[实用新型]管式膜擦洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及管式膜的清洗，具体为一种管式膜擦洗装置。

背景技术

膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，当膜的两侧存在压力差时，原料侧组分就会选择性透过膜，从而实现原料液不同组分的分离、浓缩和提纯的目的。人类对于膜的认识和研究具有悠久的历史，法国的Nelkt于1748年就发现能自发地通过膜扩散的膜分离现象。19世纪发现天然橡胶对气体有不同的透过率，因此提出了用多孔膜分离混合气体、分离细菌、蛋白、胶体和极细粒子的超过滤概念。1864年Traube成功地研制出亚铁氰化铜膜，这是人类历史上第一片人造膜，但直到20世纪30年代人们才开始系统研究膜分离技术。自从20世纪60年代Loeb和Sourirajan研制成功的醋酸纤维素膜之后，膜分离技术工业化应用获得了突破性的发展。膜分离技术具有无相变、能耗低、效率高、适用范围广、操作稳定、不产生二次污染等优点。因此，目前膜分离技术在各个领域得到广泛应用。如：海水淡化、食品饮料、石油化工、生物医药、环保等。

膜污染是膜分离过程中普遍存在的现象。在膜分离过程中，由于处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用，从而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化，导致膜污染，被污染的膜必须清洗，以恢复其性能。目前膜清洗的主要方法有：物理清洗和化学清洗。

化学清洗是在水流中加入某种合适的化学药剂，如酸(硝酸、盐酸、磷酸、柠檬酸等)、碱(烧碱、氨水等)、螯合剂(如E D T A、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等)、表面活性剂以及酶等，进行连续循环清洗。化学清洗存在清洗效率低、化学清洗剂残留等问题。

物理清洗通常是利用高流速的水流冲洗膜表面以及利用水流在膜的渗透侧反向清洗或反向冲洗。有时为了增强冲洗效果，在水流冲洗的同时也有向水流中鼓气，增加超声波、电场、海绵球、机械振动等增强水流扰动的手段，增加超声波、电场的手段，由于存在工业化放大困难的问题，这些方法仅局限于实验研究，向水流中鼓气和增加机械振动的手段只是部分增加了水流的扰动，存在清洗效率不高的问题。海绵球清洗由于需要通过膜元件流道，因此一般只有管式膜才能使用，目前使用的管式膜海绵球清洗方法，一般所选用的海绵球直径都小于管式膜流道直径，并且清洗过程只是海绵球一次性通过管式膜的流道，增加水流扰动的效应是主要的，擦洗的效应是次要的，因此清洗效率低。《一种利用软质球形颗粒进行膜清洗的系统及其清洗方法》的专利申请(申请号：03120999.8)和《一种有效的膜清洗方法——海绵球管式膜清洗系统研究》(刘恩华等，《膜科学与技术》23卷第6期)介绍了一种海绵球循环清洗的方法，其具体特点是：

通过在管式膜工艺流程中增加了“清洗供应流路”、专门的“小球循环器”实现海绵球的循环清洗；

专门的“小球循环器”由“上容器”和“下容器”构成；

为了实现海绵球的循环，需要在“下容器”产生负压；

该专利说明书的具体实施方式中说明了使用的海绵球直径为6-7mm，但是没有说明所使用官式膜流道直径，所以不知道海绵球直径是否大于管式膜流道直径。

该方法存在以下不足：

在流程中增加了“清洗供应流路”、专门的“小球循环器”，因此使系统流程变得复杂；

为了实现海绵球的循环，需要在“下容器”产生负压。众所周知，在液体流动过程中，存在沿程阻力损失，因此为了使“下容器”产生对“上容器”的负压，“下容器”必须通过特殊的设计或特殊装置才能实现，这只会导致系统工艺更加复杂，不利于大规模工业化使用；

对海绵球的密度有特别要求，清洗后膜通量的恢复效果还有待提高。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有对管式膜的清洗不能满足工业生产的需求，需要一种结构简单，适于大规模工业化，清洗效果好的管式膜清洗装置。

本实用新型的技术方案是：管式膜擦洗装置，包括循环罐、料液供应通道、管式膜、料液回流通道，还设有液体换向器、擦洗球和两个擦洗球收放器，两个擦洗球收放器分别设置于管式膜的流道进/出口处，料液供应通道、料液回流通道连接循环罐与液体换向器，液体换向器、擦洗球收放器、管式膜的流道和另一擦洗球收放器连接成一环形通路，擦洗球设置在两个擦洗球收放器之间。