)，周期一般為3 6個月，實際上在這么長的時間段內(nèi)膜表面已經(jīng)積聚了大量的污垢，短時間的在線清洗很難徹底去除這些污垢，若繼續(xù)使用這些未被徹底清洗干凈的膜元件，將導致系統(tǒng)產(chǎn)水質(zhì)量下降，噸水處理費用增加，膜元件壽命降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置和方法。一種利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置，結(jié)構(gòu)如下所述的裝置是并入水處理系統(tǒng)中的一個加藥系統(tǒng)，所述的加藥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為藥劑箱I通過管路和加藥泵2相連；在所述的藥劑箱I和加藥泵2之間的管路上安裝有藥劑箱電動閥4 ;加藥泵2通過管路和膜處理系統(tǒng)3的進水口相連；膜處理系統(tǒng)3的出水口有兩個分支管路，其中和產(chǎn)水儲存箱7相連的分支管路上安裝有產(chǎn)水電動閥5;另一個分支管路上安裝有產(chǎn)水排放電動閥6 ；其中，所述的藥劑箱I的體積通過如下計算公式確定藥劑箱I的體積V。,為膜處理系統(tǒng)3可容納的液體體積V。與藥劑箱I至膜處理系統(tǒng)3之間管道所容納的液體體積Vp之和膜處理系統(tǒng)3可容納的液體體積\ Vc=n JI rcLc其中，n為膜處理系統(tǒng)3內(nèi)的膜元件個數(shù)；為圓周率；r。為膜元件半徑(m);L。為膜元件長度(m)；藥劑箱I至膜處理系統(tǒng)3之間管道所容納的液體體積Vp Vp=JirpLp其中，Ji為圓周率；rp為管道半徑(m) ;Lp為管道長度(m);藥劑箱I的體積Vct:
Vct=Vc+Vp水處理系統(tǒng)正常運行時，原水泵9將原水箱8中的待處理水輸送給高壓泵10，高壓泵10將待處理水加至6 20MPa，使待處理水中的水分子在壓力的作用下通過反滲透膜或納濾膜，然后經(jīng)過產(chǎn)水電動閥5進入產(chǎn)水儲存箱保存；而化學離子和細菌、真菌、病毒不能通過反滲透膜或納濾膜，隨濃縮水從濃縮水排放管11排出。使用上述的藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置減緩反滲透膜和納濾膜污染的方法，包括如下步驟(I)停機步驟按下水處理系統(tǒng)停機按鈕后，高壓泵10即停止工作，原水泵9延遲運行240 300秒后停止，然后將藥劑箱電動閥4和產(chǎn)水排放電動閥6打開，將產(chǎn)水電動閥5關(guān)閉；打開加藥泵2，并計時運行360 480秒，使藥劑箱I內(nèi)藥液完全置換膜處理系統(tǒng)3中的原水，然后關(guān)閉藥劑箱電動閥4 ；
(2)開機步驟按下水處理系統(tǒng)開機按鈕后，原水泵9啟動，產(chǎn)水電動閥5保持關(guān)閉狀態(tài)，產(chǎn)水排放電動閥6保持打開狀態(tài)；360 480秒后，開啟高壓泵10，同時打開產(chǎn)水電動閥5，關(guān)閉產(chǎn)水排放電動閥6，系統(tǒng)正常運行產(chǎn)水。其中，所述的藥劑置換時間通過如下計算公式確定根據(jù)所選加藥泵流量，將藥劑充滿5%膜處理系統(tǒng)3可容納的液體體積V。和藥劑箱I至膜處理系統(tǒng)3之間管道所容納的液體體積Vp所用時間求和藥劑充滿5%膜處理系統(tǒng)3可容納的液體體積V。所用時間t。
5%xrK = () 1其中，Qs為加藥泵2的流量(m3/s)；藥劑充滿藥劑箱I至膜處理系統(tǒng)3之間管道所容納的液體體積Vp所用時間tp
「… I
_ I其中，Qs為加藥泵2的流量(m3/s)藥劑置換時間tct=tc+tp所述的浸泡藥劑為在反滲透或納濾處理系統(tǒng)中，除了 CaSO4垢和BaSO4垢以外，處理其他無機鹽垢，選用質(zhì)量分數(shù)為I. 0%的Na2S2O4或2. 0%的檸檬酸作為浸泡藥劑；對于化學組成為全芳香高交聯(lián)度聚酰胺的膜片，其能夠承受PH的范圍為I 12，所以用以上藥劑浸泡，對膜片本身的性能不會產(chǎn)生影響。本發(fā)明的有益效果為利用藥劑浸泡反滲透膜和納濾膜以減緩膜污染，對整套水處理系統(tǒng)的優(yōu)點在于(I)延長膜的使用壽命，膜受污染是污染物質(zhì)在膜表面長期積累的結(jié)果，實際工程中有許多由于未及時清理污染物質(zhì)而導致膜提早報廢的案例，在停機過程中使用藥劑浸泡膜元件，能夠有效溶解污染物質(zhì)，待開機后將藥液排出，系統(tǒng)正常工作；(2)降低噸水處理成本，膜受污染后，產(chǎn)水量變小，脫鹽率降低，段間壓差增加，運行電耗增大，而用來浸泡膜元件所使用的藥劑為價格低廉的Na2S2O4和檸檬酸；( 3)減少維護費用，將系統(tǒng)停機后延時加藥過程集成到整個自控單元中，無需人員進行加藥過程操作，無需定期聘請專業(yè)人員對系統(tǒng)進行藥洗，全部過程實現(xiàn)自動化。


圖I是藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是常規(guī)反滲透和納濾水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明實施例I :本實施例以10只8英寸膜元件構(gòu)成的水處理系統(tǒng)為例所用的設(shè)備選型如下
權(quán)利要求
1.一種利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置，其特征在于，所述的裝置是并入水處理系統(tǒng)中的一個加藥系統(tǒng)，所述的加藥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為藥劑箱(I)通過管路和加藥泵(2)相連；在所述的藥劑箱(I)和加藥泵(2)之間的管路上安裝有藥劑箱電動閥(4)；加藥泵(2)通過管路和膜處理系統(tǒng)(3)的進水口相連；膜處理系統(tǒng)(3)的出水口有兩個分支管路，其中和產(chǎn)水儲存箱(7)相連的分支管路上安裝有產(chǎn)水電動閥(5);另一個分支管路上安裝有產(chǎn)水排放電動閥(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的藥劑箱(I)的體積通過如下計算公式確定藥劑箱(I)的體積V。,為膜處理系統(tǒng)(3 )可容納的液體體積V。與藥劑箱(I)至膜處理系統(tǒng)(3)之間管道所容納的液體體積Vp之和 膜處理系統(tǒng)(3)可容納的液體體積V。Vc=n rcLc 其中，n為膜處理系統(tǒng)(3)內(nèi)的膜元件個數(shù)；為圓周率；r。為膜元件半徑(m);L。為膜元件長度(m)； 藥劑箱(I)至膜處理系統(tǒng)(3)之間管道所容納的液體體積Vp Vp= ^ rpLp 其中，n為圓周率；rp為管道半徑(m) ;LP為管道長度(m); 藥劑箱(I)的體積Vct Vct=Wp 。
3.一種利用權(quán)力要求I所述的裝置減緩反滲透膜和納濾膜污染的方法，包括如下步驟 (1)停機步驟按下水處理系統(tǒng)停機按鈕后，高壓泵(10)即停止工作，原水泵(9)延遲運行240 300秒后停止，然后將藥劑箱電動閥(4)和產(chǎn)水排放電動閥(6)打開，將產(chǎn)水電動閥(5 )關(guān)閉；打開加藥泵(2 )，并計時運行360 480秒，使藥劑箱(I)內(nèi)藥液完全置換膜處理系統(tǒng)(3)中的原水，然后關(guān)閉藥劑箱電動閥(4)； (2)開機步驟按下水處理系統(tǒng)開機按鈕后，原水泵(9)啟動，產(chǎn)水電動閥(5)保持關(guān)閉狀態(tài)，產(chǎn)水排放電動閥(6)保持打開狀態(tài)；360 480秒后，開啟高壓泵(10)，同時打開產(chǎn)水電動閥(5 )，關(guān)閉產(chǎn)水排放電動閥(6 )，系統(tǒng)正常運行產(chǎn)水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的藥劑置換時間通過如下計算公式確定根據(jù)所選加藥泵流量，將藥劑充滿5%膜處理系統(tǒng)(3)可容納的液體體積V。和藥劑箱(I)至膜處理系統(tǒng)(3)之間管道所容納的液體體積Vp所用時間求和 藥劑充滿5%膜處理系統(tǒng)(3)可容納的液體體積V。所用時間t。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，除了 CaSO4垢和BaSO4垢以外，處理其他無機鹽垢，選用質(zhì)量分數(shù)為I. 0%的Na2S2O4或2. 0%的檸檬酸作為浸泡藥劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用藥劑浸泡減緩反滲透膜和納濾膜污染的裝置和方法，屬于環(huán)保領(lǐng)域中的水處理方向。本發(fā)明在水處理系統(tǒng)中并入加藥系統(tǒng)，藥劑箱、加藥泵和膜處理系統(tǒng)通過管道連通，膜處理系統(tǒng)的出水口有兩個分支管路，一個和產(chǎn)水儲存箱相連，另一個分支管路上安裝有產(chǎn)水排放電動閥；原水箱、原水泵、高壓泵和膜處理系統(tǒng)通過另一條管路依次相連，在膜處理系統(tǒng)的另一端還有一個濃縮水排放閥。當需要使用所述的裝置減緩反滲透膜和納濾膜污染時，將水處理系統(tǒng)停機，將藥劑箱內(nèi)的藥液完全置換膜處理系統(tǒng)中的原水；一段時間后，打開水處理系統(tǒng)，關(guān)閉加藥系統(tǒng)，系統(tǒng)正常運行產(chǎn)水。本發(fā)明延長了反滲透膜和納濾膜的使用壽命，降低了水處理成本和設(shè)備維護費用。
文檔編號B01D65/02GK102961969SQ20121049709
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者趙巖, 馬偉芳, 郭浩, 韓東梅, 馬雄威 申請人:京科高新(北京)環(huán)境科學研究所