专利名称：具有负压清洗功能的膜设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一类改进的膜设备，特别是一类适合于进料和排放式及连续膜分离式负压清洗的膜设备。属于半透膜的分离方法及设备的技术领域。
现有的用泵进行膜的负压清洗的膜设备，一般分为三类一类是用运行泵抽吸造成膜正面的负压，形成膜正反面的压差，使透过液逆流而清洗膜(见美国专利4986918)；一类是用运行泵进行膜面负压高流速和透过液逆流结合起来的清洗(见中国专利96106491.9)；第三类是采用专门的清洗泵，把清洗泵的入口和运行泵的出口连接起来，靠阀门转换使膜器件可处于运行泵的压程，执行膜分离程序，又可处于清洗泵的吸程，执行膜的负压清洗程序。所有上述的膜的清洗方法和设备都是适合于开路膜设备，或膜器件多级串联接一级的方式作串联清洗。对于进料和排放式和连续膜分离式上述方法没能解决清洗问题。此外多级串联接一级的方法串联清洗效果要受到影响，尤其是串联级数比较多时效果就更差一些。另外对于一些难于清洗的介质，需要用另外的清洗泵，这类清洗泵的大小、种类等要做适当的选择才能达到预期的效果。
现有的
背景技术：
经检索，有如下专利文献特原平5-261537(1993)，特原平6-32708(1994)，美国专利4,867,885等。有关进料和排放式、连续膜分离式、多级串联式等进行膜负压清洗的技术和设备等未见报道。
本实用新型的目的在于提供一种具有负压清洗功能的膜设备，通过阀门转换可使膜器件处于膜的液-液或固-液分离过程，又可处于膜的清洗过程。
本实用新型是以在进料和排放式流程中在泵与膜器件间加阀门和连接管路和清洗槽来实现用循环泵进行膜负压清洗的。在连续膜分离流程中在各级循环泵和膜器件间分别加阀门和管路，所有级都使用一个清洗槽的方式实现用循环泵进行膜负压清洗的。在多级串联膜分离流程中用运行泵对各级分别进行负压清洗的方式实现膜的负压清洗。在有专门清洗泵的膜设备情况下选用符合要求的泵大小和种类实现理想的膜负压清洗效果。
本发明提供附图6张，其中图1进料和排放式流程膜负压清洗装置图2连续膜分离流程膜负压清洗装置图3多级膜分离流程膜负压清洗装置图4用清洗泵反向流进行膜的负压清洗的装置图5用清洗泵顺向流进行膜的负压清洗的装置图6气压全过滤装置
以下结合
5个实施例。
实施例1请参阅附图1，本实用新型的膜器件与给料泵和循环泵之间连接是以下列方式来实施的。给料泵[101]的入口和出口分别接料液槽[119]和阀门[102]，阀门[102]的另一端接三通[103]，三通[103]的另两端分别接三通[117]和循环泵[104]的入口，循环泵[104]的出口接三通槽[105]，三通[105]的另两端分别接阀门[106]和阀门[109]，阀门[109]的另一端接伸到清洗液槽[111]底部的管路，阀门[106]的另一端接四通[107]，四通[107]的另三端分别接压力真空表[108]，膜器件[112]的一个料液流通口和阀门[110]，阀门[110]的另一端接伸到清洗液槽[111]底部的管路。膜器件[112]的另一料液流通口接三通[115]，三通[115]的另两端分别接压力真空表[116]和三通[117]，三通[117]的第三端接阀门[118]，阀门[118]的另一端接伸到料液槽[119]底部的管路，阀[113]为透过液阀，[114]为透过液槽。
当关闭阀门[109]、[110]，开启阀门[102]、[106]、[113]、[118]时进行膜的分离过程。当关闭阀门[102]、[106]、[118]，开启阀门[109]、[110]启动循环泵[104]则执行采用循环泵[104]的负压清洗程序。
实施例2请参阅附图2。连续膜分离流程膜负压清洗装置是以如下方式实现的，给料泵[201]的入口和出口分别连接料液槽[205]和阀门[202]，阀门[202]的另一端接三通[203]，三通[203]的另两端分别接三通[206]和三通[204]，三通[204]的另两端分别接循环泵[216]入口和阀门[217]，循环泵[216]的出口接三通[215]，三通[215]的另两端分别接阀门[212]和阀门[214]，阀门[214]的另一端接伸到清洗液槽[237]底部的管路，阀门[212]的另一端接四通[211]，四通[211]的另三端分别接压力真空表[210]、膜器件[238]的一个料液流通口[209]和阀门[213]，阀门[213]的另一端接伸到清洗槽[237]底部的管路，膜器件[238]和[239]的透过液出口[231]和[233]分别接三通[232]的两个接口，三通[232]的第三个口接通到透过液槽[234]的管路。阀门[217]的另一端接三通[218]，三通[218]的另两端分别接三通[229]和三通[219]，三通[229]的另两端分别接压力真空表[230]和膜器件[239]的一个料液流通口[228]，三通[219]的另两端分别接循环泵[220]和阀门[235]，阀门[235]的另一端接通到浓缩液槽[236]的管路，循环泵[220]的出口接三通[221]，三通[221]的另两端分别接阀门[222]和阀门[223]，阀门[223]的另一端接伸到清洗槽[237]底部的管路。阀门[222]的另一端接四通[225]，四通[225]的另三端分别接压力真空表[226]、膜器件[239]的另一个料液流通口[227]和阀门[224]，阀门[224]的另一端接伸到清洗槽[237]底部的管路。
当关闭阀门[213]、[214]、[223]、[224]，开启阀门[202]、[212]、[217]、[222]、[235]，启用给料泵[201]和循环泵[216]和[220]则实施膜分离程序，当关闭阀门[202]、[217]、[235]、[212]、[222]、启动循环泵[216]、[220]则实施采用循环泵[216]和循环泵[220]的负压清洗流程。
上述连续膜分离流程可根据需要再接上循环泵和膜器件使浓缩液量和浓缩倍数及透过液量达到要求。
实施例3请参阅附图3。多级膜分离流程膜负压清洗装置是以如下方式实现的，运行泵[301]的入口和出口分别接三通[304]和三通[308]，三通[304]的另两端分别接阀门[303]和三通[305]，阀门[303]的另一端接液槽[302]，三通[305]的另两端分别接阀门[307]和阀门[306]，阀门[307]的另一端接三通[310]，阀门[306]的另一端接三通[323]，三通[308]的另两端分别接三通[336]和阀门[309]，三通[310]的另两端分别接阀门[309]和三通[311]，三通[311]的另两端分别接压力真空表[312]和膜器件[314]的一个料液流通口[313]，膜器件[314]的另一料液流通口[316]接三通[315]，三通[315]的另两端分别接压力真空表[317]和三通[337]，三通[337]的另两端分别接阀门[334]和阀门[339]，阀门[334]的另一端接伸到液槽[302]底部的管路，阀门[339]接伸到清洗液槽[340]的管路，三通[336]的另两端分别接阀门[338]和阀门[342]，连接阀门[338]另一端的管路伸到清洗液槽[340]的底部，连接阀门[342]的管路伸到液槽[344]底部，膜器件[314]透过液出口[318]接阀门[319]，阀门[319]的另一端接三通[320]，三通[320]的另两端分别接阀门[321]和三通[323]阀门[321]的另一端接伸到液槽[322]底部的管路，三通[323]的第三端接阀门[324]，阀门[324]的另一端接三通[325]，三通[325]的另两端分别接压力真空表[326]和膜器件[328]的一个料液流通口[327]，膜器件[328]的另一个料液流通口[329]接三通[330]，三通[330]的另两端分别接压力真空表[331]和三通[341]，三通[341]的另两端分别接阀门[335]和阀门[343]，阀门[335]的另一端接伸到液槽[302]底部的管路，阀门[343]另一端接伸到液槽[344]底部的管路。
关闭阀门[306]、[307]、[321]、[338]、[339]、[342]、[343]，开启阀门[303]、[309]、[319]、[324]，用阀门[334]、[335]调节压力和流速，则可实施膜分离程序。
当关闭阀门[303]、[309]、[306]、[319]、[321]、[324]、[332]、[334]、[335]、[342]、[343]，开启阀门[307]、[338]、[339]则实施以槽[340]为清洗槽而对膜器件[314]作负压清洗的程序。
当关闭阀门[303]、[307]、[309]、[319]、[321]、[334]、[335]、[338]、[339]，开启阀门[306]、[324]、[342]、[343]则实施以液槽[344]为清洗槽而对膜器件[328]进行负压清洗的程序。
实施例4请参阅附图4。用清洗泵反向流进行膜的负压清洗的装置是以如下方式实现的。运行泵[401]的入口和出口分别接料液槽[402]和阀门[403]，阀门[403]的另一端接三通[404]，三通[404]的另两端分别接预滤器[407]和阀门[405]，阀门[405]的另一头接清洗泵[406]的入口，清洗泵[406]的出口接阀门[418]，阀门[418]的另一头接伸到清洗槽[415]底部的管路。预滤器的另一端接三通[408]，三通[408]的另两端分别接压力真空表[409]和膜器件[410]的一个料液流通口，膜器件[410]的另一个料液流通口接三通[414]，三通[414]的另两端分别接压力真空表[413]和三通[417]，三通[417]的另两端分别接阀门[416]和阀门[419]，阀门[416]的另一端接伸到料液槽[415]底部的管路，膜器件[410]的透过液接口阀门[412]，阀门[412]的另一端接伸到透过液槽[411]底部的管路。
清洗泵[406]的流量为运行泵流量的1/20至9/10，清洗泵[406]可以是任何一种形式，在难清洗介质存在时，清洗泵[406]采用往复泵(或称柱塞泵)因往复泵吸入和压出是脉冲式的，这样容易把膜表面的污染物抽出来。
当关闭阀门[405]、[416]、[418]、[416]，开启阀门[403]、[412]、[419]时启动运行泵[401]则进行膜分离过程，当关闭阀门[403]、[419]，开启阀门[405]、[416]、[418]、[412]，启动清洗泵[406]则实施膜负压清洗程序。
实施例5请参阅附图5。用清洗泵顺向流进行膜的负压清洗的装置是以如下方式实现的。运行泵[501]的入口和出口分别接液槽[502]、阀门[503]，阀门[503]的另一端接三通[507]，三通[507]的另两端分别接阀门[504]和预滤器[508]，阀门[504]的另一端接伸到清洗槽[506]底部的管路。预滤器[508]的另一端接三通[509]，三通[509]的另两端分别接压力真空表[510]和膜器件[511]的一个料液流通口，膜器件[511]的另一个料液流通口接三通[512]，三通[512]的另两端分别接压力真空表[513]和三通[517]，三通[517]的另两端分别接阀门[516]和阀门[518]，阀门[516]的另一端接伸到料液槽[502]底部的管路，阀门[518]的另一端接清洗泵[519]的入口，清洗泵[519]的出口接阀门[505]，阀门[505]的另一端接伸到清洗槽[506]底部的管路。
清洗泵[519]的流量为运行泵[501]流量的1/20至9/10，可为任何一种型式的泵，在膜污染较严重时采用反复式泵(或称柱塞泵)效果更好。
当关闭阀门[504]、[505]、[518]，开启阀门[503]、[516]、[514]，启动运行泵[501]时则实行膜分离过程。当关闭阀门[503]、[516]，开启阀门[504]、[518]、[505]，启动清洗泵[519]则实行膜负压清洗过程。
上述5个实施例中的膜设备，料液槽与泵间的连接都可改为如下方式。请参阅附图6。贮液罐[601]的两端分别接泵[606]和三通[602]，三通[602]的另两端分别接阀门[603]和阀门[604]，阀门[603]的另一端接气压源，阀门[604]的另一端接料液槽[605]，贮液槽的容量大于使整个系统运行起来的最少料液量。当用泵[606]把系统中的料液浓缩到最大限度时，停泵[606]、关闭阀门[604]，打开阀门[603]，使约2kg/cm2的气压加在贮罐中的料液面上，可使系统中的料液最大比例分离出来。
权利要求1.一种具有负压清洗功能的膜设备，包括泵、阀门、预滤器、压力真空表、三通、四通、液槽、连接管路、膜器件，其特征是膜器件既接在泵的压程上又接在泵的吸程上，在泵与膜器件之间连接有可进行压程和吸程转换的阀门。
2.按权利要求1所述的膜设备，其特征在于给料泵[101]的入口和出口分别接料液槽[119]和阀门[102]，阀门[102]的另一端接三通[103]，三通[103]的另两端分别接三通[117]和循环泵[104]的入口，循环泵[104]的出口接三通[105]，三通[105]的另两端分别接阀门[106]和阀门[109]，阀门[109]的另一端接伸到清洗液槽[111]底部的管路，阀门[106]的另一端接四通[107]，四通[107]的另三端分别接压力真空表[108]，膜器件[112]的一个料液流通口和阀门[110]，阀门[110]的另一端接伸到清洗液槽[111]底部的管路。膜器件[112]的另一料液流通口接三通[115]，三通[115]的另两端分别接压力真空表[116]和三通[117]，三通[117]的第三端接阀门[118]，阀门[118]的另一端接伸到料液槽[119]底部的管路，阀门[113]为透过液阀，[114]为透过液槽。
3.按权利要求1所述的膜设备，其特征在于给料泵[201]的入口和出口分别连接料液槽[205]和阀门[202]，阀门[202]的另一端接三通[203]，三通[203]的另两端分别接三通[206]和三通[204]，三通[204]的另两端分别接循环泵[216]入口和阀门[217]，循环泵[216]的出口接三通[215]，三通[215]的另两端分别接阀门[212]和阀门[214]，阀门[214]的另一端接伸到清洗液槽[237]底部的管路，阀门[212]的另一端接四通[211]，四通[211]的另三端分别接压力真空表[210]、膜器件[238]的一个料液流通口[209]和阀门[213]，阀门[213]的另一端接伸到清洗槽[237]底部的管路，膜器件[238]和[239]的透过液出口[231]和[233]分别接三通[232]的两个接口，三通[232]的第三个接口通过透过液槽[234]的管路，阀门[217]的另一端接三通[218]，三通[218]的另两端分别接三通[229]和三通[219]，三通[229]的另两端分别接压力真空表[230]和膜器件[239]的一个料液流通口[228]，三通[219]的另两端分别接循环泵[220]和阀门[235]，阀门[235]的另一端接通到浓缩液槽[236]的管路，循环泵[220]的出口接三通[221]，三通[221]的另两端分别接阀门[222]和阀门[223]，阀门[223]的另一端接伸到清洗槽[237]底部的管路，阀门[222]的另一端接四通[225]，四通[225]的另三端分别接压力真空表[226]，膜器件[239]的另一个料液流通口[227]和阀门[224]，阀门[224]的另一端接伸[237]底部的管路。
4.按权利要求1所述的膜设备，其特征在于运行泵[301]的入口和出口分别接三通[304]和三通[308]，三通[304]的另两端分别接阀门[303]和三通[305]，阀门[303]另一端接液槽[302]，三通[305]的另两端分别接阀门[307]和阀门[306]，阀门[307]的另一端接三通[310]，阀门[306]的另一端接三通[323]，三通[308]的另两端分别接三通[336]和阀门[309]，三通[310]的另两端分别接阀门[309]和三通[311]，三通[311]的另两端分别接压力真空表[312]和膜器件[314]的一个料液流通口[313]，膜器件[314]的另一料液流通口[316]接三通[315]，三通[315]的另两端分别接压力真空表[317]和三通[337]，三通[337]的另两端分别接阀门[334]阀门[339]，阀门[334]的另一端接伸到液槽[302]底部的管路，阀门[339]接伸到清洗液槽[340]的管路，三通[336]的另两端分别接阀门[338]和阀门[342]，连接阀门[338]另一端的管路伸到清洗液槽[340]的底部，连接阀门[342]的管路伸到液槽[344]底部，膜器件[314]透过液出口[318]接阀门[319]，阀门[319]的另一端接三通[320]，三通[320]的另两端分别接阀门[321]和三通[323]，阀门[321]的另一端接伸到液槽[322]底部的管路，三通[323]的第三端接阀门[324]，阀门[324]的另一端接三通[325]，三通[325]的另两端分别接压力真空表[326]和膜器件[328]的一个料液流通口[329]接三通[330]，三通[330]的另两端分别接压力真空表[331]和三通[341]，三通[341]的另两端分别接阀门[335]和阀门[343]，阀门[335]的另一端接伸到液槽[302]底部的管路，阀门[343]另一端接伸到液槽[344]底部的管路。
5.按权利要求1所述的膜设备，其特征在于运行泵[401]的入口和出口分别接料液槽[402]和阀门[403]，阀门[403]的另一端接三通[404]，三通[404]的另两端分别接预滤器[407]和阀门[405]，阀门[405]的另一头接清洗泵[406]的入口，清洗泵[406]的出口接阀门[418]，阀门[418]的另一头接伸到清洗槽[415]底部的管路，预滤器的另一端接三通[408]，三通[408]的另两端分别接压力真空表[409]和膜器件[410]的一个料液流通口，膜器件[410]的另一个料液流通口接三通[414]，三通[414]的另两端分别接压力真空表[413]和三通[417]，三通[417]的另两端分别接阀门[416]和[419]，阀门[416]的另一端接伸到料液槽[402]底部的管路，阀门[416]另一端接伸到清洗槽[415]底部的管路，膜器件[410]的透过液接口接阀门[412]，阀门[412]的另一端接伸到透过液槽[411]底部的管路；清洗泵[406]可为任何一种型式的泵，其流量为运行泵流量的1/20至9/20，在难清洗情况下，清洗泵采用往复泵(或称柱塞泵)。
6.按权利要求1所述的膜装置，其特征在于运行泵[501]的入口和出口分别接液槽[502]，阀门[503]，阀门[503]的另一端接三通[507]，三通[507]的另两端分别接阀门[504]的预滤器[508]，阀门[504]的另一端接伸到清洗槽[506]底部的管路，预滤器[508]的另一端接三通[509]，三通[509]的另两端分别接压力真空表[510]和膜器件[511]的一个料液流通口，膜器件[511]的另一个料液流通口接三通[512]，三通[512]的另两端分别接压力真空表[513]和三通[517]，三通[517]的另两端分别接阀门[516]和阀门[518]，阀门[516]的另一端接伸到液槽[502]底部的管路，阀门[518]的另一端接清洗泵[519]的入口，清洗泵[519]的出口接阀门[505]，阀[505]的另一端接伸到清洗槽[506]底部的管路，清洗泵[519]的流量为运行泵[501]流量的1/20至9/10，为任何一种型式的泵，在膜污染较严重时采用反复式泵(或称柱塞泵)。
7.按权利要求1所述的膜设备，其特征在于料液槽与泵间的连接都可改为如下方式，贮液罐[601]的两端分别接泵[606]和三通[602]，三通[602]的另两端分别接阀门[603]和阀门[604]，阀门[603]的另一端接气压源，阀门[604]的另一端接料液槽[605]，贮液槽的容量大于使整个系统运行起来的最小料液量。
专利摘要本实用新型公开了一类改进的膜分离的设备,可使膜器件处于膜分离过程,又可处于膜的清洗过程。它是由进料泵、循环泵、膜器件、液槽、压力真空表、阀门、管路等组成。膜器件通过阀门转换可在正压下起分离作用,又可在负压的作用下得到清洗。
文档编号B01D29/66GK2297236SQ9624136
公开日1998年11月18日 申请日期1996年10月23日 优先权日1996年10月23日
发明者吴光夏, 张东华, 孙晓伟, 刘忠洲, 周全 申请人:中国科学院生态环境研究中心