專(zhuān)利名稱(chēng)：反洗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜滲濾系統(tǒng)，尤其涉及這種系統(tǒng)的反洗。
背景技術(shù)：
多孔薄膜滲濾系統(tǒng)需要薄膜的規(guī)則反洗，以維持滲濾效率和流量，同時(shí)減少可透性膜壓(TMP)，當(dāng)薄膜孔由雜質(zhì)堵塞時(shí)該可透性膜壓升高。這種系統(tǒng)通常具有位于子晶箱中為成束或陣列薄膜形式的多個(gè)薄膜。從而子晶施加到薄膜表面并且濾液從薄膜腔中收回。典型地，在反洗循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)入子晶箱或單元的氣體、液體或兩者將雜質(zhì)從薄膜孔中沖出。包含來(lái)自薄膜的雜質(zhì)和沉積物的液體隨后從箱中排泄或沖洗。
從箱中排出的廢液通常需要以環(huán)境安全的方式解決或再處理，因此這種廢液量的任何減少都視為在環(huán)境影響和成本方面有益。
箱的排泄或沖洗-特別是當(dāng)使用大的陣列的薄膜時(shí)-也需要時(shí)間，這導(dǎo)致滲濾循環(huán)的停歇。為了減少該停歇，需要大的泵系統(tǒng)來(lái)快速排泄和再充滿箱。在箱或單元成排布置并且使用子晶(feed)來(lái)再充滿箱的地方，在再充滿過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生在其它單元中的液位下降。這再次沖擊滲濾系統(tǒng)的操作效率。
反洗量的減少也減少了在一些系統(tǒng)中需要的化學(xué)清洗劑的量。這具有在化學(xué)需求方面減少成本的雙重優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也減少了廢物處理問(wèn)題。
許多滲濾系統(tǒng)也采用氣泡通風(fēng)方式來(lái)幫助在清洗階段中從多孔薄膜的表面沖刷不需要的沉積物。為了這種通風(fēng)有效，薄膜必須完全浸入液體中。
一般在這種系統(tǒng)中的清洗過(guò)程包括停止子晶液體流動(dòng)到放置薄膜的容器中，持續(xù)滲濾過(guò)程直到箱內(nèi)的液位到達(dá)薄膜頂部為止，用氣泡通風(fēng)薄膜以便在一段時(shí)間內(nèi)從外薄膜表面沖刷雜質(zhì)，然后液體反洗薄膜孔。然后箱排泄或沖洗，以便去除包含在通風(fēng)和反洗過(guò)程中分出雜質(zhì)的廢液。
將會(huì)理解到必須保持薄膜浸沒(méi)，以便使得通風(fēng)步驟有效。在通風(fēng)步驟結(jié)束時(shí)添加液體反洗致使箱中的液位升高到薄膜以上。在保持薄膜浸沒(méi)需求方面這是“廢物量”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求克服或至少改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)和其它缺點(diǎn)。
根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種反洗薄膜滲濾模塊的方法，所述模塊包括放置在包含子晶的容器中的一個(gè)或多個(gè)薄膜，該薄膜具有經(jīng)受滲濾操作的滲透壁，其中包含污染物質(zhì)的子晶施加到薄膜壁的一側(cè)上并且濾液從薄膜壁的另一側(cè)收回，該方法包括a)從包含子晶的容器中去除液體，直到包含子晶的容器中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面為止；b)中止?jié)B濾操作；c)執(zhí)行薄膜壁的液體反洗，直到包含子晶的容器中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二預(yù)定水平面為止；d)用氣泡通風(fēng)薄膜表面，以便從其分離出污垢材料；e)執(zhí)行包含子晶的容器的清掃或下排，以便去除包含分出污染物質(zhì)的液體；以及f)再次開(kāi)始滲濾操作。
優(yōu)選地，選擇第二預(yù)定水平面使得在通風(fēng)步驟中液位至少升高到薄膜的上水平面。優(yōu)選地，在去除步驟a)之前中止子晶流動(dòng)進(jìn)入包含子晶的容器。出于優(yōu)選，完全或部分通過(guò)滲濾過(guò)程獲得液體的去除。優(yōu)選地，在加壓滲濾系統(tǒng)中，在滲濾過(guò)程中采用加壓氣體，以便在去除步驟a)的過(guò)程中從子晶側(cè)推動(dòng)液體通過(guò)可滲透薄膜壁。通風(fēng)步驟可以在液體去除步驟之前開(kāi)始并且持續(xù)到清掃或下排步驟e)為止。
該處理具有減少反洗量的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，不是過(guò)濾停歇到需要液位，而是能夠排泄或泵吸走在包含子晶的容器中的液體，以獲得相同的結(jié)果。這具有在過(guò)濾停歇步驟中增加薄膜流量的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠快速完成以減少過(guò)濾停歇時(shí)間。排泄的子晶可以返回到滲濾工廠的進(jìn)口，以便不浪費(fèi)，或者傳送到平行操作的其它箱中。
在替換的方法中，可以通過(guò)改變?yōu)V液流動(dòng)完成滲濾步驟；當(dāng)液位沿薄膜下降時(shí)，該流動(dòng)調(diào)節(jié)到維持恒定的可透性膜壓(TMP)。
在液體去除步驟中可以監(jiān)控該TMP，并且用于確定何時(shí)液位已經(jīng)降到薄膜頂部以下或者液位已經(jīng)下降到薄膜上的水平面以下多少。如下是可能的因?yàn)樵蕉啾∧け┞叮瑵B濾面積越少，并且TMP將增加。TMP也將由于如下事實(shí)而增加多數(shù)濾液流動(dòng)沿著腔行進(jìn)較遠(yuǎn)，因此增加了腔壓下降(假定流動(dòng)保持恒定并且濾液從薄膜腔的上端收回)。因此，在開(kāi)始液體反洗步驟以前，TMP的改變可以用于監(jiān)控子晶箱中的液位。這也可以用于調(diào)節(jié)濾液流動(dòng)并且維持恒定的TMP，因而避免在剩余濾液區(qū)域上流量的顯著改變。可替換地，這種方法能夠用于控制TMP到任何期望的預(yù)定水平，例如可以期望下降在包含子晶的箱中的液位，保持TMP處在最大允許的TMP，假定85kPa。


現(xiàn)在僅僅以實(shí)例的方式參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1a到1e示出處在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反洗過(guò)程的不同階段的薄膜模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1a到1e，描述了本發(fā)明的示意實(shí)施例。滲濾模塊4安裝在包含要被過(guò)濾的子晶的外殼容器3內(nèi)。滲濾模塊8包含在上和下端板6和7之間相應(yīng)延伸的一束或成束的空心纖維薄膜5。下端板7提供有與纖維束內(nèi)部和進(jìn)口端口10相通的多個(gè)開(kāi)口9。子晶在閥AV1的控制下通過(guò)端口11供應(yīng)。
滲透液/濾液通過(guò)腔12和線13收回。液體反洗也可以通過(guò)線13進(jìn)行施加。
圖1a示出處在正常滲濾操作中的模塊，其中容器3中的液位處在覆蓋上端板6的L1處。當(dāng)反洗階段將要開(kāi)始時(shí)，在該實(shí)施例中，通過(guò)關(guān)閉閥AV1停止子晶的流動(dòng)。濾液通過(guò)纖維腔和腔12和線13連續(xù)被收回。如圖1b所示，在容器3中的液位下落到液面L2。
一旦到達(dá)液面L2，經(jīng)由線13通過(guò)纖維腔和壁將液體流回而開(kāi)始液體反洗。這導(dǎo)致液位再次在容器內(nèi)升高到如圖1c所示的L1。如圖1d中所示，通過(guò)端口10和開(kāi)口9送進(jìn)氣體而隨后開(kāi)始通風(fēng)步驟。在另一實(shí)施例中，由液體反洗造成的液位可以正好低于水平面L1，藉此在通風(fēng)步驟過(guò)程中到達(dá)水平面L1，同時(shí)作為在液體中存在氣泡的結(jié)果，液位進(jìn)一步上升。在液體反洗過(guò)程中通過(guò)開(kāi)始通風(fēng)步驟可以獲得類(lèi)似的結(jié)果。
一旦通風(fēng)步驟完成，如圖1e所示容器清掃或排泄，以便去除積累在容器液體中的分出廢料。緊跟該步驟，通過(guò)打開(kāi)閥AV1子晶再次引入容器中并且滲濾再次開(kāi)始。
盡管該實(shí)施例涉及垂直定位薄膜，但是將會(huì)理解到本發(fā)明不限于這種定位并且薄膜可以以任何期望的位置或構(gòu)造進(jìn)行定位。
將會(huì)理解到本發(fā)明可以同時(shí)應(yīng)用到加壓系統(tǒng)以及包含子晶的容器向大氣敞開(kāi)的不加壓系統(tǒng)。
將會(huì)理解到在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，各種實(shí)施例和示例將會(huì)是可能的。
權(quán)利要求
1.一種反洗薄膜滲濾模塊的方法，所述模塊包括放置在包含子晶的容器中的一個(gè)或多個(gè)薄膜，該薄膜具有經(jīng)受滲濾操作的可滲透壁，其中包含污染物質(zhì)的子晶施加到薄膜壁的一側(cè)上并且濾液從薄膜壁的另一側(cè)收回，該方法包括a)從包含子晶的容器中去除液體，直到包含子晶的容器中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面為止；b)中止?jié)B濾操作；c)執(zhí)行薄膜壁的液體反洗，直到包含子晶的容器中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二預(yù)定水平面為止；d)用氣泡通風(fēng)薄膜表面，以便從其分離出污垢材料；e)執(zhí)行包含子晶的容器的清掃或下排，以便去除包含分出污染物質(zhì)的液體；以及f)再次開(kāi)始滲濾操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括選擇第二預(yù)定水平面使得在通風(fēng)步驟中液位至少升高到薄膜的上水平面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在去除步驟a)之前中止子晶流動(dòng)進(jìn)入包含子晶的容器。
4.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，通風(fēng)步驟在液體去除步驟之前開(kāi)始并且持續(xù)到清掃或下排步驟e)為止。
5.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，完全或部分通過(guò)滲濾過(guò)程獲得液體的去除。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，包括施加加壓氣體到在薄膜壁的所述一側(cè)上的液體，以便在滲濾過(guò)程中推動(dòng)液體通過(guò)薄膜壁。
7.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)下排在包含子晶的箱中的液體而獲得液體的去除。
8.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)從包含子晶的箱中泵吸走液體而獲得液體的去除。
9.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括當(dāng)滲濾再開(kāi)始時(shí)將去除的液體返回包含子晶的容器中的步驟。
10.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括將去除的液體返回進(jìn)一步滲濾系統(tǒng)的包含子晶的容器中的步驟。
11.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括如下步驟當(dāng)在包含子晶的容器中液位減小時(shí)，改變來(lái)自薄膜的濾液流動(dòng)以維持橫過(guò)所述薄膜的基本恒定的可透性膜壓(TMP)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，可透性膜壓維持在或低于預(yù)定值。
13.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括如下步驟監(jiān)控橫過(guò)所述薄膜的可透性膜壓，以便確定在所述包含子晶的容器中的液位。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在去除步驟a)的過(guò)程中執(zhí)行所述監(jiān)控步驟。
全文摘要
一種反洗薄膜滲濾模塊(4)的方法，所述模塊(4)包括放置在包含子晶的容器(3)中的一個(gè)或多個(gè)薄膜(5)，該薄膜(5)具有經(jīng)受滲濾操作的可滲透壁，其中包含污染物質(zhì)的子晶施加到薄膜壁的一側(cè)上并且濾液從薄膜壁的另一側(cè)收回，該方法包括從包含子晶的容器(3)中去除液體，直到包含子晶的容器(3)中液位下降到在薄膜的上水平面以下的第一水平面(L2)為止；中止?jié)B濾操作；執(zhí)行薄膜壁的液體反洗，直到包含子晶的容器(3)中的液位升高到在所述第一水平面以上的第二預(yù)定水平面(L1)為止；用氣泡通風(fēng)薄膜表面，以便從其分離出污垢材料；執(zhí)行包含子晶的容器(3)的清掃或下排，以便去除包含分出污染物質(zhì)的液體；以及再次開(kāi)始滲濾操作。
文檔編號(hào)B01D65/00GK1842364SQ200480024762
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者W·T·約翰遜, T·W·貝克, 查富芳, H·A·拉扎萊德斯, 曹治毅 申請(qǐng)人:美國(guó)廢水過(guò)濾集團(tuán)公司