一种膜超声同步除垢超滤装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属属水处理技术领域，涉及一种膜超声同步除垢超滤装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]超滤是利用微孔膜为介质，截留普通过滤法不能分离的高分子有机物的分离方法。由于水中含有钙镁等硬度离子，超滤装置在运行过程中经常会出现膜结垢现象，造成膜堵塞，使膜通量减小而影响膜组件的正常工作。目前解决膜组件结垢的方法主要有化学清洗法和物理清洗法。化学清洗法指采用柠檬酸等化学药剂对膜进行浸泡和清洗；物理清洗法指人工、机械清洗等不使用任何化学药剂的清洗方法，包括水反冲洗、超声清洗等。其中，超声清洗是利用空化作用对膜表面上的水垢进行撞击、剥离，以达到的清洗目的。超声清洗具有清洗速度快、工作效率高、清洗效果好、操作简单、不会破坏膜的结构等优点。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现在技术中的问题，提供一种膜超声同步除垢超滤装置，能够解决超滤装置的膜结垢问题，实现同步超声除垢，阻止晶体在膜表面附着、长大，还可减少膜的浓差极化现象，延长膜的使用寿命等。
[0004]本发明的目的是，在超滤装置工作时进行定期超声处理，减少超滤膜表面晶体、结垢的产生，同时还可减少超滤膜表面浓差极化现象的产生；同时，在超滤装置大洗时，可协助化学清洗，提高清洗效果。本发明可有效对超滤装置进行超声同步除垢，能够达到维持高膜通量、提高超滤膜工作效率和延长使用寿命的目的。
[0005]本发明采用以下技术方案予以实现:
[0006]本发明一种膜超声同步除垢超滤装置，该装置由超滤装置及超声同步除垢系统构成，所述超滤装置包括由下而上依次相连的进水口、原水进水阀门、进水端超声接触腔、中空纤维膜、出水端超声接触腔、透过液出水阀门、透过液出水口，所述中空纤维膜的外部设有膜壳，所述膜壳由膜支架支撑并位于进水端超声接触腔的上部、出水端超声接触腔的下部，所述出水端超声接触腔的顶部中心一侧设有清洗水进口和清洗水进水阀门；所述透过液出水口位于出水端超声接触腔顶部的中间部，并与透过液出水阀门的一端连接；所述进水端超声接触腔的底部中心一侧设有排污口，并设有排污口阀门；所述进水口设在进水端超声接触腔的底部中心部；所述出水端超声接触腔的下方、中空纤维膜的上侧部设有浓缩液出口，并设有浓缩液出水阀门。
[0007]所述超声同步除垢系统包括超声波换能器、超声波发生器、连接电缆、微电脑时间控制器；所述超声波换能器有两个，分别设在进水端超声接触腔、出水端超声接触腔的一侦牝并通过连接电缆连接超声波发生器，所述超声波发生器又连接微电脑时间控制器。
[0008]所述进水口的另一端通过原水进水管经过原水进水泵连接原水箱；所述浓缩液出口外端通过浓缩液出水管经浓缩液出水阀门连接浓缩液水箱；所述清洗水进口外端经清洗水进水阀门和药剂计量泵连接化学清洗药剂槽；所述透过液出水口外端通过透过液出水管经透过液出水阀门和透过液出水泵连接清水箱。
[0009]所述进水端超声接触腔、出水端超声接触腔的容积均为整个超滤装置的4?6%，优选为5 %。
[0010]上述膜超声同步除垢超滤装置的控制方法，它包括如下步骤:
[0011]在进行超滤装置超声同步清洗时，超滤装置正常工作，此时关闭超滤装置的清洗水进水阀门和排污口阀门，开启原水进水阀门、透过液出水阀门和浓缩液出水阀门，然后启动超滤装置进行分离工作，料液从进水口通过原水进水阀门进入进水端超声接触腔，然后进入中空纤维膜进行分离净化后，透过液进入出水端超声接触腔后，通过透过液出水阀门后由透过液出水口排出，浓缩液经浓缩液出口、浓缩液出水阀门排出；超滤装置处理料液工作的同时，控制超声波发生器中超声发生频率、由微电脑时间控制器控制超声波发生器超声发生时间，使超声波换能器在进水端超声接触腔和出水端超声接触腔产生超声波，使超声波在进水端超声接触腔和出水端超声接触腔中对料液产生震荡，超声波通过料液传播对中空纤维膜进行超声震荡清洗，达到超滤装置超声同步清洗。
[0012]超滤装置超声同步清洗时，由微电脑时间控制器控制超声波换能器和超声波发生器工作时间为:每间隔20-30分钟工作3-5分钟，控制超声波换能器和超声波发生器中的超声波频率为20KHz。
[0013]上述的一种膜超声同步除垢超滤装置的控制方法，它还可以为如下步骤:
[0014]在超滤装置大洗时，超滤装置停止工作，此时关闭原水进水阀门、透过液出水阀门和浓缩液出水阀门，开启清洗水进水阀门和排污口阀门，超滤装置进行大洗，清洗水、酸或氧化剂清洗药剂从清洗水进口经过清洗水进水阀门进入超滤装置内，超声波换能器和超声波发生器连续工作，超声与酸或氧化剂进行联合清洗，清洗废液由排污口阀门、排污口排出，最终使超滤装置膜通量得到恢复，停止超滤装置大洗工作。
[0015]超滤装置大洗时，控制超声波换能器和超声波发生器中超声波频率为50-100kHz，优选为75kHz，清洗时间根据超滤装置大洗所需时间而定。
[0016]本发明能够实现同步超声除垢，阻止晶体在膜表面附着、长大，还可减少膜的浓差极化现象，延长膜的使用寿命。同时，超滤装置大洗时配合酸和氧化剂进行联合清洗，可有效改善清洗效果，提高膜通量的恢复率。另外，通过超声振荡还可改变膜表面水流状态，减少膜表面的浓差极化现象。该方法可有效控制超滤装置在工作时的膜污染、膜工作效率低、普通清洗不彻底、膜通量恢复率低等问题。
[0017]本发明与现有技术相比具有以下显著的优点:
[0018]①此方法在超滤装置中设置进水端超声接触腔和出水端超声接触腔，并在其内壁上安装超声波换能器，超声波换能器通过连接电缆与超声波发生器连接，对于现有超滤装置不需进行大规模改组装。②超滤装置中设置进水端超声接触腔和出水端超声接触腔可提高超声清洗过程中的传质效率，提高超声波声能利用效率。③超滤装置进行超声同步清洗，可有效防止晶体在膜上附着、长大，延长膜的清洗周期。④超滤装置停机大洗时，同时进行超声清洗，可改善膜组件清洗不彻底的现状，提高膜通量恢复率。⑤通过超声振荡还可改变膜表面水流状态，减少膜表面的浓差极化现象，提高膜通量。
【附图说明】
[0019]图1为本发明装置结构示意图；
[0020]图2为本发明装置实施方式结构示意图
[0021]图中各部件标号为:进水口 1、原水进水阀门2、进水端超声接触腔3、中空纤维膜4、出水端超声接触腔5、透过液出水阀门6、透过液出水口 7、超声波换能器8、超声波发生器9、连接电缆10、微电脑时间控制器11、膜壳12、膜支架13、清洗水进口 14、清洗水进水阀门15、排污口 16、排污口阀门17、浓缩液出口 18、浓缩液出水阀门19、浓缩液水箱20、清水箱21、原水箱22、浓缩液出水管23、透过液出水管24、透过液出水泵25、原水进水泵26、化学清洗药剂槽27、药剂计量泵28、原水进水管29。
【具体实施方式】
[0022]下面参照附图对本发明【具体实施方式】进行详细说明。
[0023]参见图1、图2。
[0024]本发明一种膜超声同步除垢超滤装置，该装置由超滤装置及超声同步除垢系统构成，所述超滤装置包括由下而上依次相连的进水口 1、原水进水阀门2、进水端超声接触腔3、中空纤维膜4、出水端超声接触腔5、透过液出水阀门6、透过液出水口 7，所述中空纤维膜4的外部设有膜壳12，所述膜壳12由膜支架13支撑并位于进水端超声接触腔3的上部、出水端超声接触腔5的下部，所述出水端超声接触腔5的顶部中心一侧设有清洗水进口 14和清洗水进水阀门15 ;所述透过液出水口 7位于出水端超声接触腔5顶部的中间部，并与透过液出水阀门6的一端连接；所述进水端超声接触腔3的底部中心一侧设有排污口 16，并设有排污口阀门17 ;所述进水口 I设在进水端超声接触腔3的底部中心部；所述出水端超声接触腔5的下方、中空纤维膜4的上侧部设有浓缩液出口 18，并设有浓缩液出水阀门19 ；
[0025]所述超声同步除垢系统包括超声波换能器8、超声波发生器9、连接电缆10、微电脑时间控制器11 ;所述超声波换能器8有两个，分别设在进水端超声接触腔3、出水端超声接触腔5的一侧，并通过连接电缆10连接超声波发生器9，所述超声波发生器9又连接微电脑时间控制器11。
[0026]所述进水口 I的另一端通过原水进水管29经过原水进水泵26连接原水箱22 ;所述浓缩液出口 18外端通过浓缩液出水管23经浓缩液出水阀门19连接浓缩液水箱20 ;所述清洗水进口 14外端经清洗水进水阀门15和药剂计量泵28连接化学清洗药剂槽27 ;所述透过液出水口 7外端通过透过液出水管24经透过液出水阀门6和透过液出水泵25连接清水箱21。
[0027]所述进水端超声接触腔3、出水端超声接触腔5的容积均为整个超滤装置的4?6 %，优选为5 %。
[0028]上述膜超声同步除垢超滤装置的控制方法，它包括如下步骤:
[0029]在进行超滤装置超声同步清洗时，超滤装置正常工作，此时关闭超滤装置的清洗水进水阀门15和排污口阀门17，开启原水进水阀门2、透过液出水阀门6和浓缩液出水阀门19，然后启动超滤装置进行分离工作，料液从进水口 I通过原水进水阀门2进入进水端超声接触腔3，然后进入中空纤维膜4进行分离净化后，透过液进入出水端超声接触腔5后，通过透过液出水阀门6后由透过液出水口 7排出，浓缩液经浓缩液出口 18、浓缩液出水阀门19排出；超滤装置处理料液工作的同时，控制超声波发生器9中超