专利名称：反洗的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄膜渗滤系统，尤其涉及这种系统的反洗。
背景技术：
多孔薄膜渗滤系统需要薄膜的规则反洗，以维持渗滤效率和流量，同时减少可透性膜压(TMP)，当薄膜孔由杂质堵塞时该可透性膜压升高。这种系统通常具有位于子晶箱中为成束或阵列薄膜形式的多个薄膜。从而子晶施加到薄膜表面并且滤液从薄膜腔中收回。典型地，在反洗循环过程中，通过进入子晶箱或单元的气体、液体或两者将杂质从薄膜孔中冲出。包含来自薄膜的杂质和沉积物的液体随后从箱中排泄或冲洗。
从箱中排出的废液通常需要以环境安全的方式解决或再处理，因此这种废液量的任何减少都视为在环境影响和成本方面有益。
箱的排泄或冲洗-特别是当使用大的阵列的薄膜时-也需要时间，这导致渗滤循环的停歇。为了减少该停歇，需要大的泵系统来快速排泄和再充满箱。在箱或单元成排布置并且使用子晶(feed)来再充满箱的地方，在再充满过程中会产生在其它单元中的液位下降。这再次冲击渗滤系统的操作效率。
反洗量的减少也减少了在一些系统中需要的化学清洗剂的量。这具有在化学需求方面减少成本的双重优点，同时也减少了废物处理问题。
许多渗滤系统也采用气泡通风方式来帮助在清洗阶段中从多孔薄膜的表面冲刷不需要的沉积物。为了这种通风有效，薄膜必须完全浸入液体中。
一般在这种系统中的清洗过程包括停止子晶液体流动到放置薄膜的容器中，持续渗滤过程直到箱内的液位到达薄膜顶部为止，用气泡通风薄膜以便在一段时间内从外薄膜表面冲刷杂质，然后液体反洗薄膜孔。然后箱排泄或冲洗，以便去除包含在通风和反洗过程中分出杂质的废液。
将会理解到必须保持薄膜浸没，以便使得通风步骤有效。在通风步骤结束时添加液体反洗致使箱中的液位升高到薄膜以上。在保持薄膜浸没需求方面这是“废物量”。
发明内容
本发明寻求克服或至少改进现有技术的这个和其它缺点。
根据一方面，本发明提供一种反洗薄膜渗滤模块的方法，所述模块包括放置在包含子晶的容器中的一个或多个薄膜，该薄膜具有经受渗滤操作的渗透壁，其中包含污染物质的子晶施加到薄膜壁的一侧上并且滤液从薄膜壁的另一侧收回，该方法包括a)从包含子晶的容器中去除液体，直到包含子晶的容器中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面为止；b)中止渗滤操作；c)执行薄膜壁的液体反洗，直到包含子晶的容器中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二预定水平面为止；d)用气泡通风薄膜表面，以便从其分离出污垢材料；e)执行包含子晶的容器的清扫或下排，以便去除包含分出污染物质的液体；以及f)再次开始渗滤操作。
优选地，选择第二预定水平面使得在通风步骤中液位至少升高到薄膜的上水平面。优选地，在去除步骤a)之前中止子晶流动进入包含子晶的容器。出于优选，完全或部分通过渗滤过程获得液体的去除。优选地，在加压渗滤系统中，在渗滤过程中采用加压气体，以便在去除步骤a)的过程中从子晶侧推动液体通过可渗透薄膜壁。通风步骤可以在液体去除步骤之前开始并且持续到清扫或下排步骤e)为止。
该处理具有减少反洗量的优点。同时，不是过滤停歇到需要液位，而是能够排泄或泵吸走在包含子晶的容器中的液体，以获得相同的结果。这具有在过滤停歇步骤中增加薄膜流量的优点，并且能够快速完成以减少过滤停歇时间。排泄的子晶可以返回到渗滤工厂的进口，以便不浪费，或者传送到平行操作的其它箱中。
在替换的方法中，可以通过改变滤液流动完成渗滤步骤；当液位沿薄膜下降时，该流动调节到维持恒定的可透性膜压(TMP)。
在液体去除步骤中可以监控该TMP，并且用于确定何时液位已经降到薄膜顶部以下或者液位已经下降到薄膜上的水平面以下多少。如下是可能的因为越多薄膜暴露，渗滤面积越少，并且TMP将增加。TMP也将由于如下事实而增加多数滤液流动沿着腔行进较远，因此增加了腔压下降(假定流动保持恒定并且滤液从薄膜腔的上端收回)。因此，在开始液体反洗步骤以前，TMP的改变可以用于监控子晶箱中的液位。这也可以用于调节滤液流动并且维持恒定的TMP，因而避免在剩余滤液区域上流量的显著改变。可替换地，这种方法能够用于控制TMP到任何期望的预定水平，例如可以期望下降在包含子晶的箱中的液位，保持TMP处在最大允许的TMP，假定85kPa。
现在仅仅以实例的方式参照附图描述本发明的优选实施例，其中图1a到1e示出处在根据本发明实施例的反洗过程的不同阶段的薄膜模块的示意图。
具体实施例方式
参照图1a到1e，描述了本发明的示意实施例。渗滤模块4安装在包含要被过滤的子晶的外壳容器3内。渗滤模块8包含在上和下端板6和7之间相应延伸的一束或成束的空心纤维薄膜5。下端板7提供有与纤维束内部和进口端口10相通的多个开口9。子晶在阀AV1的控制下通过端口11供应。
渗透液/滤液通过腔12和线13收回。液体反洗也可以通过线13进行施加。
图1a示出处在正常渗滤操作中的模块，其中容器3中的液位处在覆盖上端板6的L1处。当反洗阶段将要开始时，在该实施例中，通过关闭阀AV1停止子晶的流动。滤液通过纤维腔和腔12和线13连续被收回。如图1b所示，在容器3中的液位下落到液面L2。
一旦到达液面L2，经由线13通过纤维腔和壁将液体流回而开始液体反洗。这导致液位再次在容器内升高到如图1c所示的L1。如图1d中所示，通过端口10和开口9送进气体而随后开始通风步骤。在另一实施例中，由液体反洗造成的液位可以正好低于水平面L1，藉此在通风步骤过程中到达水平面L1，同时作为在液体中存在气泡的结果，液位进一步上升。在液体反洗过程中通过开始通风步骤可以获得类似的结果。
一旦通风步骤完成，如图1e所示容器清扫或排泄，以便去除积累在容器液体中的分出废料。紧跟该步骤，通过打开阀AV1子晶再次引入容器中并且渗滤再次开始。
尽管该实施例涉及垂直定位薄膜，但是将会理解到本发明不限于这种定位并且薄膜可以以任何期望的位置或构造进行定位。
将会理解到本发明可以同时应用到加压系统以及包含子晶的容器向大气敞开的不加压系统。
将会理解到在本发明的精神和范围内，各种实施例和示例将会是可能的。
权利要求
1.一种反洗薄膜渗滤模块的方法，所述模块包括放置在包含子晶的容器中的一个或多个薄膜，该薄膜具有经受渗滤操作的可渗透壁，其中包含污染物质的子晶施加到薄膜壁的一侧上并且滤液从薄膜壁的另一侧收回，该方法包括a)从包含子晶的容器中去除液体，直到包含子晶的容器中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面为止；b)中止渗滤操作；c)执行薄膜壁的液体反洗，直到包含子晶的容器中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二预定水平面为止；d)用气泡通风薄膜表面，以便从其分离出污垢材料；e)执行包含子晶的容器的清扫或下排，以便去除包含分出污染物质的液体；以及f)再次开始渗滤操作。
2.如权利要求1所述的方法，包括选择第二预定水平面使得在通风步骤中液位至少升高到薄膜的上水平面。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在去除步骤a)之前中止子晶流动进入包含子晶的容器。
4.如前面任一项权利要求所述的方法，其中，通风步骤在液体去除步骤之前开始并且持续到清扫或下排步骤e)为止。
5.如前面任一项权利要求所述的方法，其中，完全或部分通过渗滤过程获得液体的去除。
6.如权利要求5所述的方法，包括施加加压气体到在薄膜壁的所述一侧上的液体，以便在渗滤过程中推动液体通过薄膜壁。
7.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，通过下排在包含子晶的箱中的液体而获得液体的去除。
8.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，通过从包含子晶的箱中泵吸走液体而获得液体的去除。
9.如前面任一项权利要求所述的方法，包括当渗滤再开始时将去除的液体返回包含子晶的容器中的步骤。
10.如前面任一项权利要求所述的方法，包括将去除的液体返回进一步渗滤系统的包含子晶的容器中的步骤。
11.如前面任一项权利要求所述的方法，包括如下步骤当在包含子晶的容器中液位减小时，改变来自薄膜的滤液流动以维持横过所述薄膜的基本恒定的可透性膜压(TMP)。
12.如权利要求11所述的方法，其中，可透性膜压维持在或低于预定值。
13.如前面任一项权利要求所述的方法，包括如下步骤监控横过所述薄膜的可透性膜压，以便确定在所述包含子晶的容器中的液位。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在去除步骤a)的过程中执行所述监控步骤。
全文摘要
一种反洗薄膜渗滤模块(4)的方法，所述模块(4)包括放置在包含子晶的容器(3)中的一个或多个薄膜(5)，该薄膜(5)具有经受渗滤操作的可渗透壁，其中包含污染物质的子晶施加到薄膜壁的一侧上并且滤液从薄膜壁的另一侧收回，该方法包括从包含子晶的容器(3)中去除液体，直到包含子晶的容器(3)中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面(L2)为止；中止渗滤操作；执行薄膜壁的液体反洗，直到包含子晶的容器(3)中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二预定水平面(L1)为止；用气泡通风薄膜表面，以便从其分离出污垢材料；执行包含子晶的容器(3)的清扫或下排，以便去除包含分出污染物质的液体；以及再次开始渗滤操作。
文档编号B01D65/00GK1842364SQ200480024762
公开日2006年10月4日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月29日
发明者W·T·约翰逊, T·W·贝克, 查富芳, H·A·拉扎莱德斯, 曹治毅 申请人:美国废水过滤集团公司