浸入式超滤膜堆的离线清洗方法_3

文档序号:9876722阅读:来源:国知局
完毕的超滤膜堆10放入胆 存池50中备用。
[0059]在离线冲洗过程中,由于操作不当,超滤膜堆10的完整性有时候会被破坏,导致其 无法使用。为了防止将损坏的超滤膜堆10投入使用,离线清洗系统可W在反冲洗单元之后 设置完整性检测单元,经完整性检测合格的超滤膜堆10方可投入使用或者置于胆存池50中 备用。根据本发明的优选实施例,完整性检测单元包括:空压机43、进气阀44、压力调节阀 48、空气流量计47、压力表46、截止阀45,反冲洗结束后关闭清水罐41与水洗池40之间的加 水管路和水洗池排出阀410,打开空压机43开始充气,通过进气阀44和压力调节阀48调节空 气量和压力,通过压力表46和空气流量计47来表征空气量和压力。在压力大于0.1 MPa条件 下观察压力表46在5分钟~10分钟的压力衰减情况,并基于此判定超滤膜堆10的完整性。
[0060] 根据本发明的另一个方面,提供了浸入式超滤膜堆的离线清洗方法,包括:
[0061] S1、控制器根据采集的超滤膜堆初始膜通量Ji和酸洗池中的酸溶液浓度Cl确定酸 处理时间ti,然后向机械手和超声单元发送酸处理信号;机械手根据酸处理信号将超滤膜 堆置于酸洗池中进行酸洗,超声单元根据酸处理信号对超滤膜堆进行超声波处理;酸洗结 束后控制器向机械手和超声单元发送第一终止信号,机械手根据第一终止信号将超滤膜堆 从酸洗池中取出,超声单元根据第一终止信号停止超声波处理。
[0062] 在一定范围内,酸处理时间越长,超滤膜堆10中污染物的去除效果越好;当酸处理 时间达到一定程度后,继续增加酸处理时间,污染物的去除效果增加不明显,但是离线清洗 的周期会变长,降低了离线清洗的效率。此外,超滤膜堆10的初始膜通量Ji越小,表明超滤 膜堆10的污染程度越高,所需的酸处理时间越长。为了提高酸处理过程的去污效果、并在保 证酸处理效果的基础上尽量缩短酸处理时间,根据本发明的优选实施例,按照如下关系式 确定酸处理时间tl:
[0064] 式中,n为酸处理时间换算系数,n=0.40~1.60,并且当酸溶液为HCl时n = 1.0,当 酸溶液为巧樣酸溶液时n = 〇. 65; A为超滤膜堆的有效面积,单位为:m2。
[0065] S2、控制器根据采集的酸处理后的超滤膜堆膜通量J2和碱洗池中的碱溶液浓度C2 确定碱处理时间t2,然后向机械手和超声单元发送碱处理信号;机械手根据碱处理信号将 超滤膜堆置于碱洗池中进行碱洗,超声单元根据碱处理信号对超滤膜堆进行超声波处理; 碱洗结束后控制器向机械手和超声单元发送第二终止信号,机械手根据第二终止信号将超 滤膜堆从碱洗池中取出并放入水洗池中,超声单元根据第二终止信号停止超声波处理。
[0066] 在一定范围内,碱处理时间越长,超滤膜堆10中污染物的去除效果越好;当碱处理 时间达到一定程度后,继续增加碱处理时间,污染物的去除效果增加不明显,但是离线清洗 的周期会变长,降低了离线清洗的效率。此外,酸处理结束后超滤膜堆10的膜通量J2越小, 表明超滤膜堆10的污染程度越高,所需的碱处理时间越长。为了提高碱处理过程的去污效 果、并在保证碱处理效果的基础上尽量缩短碱处理时间,根据本发明的优选实施例,按照如 下关系式确定碱处理时间t2:
[006引式中,A为碱处理时间换算系数,A = 0.40~1.60,并且当碱溶液为化OH或KOH溶液 时Il = O. 92; A为超滤膜堆的有效面积,单位为:m2。
[0069] S3、控制器向反冲洗单元、超声单元和膜通量检测单元发送反冲洗信号;反冲洗单 元根据反冲洗信号对水洗池中的超滤膜堆进行反冲洗,超声单元根据反冲洗信号对水洗池 中的超滤膜进行超声波处理;膜通量检测单元接收到反冲洗信号之后实时检测超滤膜堆的 进水量、排出水量和排出水抑,并将检测到的数据发送至控制器。
[0070] S4、控制器根据超滤膜堆的进水量、出水量和超滤膜堆的有效面积确定超滤膜堆 的膜通量,当超滤膜堆的膜通量不小于预设的膜通量阔值Jo、并且排出水抑为7.5~8.5时, 控制反冲洗单元和超声单元关闭。
[0071] 本发明在酸处理、碱处理W及反冲洗过程中采用超声波处理,在超声波的空穴作 用下,超滤膜堆10上的污染物不断释放并溶入溶液中,清洗效果好、清洗时间短,能够提高 化学清洗设备的使用率,减少建设费用。超声波的功率越大,运种空穴作用越大,清洗时间 短,但是能耗越高。为了在保证超声波处理效果的同时尽量降低超声波能耗,可W根据超滤 膜堆的污染物种类、膜通量和酸溶液或碱溶液浓度,确定超声波的功率。根据本发明的优选 实施例,酸处理信号包括:对酸溶液进行超声波处理的第一超声波功率;步骤Sl中向机械手 和超声单元发送酸处理信号之前进一步包括:根据超滤膜堆的污染物种类、初始膜通量Jl 和酸洗池中的酸溶液浓度,确定对酸洗池中超滤膜堆进行超声波处理的第一超声波功率 Pl;和/或,碱处理信号包括:对碱溶液中超滤膜堆进行超声波处理的第二超声波功率;步骤 S2中向机械手和超声单元发送碱处理信号之前进一步包括:根据超滤膜堆的污染物种类、 酸处理后的超滤膜堆膜通量J2和碱溶液浓度,确定第二超声波功率P2;和/或,反冲洗信号包 括:对水洗池中的超滤膜堆进行超声波处理的第=超声波功率;步骤S3之前进一步包括:根 据超滤膜堆的污染物种类和酸处理后的超滤膜堆膜通量J3,确定第=超声波功率P3。
[0072] 优选地,按照如下关系式确定第一超声波功率Pi、第二超声波功率P2和第=超声波 功率P3:
[0076] 式中,f为超声波频率,单位为:MHz。
[0077] 在酸处理过程中,随着浸泡时间的延长,超滤膜堆10上的污染物不断释放至酸溶 液中,使得酸溶液的pH发生改变。酸溶液的抑不同,对污染物的去除效果也不同,酸溶液pH 的改变也影响超声波的去污效果,为了保证酸处理过程的去污效果,可W根据酸溶液的pH 实时调整超声波的功率。根据本发明的优选实施例,步骤SI进一步包括:
[0078] 实时检测酸溶液的当前抑,确定酸溶液的当前抑与酸溶液初始抑之间的第一变化 量A抑1;
[0079] 根据第一超声波功率和第一变化量A P出,确定与酸溶液的当前pH对应的第一实 时超声波功率P/ ;
[0080] 将超声波单元的功率调整至第一实时超声波功率P/。
[0081] 在碱处理过程中,随着浸泡时间的延长,超滤膜堆10上的污染物不断释放至碱溶 液中,使得碱溶液的pH发生改变。碱溶液的抑不同,对污染物的去除效果也不同,碱溶液pH 的改变也影响超声波的去污效果,为了保证碱处理过程的去污效果,可W根据碱溶液的pH 实时调整超声波的功率。根据本发明的优选实施例,步骤S2进一步包括:
[0082] 实时检测碱溶液的当前抑,确定碱溶液的当前抑与碱溶液初始抑之间的第二变化 量A P出;
[0083] 根据第二超声波功率和第二变化量A P此,确定与碱溶液的当前pH对应的第二实 时超声波功率;
[0084] 将超声波单元的功率调整至第二实时超声波功率Pg/。
[0085] 优选地,按照如下关系式确定第一实时超声波功率和第二实时超声波功率P3:
[0087] 式中,P出为酸溶液初始pH,P出为碱溶液初始抑。
[0088] 酸洗池中的酸溶液、碱洗池中的碱溶液可W反复利用,在离线
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