專利名稱：利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)，特別是一種利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝。
背景技術(shù)：
在海水(其自然溫度為-2℃-30℃)淡化的操作中，在膜裝置內(nèi)會(huì)出現(xiàn)所謂的濃度偏集(Concentration polarization)和進(jìn)料一側(cè)膜表面的結(jié)垢現(xiàn)象。濃度偏集現(xiàn)象與流通量、膜兩側(cè)的壓力(TMP)狀況、錯(cuò)流速度和所處的流動(dòng)區(qū)域(滯流或湍流)有密切的關(guān)系。高度的濃度偏集現(xiàn)象會(huì)增加結(jié)垢的趨勢(shì)，而污垢的構(gòu)型又與所沉積的物料種類和操作條件有關(guān)。結(jié)垢的后果會(huì)使流通量變小，甚至為零。
減少或防止上述現(xiàn)象的方法之一是對(duì)膜壁的滯流邊界進(jìn)行擾動(dòng)，例如1、在平板式的膜單元中，插入螺旋管以產(chǎn)生旋渦的二次流(secondary flow)。二次流會(huì)擾動(dòng)膜壁的滯流邊界層，且會(huì)減小濃度偏集現(xiàn)象，從而減少膜壁的結(jié)垢；2、采用螺旋式的中空纖維膜件，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的二次流，作用同上；3、在膜單元中，插入螺旋式擋板，以增加流體的湍動(dòng)，作用同上；4、在膜的進(jìn)料一側(cè)噴射空氣。環(huán)繞氣泡的二次流，能增進(jìn)流體的混合，且會(huì)削弱濃度偏集現(xiàn)象，從而減小結(jié)垢。
反沖，是廣泛使用于微濾和超濾單元的另一種防止、減小或清除結(jié)垢的方法。反沖用的介質(zhì)可以是透過(guò)液、水或空氣，有時(shí)還可添加化學(xué)品。反沖的方式則有程序式反沖、錯(cuò)流反沖和高頻脈動(dòng)反沖等。周期性的在線反沖，會(huì)削弱濃度偏集的邊界層，從而減小結(jié)垢。對(duì)于已結(jié)垢的膜壁，非在線的反沖會(huì)引起濾餅的膨脹，繼而脫落并被流體帶走。
在上述現(xiàn)有的方法中，對(duì)于滯流邊界層的擾動(dòng)以及由此帶來(lái)的防止結(jié)垢作用不甚明顯；眾多的反沖方法缺乏在線操作的可能性；添加化學(xué)品的方式會(huì)帶來(lái)后續(xù)工藝的復(fù)雜性；上述方法很難脫除污垢中的膠體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種具有操作簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗低、能增加微濾單元的產(chǎn)水能力等特點(diǎn)的利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝。
本發(fā)明的利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝包括在0-35℃的溫度下，在海水淡化膜的膜管外側(cè)放置數(shù)個(gè)超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的38-42KHZ的超聲波的作用下，使海水中產(chǎn)生密集的微型氣泡，這種微型氣泡在進(jìn)料一側(cè)的膜表面破裂，既造成對(duì)滯流邊界層的擾動(dòng)，從而減少污垢的生成(連續(xù)式超聲波的在線操作)，亦可清除膜表面的污垢(間歇式超聲波的非在線操作)。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其孔徑為0.1μm-10μm。
所述超聲波發(fā)生器系昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號(hào)為KQ-500DB。
所述除垢時(shí)間為25±5分鐘。
所述超聲波發(fā)生器探頭應(yīng)緊靠膜管外壁，探頭個(gè)數(shù)可為5-15個(gè)。
所述海水在金屬膜單元中的流速為1-10米/秒。
所述被處理海水的PH值為0-14。
本發(fā)明的利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝具有如下特點(diǎn)1、采用超聲波的在線和非在線的相并操作。
2、在線操作能減少膜表面污垢的生成，從而使膜過(guò)濾的持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)了3-4倍。
3、非在線操作能清除膜表面的污垢，包括其中的膠體，使膜回復(fù)到初始狀態(tài)。
4、操作簡(jiǎn)單。
5、動(dòng)力消耗低。
6、能增加微濾單元的產(chǎn)水能力。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝，它包括在24℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管的管壁外側(cè)放置12個(gè)超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的聲波頻率為40KHZ的超聲波的作用下，經(jīng)超聲波作用25分鐘之后，膜進(jìn)料一側(cè)表面的污垢即已脫落。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其膜孔徑為0.5μm；海水在膜單元中的流速為4.5米/秒。
所述超聲波發(fā)生器系昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號(hào)為KQ-500DB。
實(shí)施例2一種利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝，它包括在5℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管的管壁外側(cè)放置6個(gè)超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的聲波頻率為40KHZ的超聲波的作用下，經(jīng)超聲波作用25分鐘之后，膜進(jìn)料一側(cè)表面的污垢即已脫落。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其膜孔徑為5μm；海水在膜單元中的流速為8米/秒。
權(quán)利要求
1.一種利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝，其特征是包括在0-35℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管壁外側(cè)放置數(shù)個(gè)超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的38-42KHZ的超聲波的作用下，使海水中產(chǎn)生密集的微型氣泡，這種微型氣泡在進(jìn)料一側(cè)的膜表面破裂，造成對(duì)滯流邊界層的擾動(dòng)，即可減少污垢的生成或清除膜表面的污垢。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述海水淡化膜為金屬膜，其孔徑為0.1μm-10μm。
3.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述超聲波發(fā)生器為昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號(hào)為KQ-500DB。
4.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述超聲波探頭數(shù)為5-15個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是海水在金屬膜單元中的流速為1-10米/秒。
6.如權(quán)利要求1所述的除垢技術(shù)，其特征是被處理海水的PH值為0-14。
7.如權(quán)利要求1所述的除垢技術(shù)，其特征是清除膜表面的污垢所用除垢時(shí)間為25±5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明為一種利用超聲波去除海水淡化過(guò)濾膜上污垢的工藝。即將超聲波發(fā)生器探頭置于海水淡化微濾膜的膜管外側(cè)，經(jīng)高頻聲波作用，沉積于進(jìn)料一側(cè)膜表面的膠體和其它固體，即可由松動(dòng)而脫落，從而維持微濾單元極高的流通量。本發(fā)明的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定操作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能方便地除去沉積于膜表面的污垢；如采用在線操作，則能明顯地減少結(jié)垢的趨勢(shì)。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1511624SQ0215905
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者蔡躍明, 閻勇, 盧天雄, 陳建華 申請(qǐng)人:蔡躍明