专利名称：一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统及其清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种膜的清洗系统及其清洗方法，进一步说，涉及一种能够带来如下效果的膜的清洗系统及其清洗方法软质球形颗粒与料液同步运行，靠运行过程中颗粒与膜进行摩擦和引起液流的扰动，完成对膜表面的清洗，恢复膜通量。
背景技术：
膜分离技术在近20年发展迅速，已广泛应用于化工、食品、医药、电子等行业。但膜在使用过程中会受到污染，使膜性能下降，严重时会使膜分离失去实际应用的价值，从而限制了膜分离技术的应用领域。有效的清洗方法是解决膜污染问题的重要途径。膜的清洗方法包括化学清洗方法和物理清洗方法两种。其中化学清洗方法是根据不同的运行系统选择不同的清洗剂。化学清洗方法存在一定缺陷对于成分复杂的系统，选择清洗剂相对很困难，同时还会产生清洗废液，其清洗效果也受到限制。
物理清洗方法目前主要使用的是水力清洗。水力清洗一般包括反洗和大流量冲洗。反洗的方法是在膜组件清洗系统中设置反洗流路，对膜组件进行清洗时，停止过滤循环流路，启动反洗流路进行清洗。但是这种清洗方法存在清洗效率低的问题。
上述清洗方法清洗效果都受到本身条件的限制，不能完全解决膜使用过程中的膜污染问题，尤其是在粘稠物料的处理中。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服现有技术中存在的缺点的清洗管式膜的系统和方法。其具有较高的清洗效率和清洗效果。
为了实现上述本发明的目的，提供了一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于，包括循环罐、主液流供应流路、膜供应流路、清洗供应流路、管式膜、回流流路、小球循环器；上述主液流供应流路的一端连接在循环罐出口端；
上述膜供应流路连接于上述主液流供应流路和管式膜的入口端之间，用于在管式膜正常运行期间将上述主液流供应流路中的液体供应给管式膜；上述清洗供应流路连接在上述主液流供应流路和管式膜的入口端之间，用于在对管式膜清洗的时候将上述供应液体主液流供应流路中的液体供应给小球循环器，从而带动小球流经管式膜，对其进行清洗；回流流路连接于管式膜的下端和循环罐的入口端之间，用于将流体引回循环罐。
本发明还提供了一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常运转阶段接通主液流供应流路、膜供应流路、回流流路，闭合清洗供应流路；使用软质球形颗粒进行膜清洗阶段接通清洗供应流路，关闭膜供应流路；小球在循环过程中完成对膜表面的清洗，恢复膜通量。
通过本发明的提供的膜的清洗系统和清洗方法，采用固液双相流清洗系统可以有效解决膜污染的问题，靠软质颗粒与膜间的摩擦和液流扰动，有效的去除膜表面的污染物，恢复膜的通量。
图1为本发明管式膜固液双相流清洗系统；图2为本发明管式膜固液双相流清洗系统中小球循环器的上部容器的结构图。
具体实施例方式
本发明主要提供一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统及其清洗方法。在具体实施例中，软质球形颗粒使用的是海绵球。
如图1所示，管式膜固液双相流清洗系统主要包括循环罐1、主液流供应流路31、膜供应流路32、清洗供应流路33、管式膜12、回流流路34、小球循环器16。
上述主液流供应流路31的一端连接在循环罐1出口端，其另一端连接有上述膜供应流路32和上述清洗供应流路33。其中，上述膜供应流路32的一端连接于上述主液流供应流路31，另一端连接于管式膜12的入口端，用于在管式膜正常运行期间将上述主液流供应流路31中的液体供应给管式膜12。在上述膜供应流路32上设置有阀门10，其作用是控制膜供应流路32的启动、流量。上述清洗供应流路33的一端连接在上述主液流供应流路31上，另一端连接在管式膜12的入口端。上述清洗供应流路33上按照液流流过的顺序依次设置有阀门9、小球循环器16的下容器19(下面将对其进行详细说明)以及阀门11。上述清洗供应流路33用于在对管式膜清洗的时候将上述供应液体主液流供应流路31中的液体供应给下容器19，从而带动小球流经管式膜12。上述阀门9、11的作用是在管式膜进行清洗时控制管路的开放。下容器19用于在清洗时供应小球。回流流路34一端连接于管式膜的下端，一端连接于循环罐1的入口端。在上述回流流路34上设置小球循环器16的上部容器20(下面将对其进行详细说明)。回流流路34的作用是将流体引回循环罐1。
附图1中未进行详细说明的附图标记2、3、4、6、14均为阀门，附图标记5代表泵，标记7表示流量计，附图标记8、13为压力表。从管式膜12出口端流出的是超滤液。由于上述部件并不是本发明的发明点，因此未加详细描述。
下面参照图1、图2对小球循环器进行更详细的说明。
如图1所示，小球循环器16由上容器20和下容器19构成。上容器20设置在回流流路34上，下容器19设置在清洗供应流路33上。上、下容器之间由管路进行连通。
图2显示了上容器20的详细结构。上容器20包括以下部分小球加入取出口21，进液口22，出液口23，隔网24，小球循环口25。具体结构为隔网24与上容器29的器壁粘结在一起，防止小球从出液口23流出。小球在运行过程中，随少量液流一起经过小球循环口25，在小球循环器16的下容器19产生的负压推动下，进入小球循环器16下容器19，再进入清洗流路32中，然后进入到管式膜12，对管式膜12进行清洗，清洗后的小球随流体进入到上容器20。
下面将详细描述本发明利用软质球形颗粒进行膜清洗的清洗方法。
管式膜正常运转时，接通主液流供应流路31、膜供应流路32、回流流路34，闭合清洗供应流路33。此时，阀门10打开，阀门9、11闭合。正常运转时，通过调节阀门的开度可以控制运行压力。循环罐1中的液体流经主液流供应流路31、膜供应流路32、管式膜12、回流流路34流回循环罐1。过滤好的液体从管式膜12的下端流出。小球循环器16中的小球停止循环，贮存在小球循环器上容器20中。
管式膜运行一段时间后，需要清洗。在使用软质球形颗粒进行膜清洗时，通过关闭阀门10来闭合膜供应流路32。打开阀门9、11接通清洗供应流路33。这时液流流经小球循环器16的下容器19，在下容器中产生负压，上容器中的小球就随液流循环。小球在循环过程中，与膜进行摩擦，同时引起液流的扰动，完成对膜表面的清洗，恢复膜通量。
清洗后，用网状容器在循环器16的上容器20的进液口2处接收小球，从而将小球取出。
对于上述软质球形颗粒的材料，只要硬度适中、密度合适、有一定强度，都可以用。可以是海绵小球，包括发泡聚氨脂、发泡橡胶等材料，还可以是发泡聚苯乙烯等发泡塑料软质球等。
使用上述材料中任意一种，制成直径为6～7mm的小球，经后加工，使小球的密度稍大于水的密度。加工方法可采用本领域常规方法。
权利要求
1.一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于，包括循环罐、主液流供应流路、膜供应流路、清洗供应流路、管式膜、回流流路、小球循环器；上述主液流供应流路的一端连接在循环罐出口端；上述膜供应流路连接于上述主液流供应流路和管式膜的入口端之间，用于在管式膜正常运行期间将上述主液流供应流路中的液体供应给管式膜；上述清洗供应流路连接在上述主液流供应流路和管式膜的入口端之间，用于在对管式膜清洗期间，将上述主液流供应流路中的液体供应给小球循环器，带动小球流经管式膜，对其进行清洗；回流流路连接于管式膜的下端和循环罐的入口端之间，用于将流体引回循环罐。
2.根据权利要求1所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于小球循环器由上容器和下容器构成，上容器设置在回流流路上，下容器设置在清洗供应流路上，上、下容器之间由管路进行连通。
3.根据权利要求2所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于上容器包括小球加入取出口，进液口，出液口，隔网，小球循环口；隔网与上容器的器壁粘结在一起，防止小球从出液口流出。
4.根据权利要求1所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于在上述膜供应流路上设置有阀门，用于控制膜供应流路的开放。
5.根据权利要求1所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统，其特征在于上述清洗供应流路上设置有阀门，用于在管式膜进行清洗时控制管路的开放。
6.一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的方法，其特征在于，包括管式膜正常运转阶段接通主液流供应流路、膜供应流路、回流流路，闭合清洗供应流路；使用软质球形颗粒进行膜清洗阶段接通清洗供应流路，关闭膜供应流路；小球在循环过程中完成对膜表面的清洗，恢复膜通量。
7.根据权利要求6所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的方法，其特征在于在上述使用软质球形颗粒进行膜清洗阶段中，液流流经设置在清洗供应流路上的小球循环器的下容器，在下容器中产生负压，设置在回流流路上的上容器中的小球就进入到下容器，再随清洗流路中的液流进入到管式膜，对管式膜进行清洗，清洗后的小球随流体进入到上容器进行循环。
8.根据权利要求6所述的利用软质球形颗粒进行膜清洗的方法，其特征在于管式膜正常运转阶段打开设置在上述膜供应流路上的阀门，关闭设置在清洗供应流路上的阀门；使用软质球形颗粒进行膜清洗阶段关闭设置在上述膜供应流路上的阀门，打开设置在清洗供应流路上的阀门。
全文摘要
本发明提供了一种膜的清洗系统和清洗方法，采用固液双相流清洗系统可以有效解决膜污染的问题，靠软质颗粒与膜间的摩擦和液流扰动，有效的去除膜表面的污染物，恢复膜的通量。本发明在膜组件系统中设置了清洗流路和小球循环器。通过小球循环器释放的小球对膜表面进行清洗。
文档编号B01D65/04GK1533827SQ03120999
公开日2004年10月6日 申请日期2003年3月27日 优先权日2003年3月27日
发明者刘恩华, 杜启云 申请人:天津膜天膜工程技术有限公司