一种外压中空纤维膜分离装置运行方法 【技术领域】
本发明涉及一种膜分离技术，尤其涉及一种外压中空纤维膜分离装置的运行方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对饮用水的要求不断提高，所谓的纯净水、太空水或净化水已进入人们的日常生活。而且，生产和工业用水，如生化、医药、食品、调料等领域对水的净化度要求也越来越高。近年来人们开发研制的微滤和超滤膜技术用于水质的净化，正适应了这种需要，并且取得了良好的实际效果。其中尤以外压中空纤维膜使用得最多。这是因为外压中空纤维膜(以下简称膜)具有单位体积内装填膜的面积最大，可去除原水中的藻类，微生物和胶体物质等多种悬浮物，并且净化纯度高等优点。但在实际应用中，膜的内腔、孔隙及外壁由于各种悬浮物的滞留、淤积而使膜的透水通量迅速下降，甚至堵塞而不能正常工作。因此对膜的清洗是膜应用技术不可缺少重要组成部分。
申请人已经就膜清洗技术申请了多件专利，其中一件是“外压中空纤维膜分离装置及其使用方法”(公开号为CN1333080A)。该项申请主要在膜组件的结构和水流线路设计方面作了重要改进，很好地解决了膜的在线高效清洗问题。但它仍存在着不足：该膜装置中膜组件的外部管路设计尚不完善。另外一件是“中空纤维膜分离装置及其使用方法”(CN1347752A)。该项申请主要对膜装置中膜组件的外部管路设计进行了完善，设计了化学清洗回路和反洗回路。
在CN1347752A中公开的清洗方法为：第一清洗状态：压缩空气与水同时对膜组件进行清洗，也即进行气水双洗。在上述清洗状态，气进行正洗，水反洗，根据需要加入氧化剂等化学药物。第二清洗状态：大量反洗液对膜进行清洗。
上述清洗存在的缺点是：管路多，运行操作复杂。
另外，原工艺为反洗加药，由于药剂本身不洁净，污染膜的滤过液侧，因而影响产水水质，并且很难对药剂本身进行净化处理。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决上述提出地问题，提供一种运行操作简单、清洗效果好的膜分离装置运行方法。
本发明的另外一个目的是：提供一种不对滤过液造成污染的中空纤维膜分离装置运行方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种中空纤维膜分离装置系统的运行方法，包括：工作状态；气水双洗状态：将少量原液引入膜组件，对膜进行正洗，同时引入压缩空气对膜进行正洗。
本发明提供的第二种中空纤维膜分离装置系统的运行方法，包括：工作状态；气水双洗状态：将少量原液引入膜组件，对膜进行正洗，同时引入压缩空气对膜进行正洗。反洗状态：将反洗液引入膜组件，对膜进行反洗。
本发明提供的第三种中空纤维膜分离装置系统的运行方法，包括：工作状态；气水双洗状态：将少量原液引入膜组件，在原液进入膜组件前，向原液中加药，对膜进行正洗，同时引入压缩空气对膜进行正洗。反洗状态：将反洗液引入膜组件，对膜进行反洗。
通过本发明提供的外压中空膜组件的运行方法，可以实现如下效果：
1、运行操作简单，清洗效果好；
2、节省反洗液；
3、可以防止由于药剂本身不洁净而污染膜的滤过液侧，影响产水水质；
4、由于加入的氧化性药剂能杀菌和去除膜表面的有机物；加入的阻垢剂能除膜表面的无机物，通过两类药剂的共同作用，使膜通量得到有效恢复。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例的整体结构示意图；
图2是本发明第二实施例的整体结构示意图；
图3是本发明第三实施例的整体结构示意图；
图4是本发明控制清洗时原液流量的另外一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图及实施例进一步详细叙述本发明。
本发明的装置中设置有多个阀门，通过控制阀门的开闭对膜组件的运行及清洗、排污进行控制。附图中的阀门，如果按照种类，可以分为手动阀、自动阀(可以是气动或电动隔膜阀、蝶阀、球阀)。
如果按照功能或作用分，阀门1、1a是进口调压阀或调节阀；阀门11、11a称为进口自动阀；阀门2是出口调压阀或调节阀；阀门19称为出口自动阀；阀门4、5是切换阀，用于膜分离工作与化学清洗工作之间的转换；阀门6是工作泵进口阀门；阀门8、9是低位排放阀。阀门3为反洗调节阀，用于调节反洗液的流量大小；阀门15称为反洗自动阀；阀门7称为反洗泵进口阀；阀门12称为清洗排气阀；阀门13称为清洗排放阀；阀门14称为滤过液出口阀；阀门17称为进气阀；阀门18称为加药单向阀。
附图中P1、P2、P3为压力表，F1为流量计或流量传感器。
下面参照图1对本发明第一实施例膜分离装置运行方法进行详细说明。
如图1所示，本发明设计的膜组件分离装置中，膜组件21管接有多条管路。其直接管接的管路有：液体流入管路40，液体流出管路41，循环回流管路22，排污管路45、46、空气供应管路47等。液体流出管路41上还管接有化学清洗回流管路30和液体供应管路42。下面详细描述各管路与膜组件的连接关系。
其中，上述液体流入管路40管接在循环水槽28与膜组件21的下端口20之间，用于向膜组件提供液体。上述液体流入管路40上设置有工作泵进口手动阀门6、工作泵29、原水液量控制装置等部件。
液体流出管路管接41的一端管接于连接膜组件21的上端口23上，用于从膜组件末端排出液体；液体流出管路的另一端连接两个支路，一个支路是液体供应管路42，上述液体供应管路42与产水水槽25连接，用于将工作状态下经过膜组件过滤后的滤过液传送到产生水槽25中。另外一个支路是化学清洗回流管路30，上述化学清洗回流管路30与循环水槽28连接，用于在膜组件运行较长一段时间后进行化学清洗时，使含有化学药品的清洗液循环流动。上述化学清洗回流管路30上设置有用于进行切换的切换阀门5，上述液体供应管路42上设置有通过手动切换阀门4。在膜组件平常运行、清洗时阀门5关闭、阀门4打开。只有当膜组件运行1～5周后，对膜组件进行化学清洗时，才打开阀门5、关闭阀门4。
循环回流管路22管接在膜组件21的上侧口16与循环水槽28之间，该循环回流管路22上设置有自动控制阀19和手动控制阀2以及压力表，手动控制阀和压力表都是在系统初始运行时调节系统压力、出水量，进入自动控制后，只通过自动阀进行进行控制。
膜组件21的下端口20上还管接有用于供应压缩空气的空气供应管路47，压缩空气从空气储罐(图中未显示)通过气体流量计、阀门的控制，在清洗状态向膜组件供应空气。
在本发明中，液体流入管路40上设置的原水液量控制装置的一种实施方式是设置双进水管路44。如图1所示，双进水管路44包括设置有阀门1、11的第一进水管路和设置有阀门1a和11a的第二进水管路。上述双进水管路44的作用是：工作时两个进水管路都开放，在气水双洗状态下，关闭自动阀门11以关闭第一进水管路，从而实现将进水量降为工作流量的1/20至1/2。
另外，也可以如图4所示，不设置双进水管路，改为变频控制，通过变频器控制原水泵29的供水量，也可以控制气水双洗的清洗状态下使少量原水进入膜组件。
下面详细描述本发明第一实施例膜分离装置系统的运行步骤。
采用本发明如图1所示的膜分离装置，按下述工艺步骤进行运行：
1)工作状态：
接通液体流入管路40、液体流出管路41、液体供应管路42、循环回流管路22，其他管路关闭。循环水槽28中的原水在工作泵29的作用下，通过液体流入管路40进入到膜组件21中。通过膜组件的过滤，滤过液从膜组件的上端口23流出，通过液体流出管路41、液体供应管路42进入到产水槽25中。回流液通过循环回流管路22回流到循环水槽。工作时间为10-120分钟，最好为10～60分钟。
2)气水双洗状态：
关闭液体流出管路41以及连在其后面的管路，接通上排污管45，通过双进水管路44的控制或变频控制，使循环水槽28中的原水流出量为正常工作状态下的1/20至1/2。少量原水进入膜组件21对膜进行清洗，同时，压缩空气通过空气供应管路47进入到膜组件21对进行空气正洗。清洗时间为10-60秒。
3)排污状态：
使液体停止通过液体流入管路40进入膜组件，接通上、下排污管45、46，将膜组件中污水排出。时间为0～60秒。
4)回到工作状态
根据实际情况，当膜组件运行1～5周后，对膜组件进行化学清洗。
下面参照图2对本发明第二实施例膜分离装置进行详细说明。
如图2所示，与第一实施例膜分离装置不同的是，增加了反洗管路43。反洗管路43设置在上述液体流出管路41的末端管接两个支路以前的位置上，上述反洗管路43一端与液体流出管路41管接，另一端与产水水槽25进行管接，管路上设置有反洗泵24、反洗调节阀3、15。反洗管路用于在第二清洗状态向膜组件21供应反洗液。
下面详细描述本发明第二实施例膜分离装置系统的运行步骤。
采用本发明如图2所示的膜分离装置，按下述工艺步骤进行运行：
1)工作状态：
与实施例1相同，工作时间为10-60分钟。
2)气水双洗状态：
与实施例1相同，清洗时间为10-60秒。
3)反洗状态：
接通反洗管路43、液体流出管路41、排污管路45、46，关闭其他管路。产水水槽25中的反洗液在反洗泵24的作用下经过反洗管路43、液体流出管路41的一部分进入到膜组件21，对膜组件进行清洗。通过第一排污管路45、第二排污管路46进行排污。反洗时间为10-60秒。
4)排污状态：
使液体停止通过液体流入管路40进入膜组件，接通上、下排污管45、46，将膜组件中污水排出。时间为0～60秒。
5)回到工作状态
下面参照图3对本发明第三实施例膜分离装置进行详细说明。
如图3所示，与第二实施例膜分离装置不同的是，在液体流入管路40上设置加药阀门18，用于在气水双洗的清洗状态时，向原水中加药。这与现有技术加药阀门设置在反洗管路或液体流出管路上明显不同。现有技术的加药阀门是在气水双洗(气正洗、水反洗)的清洗状态通过加药阀门向反洗液中加药。本发明改进的好处是：不会污染膜组件的滤过液侧，不影响产生水质。
上述液体流如管路上可以设置两个加药口，相应地设置两个加药阀门，根据原水水质情况，可以分别或同时在气水双洗的清洗状态下加入氧化性药剂和阻垢剂。上述氧化性药剂可以是如次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等化学药品；上述阻垢剂可以是如商品阻垢剂、盐酸等化学药品。
下面详细描述本发明第三实施例膜分离装置系统的运行步骤。
采用本发明如图3所示的膜分离装置，按下述工艺步骤进行运行：
1)工作状态：
状态与实施例1相同，工作时间为10-60分钟。
2)气水双洗状态：
循环水槽28中的少量原水经过加药阀门时，化学药品进入到原水中。可以根据原水的水质加入氧化性药剂和/或阻垢剂，其他与实施例1相同，清洗时间为10-60秒。
3)反洗状态：
与实施例2相同，反洗时间为10-60秒。
4)排污状态：
使液体停止通过液体流入管路40进入膜组件，接通上、下排污管45、46，将膜组件中污水排出。时间为0～60秒。
5)回到工作状态。