专利名称：一种处理制浆造纸废水的多功能膜分离装置及分离方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能膜分离装置，尤其涉及一种能够专门处理多种类型制浆造 纸废水，具备可自由组合的多种膜组件和分离工艺，能够利用化学清洗剂或去离子水进行 化学清洗和反清洗的多功能膜分离装置及分离方法，属于制浆造纸与膜分离技术的交叉技 术领域。
背景技术：
膜分离即利用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力， 对双组分或多组分的溶质或溶剂进行分离、分级、提纯和富集的过程。自1948年Abble Nelkt首创膜过程研究领域以来，不断拓宽膜分离技术的应用范围一直是膜科学、分离工程 学共同追求的目标。自上世纪50年代膜分离技术进入工业应用领域之后，每隔10年就有 一种新的膜技术的得到工业应用，从技术发展的阶段看，膜分离技术现仍处于诱导期，在21 世纪将进入全面发展期。将膜分离技术应用于制浆造纸废水处理是目前国际上膜科学与造纸科学领域的 研究热点，也是极具挑战性的研究领域之一。自20世纪70年代膜分离技术首次被引入制 浆造纸工业以来，经历近40年的发展，在制浆造纸工业中的黑液浓缩、漂液净化和白水回 用等废水处理领域已取得一系列的研究成果。但目前这类科研成果大多数停留在实验室研 究水平，缺乏大量中试数据参考，难于向实际生产转化，在我国此现象表现得尤为突出。制 浆造纸工业排放废水主要包括制浆废水、漂白废水、纸机白水、涂布废水和脱墨废水等，由 于各段废水产生工艺不同，废水中的固形物成分及分子量分布区间相差很大，因此采用膜 技术处理制浆造纸废水，分离工艺需覆盖微滤、超滤、纳滤(超低压反渗透)到反渗透整个 区间范围。同时，若实验能采用多个膜组件及多种分离工艺以串联或并联形式同时进行，即 可大大提高实验效率，减小数据误差。检索得到的膜分离装置相关技术专利如下“Re-using method of soluble synthetic cuttingoi1 using ultrafiltration membrane or microfiltration membrane，，(Publication numberKR20010045435 (A))、"CMP process waste water treating device" (Publication numberJPl1300352(A)) >"Method and equipment of processing radioactive laundry wastes by thecombination of ultrafiltration and reverse osmosis，，(Publication number KR940001977 (Yl))^"Recovery of white liquor for sulphate pulping process" (Publication number SE521068(C2)) Improvement of membrane filters for ultrafiltration or microfiltration of liquids in particular ofwater，，(Publication number EP0448466 (Al))、"超微滤膜分离设备”(授权 公告号CN2460192Y)、“面板式连续膜分离装置”(授权公告号CN201008778Y)、“外压中空纤 维膜分离装置及其使用方法”(授权公告号CN1214851C)、“中空纤维膜分离装置及其运行方 法”(授权公告号CN1245249C)。目前，膜分离技术已被成功应用于日用化工、石油化工、纺织工业、酿造工业及饮
4用水处理等领域，相应领域的膜分离装置也已成功开发。但现存的膜分离装置的结构趋于 简单基本只涉及板框式、管式、卷式或中空纤维式膜组件中的一到两种，功能趋于单一 分离工艺基本只涵盖微滤、超滤、纳滤(超低压反渗透)或反渗透中的一到两个，不能实现 多个膜组件或多种分离工艺之间的串、并联操作要求，并且目前还未检索到专门针对成分 与性质完全不同的多种类型制浆造纸废水而设计发明的膜分离装置。
发明内容
为了解决现有膜分离装置结构与功能单一，不能实现组件和工艺间串、并联操作， 功能针对性不强等问题，本发明提供一种专门针对多种类型制浆造纸废水处理，同时具备 可自由组合的多种膜组件和分离工艺，能够利用化学清洗剂或去离子水进行化学清洗和反 清洗的多功能膜分离装置及分离方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是多功能膜分离装置由粗滤组件、精滤组件、板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组 件、中空纤维式膜组件、进液槽、反清洗槽、贮存罐、阀门、压力表、压力传感器、主进液泵、分 进液泵、反清洗泵、流量计、贮存罐式热交换器以及连接管路组成。多功能膜分离装置设置有板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件和中空纤维式 膜组件，分别对应微滤、超滤、纳滤和反渗透的分离工艺；各膜组件可以通过更换膜片或滤 包的方式，根据所处理废水的性质变换膜的孔径大小。由于膜组件形式多样，分离工艺覆盖 整个膜分离区间范围，因此可以针对成分与性质完全不同的多种类型制浆造纸废水进行膜 分离操作。多功能膜分离装置各膜组件之间由管路连接，每组膜组件均有流入管路、流出管 路、循环回流管路、化学清洗管路和排污管路，中空纤维膜组件有反清洗管路，同一管路在 不同操作运行时可以具备不同功能；膜分离装置其他膜组件之间由普通管路连接。多功能膜分离装置四组不同形式的膜组件之间可以通过调节管路阀门，在单独使 用的基础上，实现串联使用或并联使用，以此大大提高实验效率，减小数据误差。各膜组件流入管路中分别连接贮存罐式热交换器，用于调节膜分离操作时进料液 的温度参数，同时作为进液泵前的料液缓冲槽，可以实现工艺调节与进料缓冲操作同时进 行。反渗透系统中，由于所需操作压力较大，在中空纤维式膜组件流入管路中连接压 力传感器，用于自动控制中空纤维式膜组件分离运行时所需的恒定压力，保证反渗透操作 运行更加稳定安全。中空纤维式膜组件由于存在易污染且难于常规清洗问题，设有反清洗系统，主要 由反清洗进液槽、反清洗泵和反清洗管路组成，便于污染反渗透膜水通量的恢复和再生。装置中所涉及的与四组膜组件相对应的四个分进液泵均使用恒压变频泵，保证稳 定输出指定的流量和压力，同时降低膜分离过程能耗。装置可以处理的制浆造纸废水包括黑液、红液、高得率浆综合废水、纸浆漂白综 合废水、纸机白水、脱墨废水和涂料管道清洗废水。本发明还提供一种处理制浆造纸废水的多功能膜分离方法，其特征是，包括如下 步骤
a.串联或者并联膜分离处理制浆造纸废水将制浆造纸废水注入多功能膜分离 装置的进液槽，通过开启进液泵和调节管路阀门，实现废水在板框式膜组件、管式膜组件、 卷式膜组件、中空纤维式膜组件中的任意两组及以上所组成的串联通路内进行分离，或者 实现废水在这四组膜组件中的任意两组及以上所组成的并联通路内进行分离；分离完成后 从浓缩液出口排放出浓缩液，直接并入黑液碱回收工段燃烧处理，从透过液出口排放出透 过液，回用于湿法备料、洗浆、稀释白泥中的一种制浆造纸工段；b.化学清洗膜组件向进 液槽中注入弱酸性化学清洗液，或弱碱性化学清洗液；通过开启进液泵和调节管路阀门，实 现使用化学药液对板框式膜组件，或管式膜组件，或卷式膜组件，或中空纤维式膜组件中的 任意一组膜组件进行化学清洗；c.膜组件排污通过调节管路阀门，实现板框式膜组件，或 管式膜组件，或卷式膜组件，或中空纤维式膜组件中的任意一组膜组件排污。反清洗中空纤维式膜组件向反清洗槽中注入去离子水，或弱酸性化学清洗液，或 弱碱性化学清洗液；通过开启反清洗泵和调节管路阀门，实现使用去离子水或化学药液对 中空纤维式膜组件进行反清洗。本发明的有益效果是可以满足包括制浆废水、漂白废水、纸机白水、脱墨废水和 涂料管道清洗废水等成分与性质完全不同的多种类型制浆造纸废水的膜分离处理要求，提 高实验效率，减小数据误差，可为采用膜分离技术进行工业化生产，在分离工艺确定、分离 流程选择和不同膜组件选型上，提供可靠的实验设备和参考数据，推动膜分离技术在制浆 造纸工业的产业化进程。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明装置的各实施方式整体结构示意图。图中V-截止阀，P-压力表，P-恒压变频泵，TIC-温度传感器，TI-压力传感器， R-转子流量计
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。实施例1采用本发明如图1所示的多功能膜分离装置，按照如下步骤对碱性过氧化氢化学 机械浆(APMP)综合废水进行依次经由板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件和中空纤维 式膜组件的串联膜分离操作DAPMP综合废水只经由粗滤组件2预处理向进液槽1中注入待分离的APMP综 合废水；打开阀门V2、V3、V4、V5、V8、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门 V3控制进液流量为指定流量；工作时间5 10分钟。2)板框式膜组件5 (微滤)、管式膜组件7 (超滤)、卷式膜组件9 (纳滤)和中空 纤维式膜组件11(反渗透)串联运行打开阀门V15，关闭其余阀门，将预处理后的废水注 入贮存罐式热交换器4中，至指定体积；打开贮存罐式热交换器4温度传感器开关，调节罐 中废水为指定温度；打开阀门V14、V16、V20，关闭其余阀门；打开分进液泵P2 ；通过调节阀 门V16控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V20控制出液压力为指定压力；打开贮存罐式热交换器6温度传感器开关，调节罐中废水为指定温度；打开阀门V22、V24、V28，关闭 其余阀门；打开分进液泵P3 ；通过调节阀门V24控制进液压力为指定压力；通过调节阀门 V28控制出液压力为指定压力；打开贮存罐式热交换器8温度传感器开关，调节罐中废水为 指定温度；打开阀门V30、V33、V37，关闭其余阀门；打开分进液泵P4 ；通过调节阀门V33控 制进液压力为指定压力；通过调节阀门V37控制出液压力为指定压力；打开贮存罐式热交 换器10温度传感器开关，调节罐中废水为指定温度；打开阀门V40、V43、V46、V50，关闭其余 阀门；打开分进液泵P5 ；打开压力传感器TI ；通过调节阀门V43控制进液压力为指定压力； 通过调节阀门V46控制出液压力为指定压力；透过液进入透过液贮存罐；待到分离终点，依 次打开阀门V13，关闭其余阀门和设备，板框式膜组件5 (微滤)浓缩液进入浓缩液贮存罐 13中；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取板框式膜组件5(微滤)浓缩液；打开阀门V21， 关闭其余阀门和设备，管式膜组件7(超滤)浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液贮存 罐13阀门V38接取管式膜组件7(超滤)浓缩液；打开阀门V29，关闭其余阀门和设备，卷 式膜组件9 (纳滤)浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取卷式 膜组件9 (纳滤)浓缩液；打开阀门V39，关闭其余阀门和设备，中空纤维式膜组件11 (反渗 透)浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取中空纤维式膜组件 11 (反渗透)浓缩液；最后打开透过液贮存罐14阀门V52接取板框式膜组件5 (微滤)、管 式膜组件7 (超滤)、卷式膜组件9 (纳滤)和中空纤维式膜组件11 (反渗透)串联运行透过 液；工作时间80 210分钟。3)化学清洗板框式膜组件5 (微滤):向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱 性化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V15，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器4中，至指定体积；打开阀门V14、V16、V18，关闭其余阀门；打开分进液泵P2 ；通过调节 阀门V16控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V18控制出液压力为指定压力；于阀门 V18接取板框式膜组件5 (微滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器4中化学清洗液吸 取完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 15分钟。4)化学清洗管式膜组件7 (超滤)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱性 化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V23，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器6中，至指定体积；打开阀门V22、V24、V26，关闭其余阀门；打开分进液泵P3 ；通过调节 阀门V24控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V26控制出液压力为指定压力；于阀门 V26接取管式膜组件7 (超滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器6中化学清洗液吸取 完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 15分钟。5)化学清洗卷式膜组件9 (纳滤)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱性 化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V31，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器8中，至指定体积；打开阀门V30、V33、V35，关闭其余阀门；打开分进液泵P4 ；通过调节 阀门V33控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V35控制出液压力为指定压力；于阀门 V35接取卷式膜组件9 (纳滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器8中化学清洗液吸取 完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 20分钟。
6)化学清洗中空纤维式膜组件11 (反渗透)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸 性或弱碱性等化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通 过调节阀门V3控制进液流量为指定流量；打开阀门V41，关闭其余阀门，注入化学清洗液于 贮存罐式热交换器10中，至指定体积；打开阀门V40、V43、V45，关闭其余阀门；打开分进液 泵P5 ；打开压力传感器TI ；通过调节阀门V43控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V45 控制出液压力为指定压力；于阀门V45接取中空纤维式膜组件11 (反渗透)透过化学清洗 液；待贮存罐式热交换器10中化学清洗液吸取完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 20 分钟。7)板框式膜组件5(微滤)排污打开阀门V17，关闭其余阀门，进行板框式膜组件 5(微滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V18，关闭其余阀门，进行板框式膜组件5(微滤)内 残余透过液排污；排污时间1 5分钟。8)管式膜组件7(超滤)排污打开阀门V25，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超 滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V26，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超滤)内残余透 过液排污；排污时间1 5分钟。9)卷式膜组件9(纳滤)排污打开阀门V34，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超 滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V35，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超滤)内残余透 过液排污；排污时间1 5分钟。10)中空纤维式膜组件11(反渗透)排污打开阀门V44，关闭其余阀门，进行中空 纤维式膜组件11 (反渗透)内残余浓缩液排污；打开阀门V45，关闭其余阀门，进行中空纤 维式膜组件11 (反渗透)内残余透过液排污；排污时间1 5分钟。实施例2采用本发明如图1所示的多功能膜分离装置，按照如下步骤对纸浆漂白综合废水 进行同时经由板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件和中空纤维式膜组件的并联膜分离 操作1)纸浆漂白综合废水只经由精滤组件3预处理向进液槽1中注入待分离的纸浆 漂白综合废水；打开阀门V2、V3、V6、V8、V9、VlO，关闭其余阀门；开启主进液泵Pl，通过调 节阀门V3控制进液流量为指定流量；工作时间10 15分钟。2)板框式膜组件5 (微滤)、管式膜组件7 (超滤)、卷式膜组件9 (纳滤)和中空 纤维式膜组件11 (反渗透)并联运行打开阀门V15、V23、V31、V41，关闭其余阀门，分别将 预处理后的废水注入贮存罐式热交换器4、6、8、10中，至指定体积；打开贮存罐式热交换器 4、6、8、10温度传感器开关，调节罐中废水为指定温度；打开阀门V14、V16、V18、V22、V24、 V26、V30、V33、V35、V40、V43、V45，关闭其余阀门；打开分进液泵P2、P3、P4、P5 ；通过调节阀 门V16、V24、V33、V43控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V18、V26、V35、V45控制出 液压力为指定压力；分别于阀门V18、V26、V35和V45接取板框式膜组件5 (微滤)、管式膜 组件7 (超滤)、卷式膜组件9 (纳滤)和中空纤维式膜组件11 (反渗透)透过液；待到分离 终点，依次打开阀门V13，关闭其余阀门和设备，板框式膜组件5(微滤)浓缩液进入浓缩液 贮存罐13 ；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取板框式膜组件5(微滤)浓缩液；打开阀门 V21，关闭其余阀门和设备，管式膜组件7(超滤)浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液 贮存罐13阀门V38接取管式膜组件7 (超滤)浓缩液；打开阀门V29，关闭其余阀门和设备，
8卷式膜组件9 (纳滤)浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取卷 式膜组件9 (纳滤)浓缩液；打开阀门V39，关闭其余阀门和设备，中空纤维式膜组件11 (反 渗透)浓缩液进入浓缩液贮存罐13中；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取中空纤维式膜 组件11 (反渗透)浓缩液；工作时间60 190分钟。3)化学清洗板框式膜组件5 (微滤)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱 性化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V15，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器4中，至指定体积；打开阀门V14、V16、V18，关闭其余阀门；打开分进液泵P2 ；通过调节 阀门V16控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V18控制出液压力为指定压力；于阀门 V18接取板框式膜组件5 (微滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器4中化学清洗液吸 取完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 15分钟。4)化学清洗管式膜组件7 (超滤)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱性 化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V23，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器6中，至指定体积；打开阀门V22、V24、V26，关闭其余阀门；打开分进液泵P3 ；通过调节 阀门V24控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V26控制出液压力为指定压力；于阀门 V26接取管式膜组件7 (超滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器6中化学清洗液吸取 完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 15分钟。5)化学清洗卷式膜组件9 (纳滤)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱性 化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V31，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器8中，至指定体积；打开阀门V30、V33、V35，关闭其余阀门；打开分进液泵P4 ；通过调节 阀门V33控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V35控制出液压力为指定压力；于阀门 V35接取卷式膜组件9 (纳滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器8中化学清洗液吸取 完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 20分钟。6)化学清洗中空纤维式膜组件11 (反渗透)向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸 性或弱碱性等化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通 过调节阀门V3控制进液流量为指定流量；打开阀门V41，关闭其余阀门，注入化学清洗液于 贮存罐式热交换器10中，至指定体积；打开阀门V40、V43、V45，关闭其余阀门；打开分进液 泵P5 ；打开压力传感器TI ；通过调节阀门V43控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V45 控制出液压力为指定压力；于阀门V45接取中空纤维式膜组件11 (反渗透)透过化学清洗 液；待贮存罐式热交换器10中化学清洗液吸取完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 20 分钟。7)板框式膜组件5(微滤)排污打开阀门V17，关闭其余阀门，进行板框式膜组件 5(微滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V18，关闭其余阀门，进行板框式膜组件5(微滤)内 残余透过液排污；排污时间1 5分钟。8)管式膜组件7(超滤)排污打开阀门V25，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超 滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V26，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超滤)内残余透 过液排污；排污时间1 5分钟。
9
9)卷式膜组件9(纳滤)排污打开阀门V34，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超 滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V35，关闭其余阀门，进行管式膜组件7(超滤)内残余透 过液排污；排污时间1 5分钟。10)中空纤维式膜组件11(反渗透)排污打开阀门V44，关闭其余阀门，进行中空 纤维式膜组件11 (反渗透)内残余浓缩液排污；打开阀门V45，关闭其余阀门，进行中空纤 维式膜组件11 (反渗透)内残余透过液排污；排污时间1 5分钟。实施例3采用本发明如图1所示的多功能膜分离装置，按照如下步骤对涂料管道清洗废水 进行板框式膜组件单独膜分离操作1)涂料管道清洗废水不经预处理向进液槽1中注入待分离的涂料管道清洗废 水；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3控制进液 流量为指定流量；工作时间1 5分钟。2)板框式膜组件5(微滤)单独运行打开阀门V15，关闭其余阀门，将预处理后的 废水注入贮存罐式热交换器4中，至指定体积；打开贮存罐式热交换器4温度传感器开关， 调节罐中废水为指定温度；打开阀门V14、V16、V19、V32、V42、V50，关闭其余阀门；打开分进 液泵P2 ；通过调节阀门V16控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V19控制出液压力为 指定压力；透过液进入透过液贮存罐；待到分离终点，打开阀门V13，关闭其余阀门和设备， 浓缩液进入浓缩液贮存罐13 ；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取浓缩液；打开透过液贮存 罐14阀门V52接取透过液；工作时间30 90分钟。3)化学清洗板框式膜组件5 (微滤):向进液槽1中注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱 性化学清洗液；打开阀门V2、V3、V6、V12，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过调节阀门V3 控制进液流量为指定流量；打开阀门V15，关闭其余阀门，注入化学清洗液于贮存罐式热交 换器4中，至指定体积；打开阀门V14、V16、V18，关闭其余阀门；打开分进液泵P2 ；通过调节 阀门V16控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V18控制出液压力为指定压力；于阀门 V18接取板框式膜组件5 (微滤)透过化学清洗液；待贮存罐式热交换器4中化学清洗液吸 取完毕即为清洗终点；化学清洗时间10 15分钟。4)板框式膜组件5(微滤)排污打开阀门V17，关闭其余阀门，进行板框式膜组件 5(微滤)内残余浓缩液排污；打开阀门V18，关闭其余阀门，进行板框式膜组件5(微滤)内 残余透过液排污；排污时间1 5分钟。实施例4采用本发明如图1所示的多功能膜分离装置，按照如下步骤对纸机白水进行中空 纤维式膜组件单独膜分离操作1)纸机白水依次经由粗滤组件2和精滤组件3串联预处理向进液槽1中注入待 分离的纸机白水；打开阀门V2、V3、V4、V5、V9、V10，关闭其余阀门；开启主进液泵P1，通过 调节阀门V3控制进液流量为指定流量；工作时间10 20分钟。2)中空纤维式膜组件11 (反渗透)单独运行打开阀门V41，关闭其余阀门，将预 处理后的白水注入贮存罐式热交换器10中，至指定体积；打开贮存罐式热交换器10温度传 感器开关，调节罐中白水为指定温度；打开阀门V40、V43、V46、V50，关闭其余阀门；打开分 进液泵P5 ；打开压力传感器TI ；通过调节阀门V43控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V46控制出液压力为指定压力；透过液进入透过液贮存罐；待到分离终点，打开阀门V39， 关闭其余阀门和设备，浓缩液进入浓缩液贮存罐13中；打开浓缩液贮存罐13阀门V38接取 浓缩液；打开透过液贮存罐14阀门V52接取透过液；工作时间60 180分钟。3)反清洗中空纤维式膜组件11 (反渗透)向反清洗槽12中注入去离子水(若需 加强反清洗效果，亦可注入次氯酸钠、弱酸性或弱碱性等化学清洗液)；打开阀门V43、V46、 V47、V48、V49，关闭其余阀门；开启反清洗泵P6，通过调节阀门V49控制进液流量为指定流 量；通过调节阀门V47控制进液压力为指定压力；通过调节阀门V43控制出液压力为指定 压力；贮存罐式热交换器10中为反清洗透过液；待反清洗槽12中清洗液吸取完毕即为清 洗终点；反清洗时间5 10分钟。4)中空纤维式膜组件11 (反渗透)排污打开阀门V44，关闭其余阀门，进行中空 纤维式膜组件11(反渗透)内残余浓缩液排污；打开阀门V45，关闭其余阀门，进行中空纤 维式膜组件11 (反渗透)内残余透过液排污；排污时间1 5分钟。
权利要求
一种处理制浆造纸废水的多功能膜分离方法，其特征是，包括如下步骤a.串联或者并联膜分离处理制浆造纸废水将制浆造纸废水注入多功能膜分离装置的进液槽，通过开启进液泵和调节管路阀门，实现废水在板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件、中空纤维式膜组件中的任意两组及以上所组成的串联通路内进行分离，或者实现废水在这四组膜组件中的任意两组及以上所组成的并联通路内进行分离；分离完成后从浓缩液出口排放出浓缩液，直接并入黑液碱回收工段燃烧处理，从透过液出口排放出透过液，回用于湿法备料、洗浆、稀释白泥中的一种制浆造纸工段；b.化学清洗膜组件向进液槽中注入弱酸性化学清洗液，或弱碱性化学清洗液；通过开启进液泵和调节管路阀门，实现使用化学药液对板框式膜组件，或管式膜组件，或卷式膜组件，或中空纤维式膜组件中的任意一组膜组件进行化学清洗；c.膜组件排污通过调节管路阀门，实现板框式膜组件，或管式膜组件，或卷式膜组件，或中空纤维式膜组件中的任意一组膜组件排污。
2.根据权利要求1所述的多功能膜分离方法，其特征是反清洗中空纤维式膜组件向反清洗槽中注入去离子水，或弱酸性化学清洗液，或弱碱 性化学清洗液；通过开启反清洗泵和调节管路阀门，实现使用去离子水或化学药液对中空 纤维式膜组件进行反清洗。
3.—种权利要求1所述的多功能膜分离方法所使用的多功能膜分离装置，其特征是由粗滤组件、精滤组件、板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件、中空纤维式膜组件、进液槽、反清洗槽、贮存罐、阀门、压力表、压力传感器、主进液泵、分进液泵、反清洗泵、流量 计、贮存罐式热交换器以及连接管路组成；板框式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件和中空纤维式膜组件分别对应微滤、超滤、纳 滤和反渗透的分离工艺；各膜组件可以通过更换膜片或滤包的方式，根据所处理废水的性 质变换膜的孔径大小；各膜组件之间由管路连接，每组膜组件均有流入管路、流出管路、循环回流管路、化学 清洗管路和排污管路，中空纤维式膜组件有反清洗管路，同一管路在不同操作运行时可以 具备不同功能；膜分离装置其他膜组件之间由普通管路连接；四组不同形式的膜组件之间可以通过调节管路阀门实现串联使用或并联使用。
4.根据权利要求3所述的多功能膜分离装置，其特征是各组膜组件流入管路中连接贮存罐式热交换器，用于调节膜分离操作时料液的温度参 数，同时作为进液泵前的料液缓冲槽。
5.根据权利要求3所述的多功能膜分离装置，其特征是中空纤维式膜组件流入管路中连接压力传感器，用于自动控制中空纤维式膜组件分离 运行时所需的恒定压力。
6.根据权利要求3所述的多功能膜分离装置，其特征是中空纤维式膜组件设有反清洗系统，主要由反清洗槽、反清洗泵和反清洗管路组成。
7.根据权利要求3所述的多功能膜分离装置，其特征是装置中与四组膜组件对应连接的四个分进液泵均使用恒压变频泵，保证稳定输出指定 的流量和压力，同时降低膜分离过程能耗。
8.根据权利要求3所述的多功能膜分离装置，其特征是可以处理的制浆造纸废水包括黑液、红液、高得率浆综合废水、纸浆漂白综合废水、纸机白水、脱墨废水和涂料管道清洗废水。
全文摘要
一种处理制浆造纸废水的多功能膜分离装置及分离方法。装置设置四组膜组件，分别对应四种膜分离工艺，每组膜组件都连接有流入管路、流出管路、循环回流管路，其中流入管路上连接有排污管路、化学清洗管路，流出管路上连接有反清洗管路。不同膜组件间可实现单独使用、串联使用或并联使用。流入管路上连接有贮存罐式热交换器，以实现温度调节与进料缓冲同时进行。反渗透膜组件前设置压力传感器，以自动控制分离所需的恒定压力。装置可实现的工作状态膜组件单独工作；膜组件间串联工作；膜组件间并联工作；膜组件化学清洗；膜组件反清洗；膜组件排污。装置可满足成分与性质不同的多种制浆造纸废水的膜分离处理要求，实验效率高，数据误差小。
文档编号B01D65/02GK101934197SQ20091008824
公开日2011年1月5日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者冯文英, 吕卫军, 张勇, 徐 明, 曹春昱, 苏振华 申请人:中国制浆造纸研究院