一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法

文档序号:177842 发布日期:2021-11-02 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法 (Online automatic cleaning system and method for ultrafiltration membrane equipment ) 是由 陈泉学 于 2021-07-01 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法,本发明的自动清洗方法通过对累计工作时长和跨膜压差作为判定启动条件,能够尽可能地在超滤膜设备需要进行清洗的情况下进行自动清洗,通过自动配置清洗药剂、循环清洗、浸泡、排污、补水冲洗进行清洗操作,清洗完毕后根据剩余清洗药剂的pH值作为判定条件,判断是否进行必要的步骤重复,清洗方法简单合理,能够完全替代人工,所述清洗系统包括控制模块以及必要的阀门、计量泵和pH计等设备,可以全程自动化进行信息反馈和动作执行,智能化程度高,具有良好的应用前景。(The invention provides an on-line automatic cleaning system and method of ultrafiltration membrane equipment, the automatic cleaning method of the invention can carry out automatic cleaning under the condition that the ultrafiltration membrane equipment needs cleaning as much as possible by taking accumulated working time and transmembrane pressure difference as judgment starting conditions, cleaning operation is carried out by automatically configuring cleaning agents, circularly cleaning, soaking, draining and water replenishing flushing, and whether necessary steps are repeated or not is judged by taking the pH value of the residual cleaning agents as the judgment conditions after cleaning is finished.)

一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法

技术领域

本发明涉及超滤膜设备技术领域,尤其涉及一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法。

背景技术

超滤膜设备在运行过程中,通过一定的压力驱动膜系统进行过滤工作,随着超滤膜设备的持续过滤,膜组件会逐渐产生污染堵塞,进而导致产水量逐渐下降,通常情况下,为了保证膜组件的正常运行,会在停机后对超滤膜设备进行清洗处理,一般是采用化学药剂进行清洗然后配合正洗和反冲操作,使污染物被排出,而清洗操作的整体流程为人工操作,一方面,需要人工对超滤膜设备进行拆卸和清洗操作,另一方面,人工配置洗涤药剂的过程操作风险较高,且人工清洗难以进行良好的质量把控,种种原因集合在一起导致超滤膜设备的清洗效果较差,且效率低下。

发明内容

有鉴于此,本发明提出了一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供了一种超滤膜设备的在线自动清洗方法,所述方法包括如下步骤:

步骤S1、系统判断跨膜压差是否超出预设值,或者超滤膜设备的累积工作时长是否超出预设时长,若均为超出则维持超滤膜设备正常工作,若至少有一个超出预设参数,则进入步骤S2;

步骤S2、暂停超滤膜设备的正常运行,系统配置清洗药剂,将清洗药剂泵送至超滤膜设备中,循环清洗一定时间后,停止泵送,并保持清洗药剂在超滤膜设备中,浸泡处理一定时间;

步骤S3、排出超滤膜设备中的清洗药剂,根据排出的清洗药剂量向原配置清洗药剂中加入等量清水进行补充,补充完毕,用补充后的清洗药剂并对超滤膜设备内部进行冲洗;

步骤S4、判断剩余清洗药剂的pH值是否在预设范围内,若是则冲洗完毕,若否则继续执行步骤S3。

在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S1中,跨膜压差△P=[(P+P)/2]-P,其中所述P为超滤膜设备的进水口的水压,P为超滤膜设备的浓水口的水压,P是超滤膜设备的出水口的水压,通过在超滤膜设备的进水口、出水口以及浓水口处设置压力传感器获得相关参数。

在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S2中,系统配置清洗药剂的方法包括:向固定容器内加入定量的水,然后通过计量泵向固定容器内加入有效成分并搅拌均匀,直至所得清洗药剂的pH值达到预设要求,停止有效成分的加入。

在以上技术方案的基础上,优选的,在步骤S3之前,步骤S2之后,重复步骤S2至少1次。

在以上技术方案的基础上,优选的,还包括,在第一次重复步骤S2之前,检测清洗药剂的pH值是否达到预设要求,若否,则向固定容器内加入有效成分,若是则直接重复步骤S2。

更进一步优选的,在步骤S4之前,步骤S3之后,重复步骤S3至少2次。

在以上技术方案的基础上,优选的,所述清洗药剂为酸性药剂,步骤S2中,配置清洗药剂的pH值为1.9-2.1。

在以上技术方案的基础上,优选的,还包括步骤S5:重复步骤S2-S4,步骤S5中清洗药剂为碱性药剂,配置清洗药剂的pH值为11.9-12.1。

在以上技术方案的基础上,优选的,步骤S4中,pH的预设范围是6.8-7.2。

本发明还提供一种滑槽滤膜设备的在线自动清洗系统,包括进水阀门、出水阀门、浓水阀门、控制模块、药箱、计量泵和pH计,所述pH计安装在药箱内,pH计、计量泵、进水阀门和出水阀门均与控制模块信号连接,计量泵的出水口与药箱相互连通,计量泵的进水口选择性地与药箱通过进水阀门与超滤膜设备的进水口相互连通,超滤膜设备的出水口通过出水阀门与药箱相互连通,超滤膜设备的浓水口通过浓水阀门与排污管管道相互连通。

在以上技术方案的基础上,优选的,还包括网关、信号基站和终端,所述控制模块通过网关与信号基站信号连接,终端与基站信号连接,通过终端对控制模块的参数进行调整。

在以上技术方案的基础上,优选的,所述终端包括服务器、PC终端和移动终端。

本发明的超滤膜设备的在线自动清洗系统及方法相对于现有技术具有以下有益效果:

(1)本发明提供了一种超滤膜设备的在线自动清洗系统及对应的清洗方法,通过该方法可以实现超滤膜设备在线自动清洗,系统自动判断超滤膜设备是否需要清洗,然后调用对应的模块设备进行对应的清洗工作准备以及清洗,自动配置的清洗药剂分别采用循环清洗和冲洗、浸泡、排药和冲洗的方式进行,能够对超滤膜设备内的污堵起到良好的清洁排除的作用;

(2)本发明分别采用酸洗和碱洗的方式,能够有效清除超滤膜设备内的有机和无机污染物,自动化配药和条件检测的方式,使本发明的清洗方法自动化程度高,且清洗的效果好,清洗完全彻底,能够良好地替代人工操作;

(3)本发明的清洗系统还能够实现人工远程监测和条件控制,具有一定的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明超滤膜设备的在线自动清洗方法的流程图;

图2为本发明超滤膜设备的在线自动清洗系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。

由于超滤膜设备在长期使用过程中会存在污染堵塞的问题,因此为了让超滤膜设备能够长期稳定地运行下去,需要设置自动化的清洗系统,这样,超滤膜设备在长期的运行过程中,能够始终保持超滤膜设备的性能符合要求,同时省去了人工清洗的成本,降低了清洗难度。

常规操作通常是人工对超滤膜设备进行清洗,将超滤膜设备拆除后,根据需要配置对应的清洗药剂,然后对超滤膜进行浸泡、冲洗和反洗等操作,操作异常繁琐,且需要单独的清洗设备进行辅助。

如图1所示,本发明的清洗方法包括:

步骤S1、判断跨膜压差是否超出预设值,或者超滤膜设备的累积工作时长是否超出预设时长,若均未超出则维持超滤膜设备正常工作,若至少有一个超出预设参数,则进入步骤S2;

步骤S2、暂停超滤膜设备的正常运行,系统配置清洗药剂,将清洗药剂泵送至超滤膜设备中,循环清洗一定时间后,停止泵送,并保持清洗药剂在超滤膜设备中,浸泡处理一定时间;

步骤S3、排出超滤膜设备中的清洗药剂,根据排出的清洗药剂量向原配置清洗药剂中加入等量清水进行补充,补充完毕,用补充后的清洗药剂并对超滤膜设备内部进行冲洗;

步骤S4、判断剩余清洗药剂的pH值是否在预设范围内,若是则冲洗完毕,若否则继续执行步骤S3。

通常情况下,超滤膜设别在经过一段时间的工作后,膜组件的表面出现大量的污染物堆积,从而影响了膜通量,最终会导致膜两侧的压差较大,因此为了准确识别超滤膜组件是否需要进行清洗操作,本发明采用对跨膜压差进行监控的方式进行判断,同时也对超滤膜设备的累积工作时长进行监测,从而保证超滤膜设备能够及时被清洗,以上方案中所述的累积工作时长一般情况下是指距离最近一次被清洗后的累积工作时长,若超滤膜设备为新设备,则累积工作时长为开始工作的累积工作时长。

一般情况下,预设时长为90天,跨膜压差的预设值为0.15MPa,。

在以上技术方案中,步骤S2的一种可实施具体步骤包括:系统自动配置清洗药剂,并将清洗药剂通过超滤膜设备的进水口通入,出水口将清洗药剂排出并与原始清洗药剂混合,循环清洗,循环清洗时间为40min,循环清洗完毕后,关闭超滤膜设备的进水口和出水口,保持清洗药剂在超滤膜设备中,浸泡处理30min。

以上技术方案中,系统自动配置清洗药剂的方法包括:想固定容器内加入定量的水,然后通过计量泵向固定容器内加入有效成分并搅拌均匀得到清洗药剂,监测清洗药剂的pH值,判断是否达到预设要求,未达到则继续加有效成分,已达到则停止有效成分的加入。

以上配置方法中,水的量根据超滤膜设备的容积进行预设,通过将清洗药剂配置在一个固定容器中,从而可以实现对超滤膜设备的循环清洗,便于对清洗药剂进行统一管理。

通过步骤S2,可以对超滤膜设备中附着于膜表面的污染物进行清洗,应当理解的是,在循环清洗的过程中超滤膜设备的浓水口需要关闭。

步骤S3中,排出超滤膜设备中的清洗药剂的方法是通过打开超滤膜设备的浓水口,从而排出膜进水一侧的污染物,步骤S2中,通过循环清洗的方式能够让清洗药剂进入到膜内侧,从而对附着在膜孔内的污染物与清洗药剂充分接触,达到清洗的目的。

为了提高清洗的效果,步骤S3之前,步骤S2之后,重复步骤S2至少1次,重复的次数可以通过改变系统预设参数进行实现,通过重复进行循环清洗和浸泡,可以进一步提高清洗的效果。

为了保证以上循环清洗的药剂仍然具有良好的有效性,需要考虑在重复步骤S2之前,检测清洗药剂的pH值是否达到预设要求,如果未达到,则向固定容器内加入有效成分,若否则直接重复步骤S2。

通过上述操作,可以对消耗的有效成分进行补充,从而保证下一次重复清洗循环和浸泡之前,清洗药剂仍然具有良好的清洗效果。

在具体实施方式中,步骤S4之前,步骤S3之后,再重复执行步骤S3至少2次,通过两次的排药、加水和冲洗,可以尽可能排出超滤膜设备中残余的污染物,同时可以对残余的清洗药剂进行冲洗,配合步骤S4,可以起到一个判断的作用,根据残余的清洗药剂的量,可以判断药剂的排除是否完全,根据药剂的排除完全与否去进行对应次数的冲洗,进一步提高了清洗的效果。

在具体实施方式中,由于对超滤膜设备的污染堵塞的物质一般为无机物,因此可以采用酸洗的方式对其进行清除,故采用的清洗药剂优选的先采用酸性药剂,而对应的清洗药剂的pH值应该控制在1.9-2.1,优选的应该控制在2。

为了进一步提高清洗的效果,还包括步骤S5,步骤S5为重复步骤S2-S4,但是步骤S5中所用的清洗药剂用碱性药剂替代,并将清洗药剂的pH控制的目标值改为11.9-12.1。

具体的,步骤S5中也可以重复循环进行对应的步骤S2和对应的步骤S3。

在酸性药剂清洗后,采用碱性药剂进行清洗们可以对有机污染物进行清理,避免有机污染物与无机污染物结合时无法有效清洗。

在具体实施方式中,本申请中采用自动化清洗,因此需要对清洗的终止条件进行设定,从而可以准确判断是否可以进行清洗终止操作,具体的,本申请中采用的方法是,将剩余的清洗药剂进行pH值检测,判断经过排放以及清水稀释后,剩余的清洗药剂是否达到中性,也就是说清洗药剂的有效成分是否基本用完,如此判断可以避免清洗药剂使用不完全,同时由于污染物对清洗药剂的消耗,外加清洗过程中对废气的清洗药剂的排放,必然会导致清洗药剂的pH趋近中性,而当清洗的足够完全时,其越趋近于中性,而预设的pH值范围是6.8-7.2则更加合理。

在具体实施方式中,本申请还提供了一种超滤膜设备的在线自动清洗系统,如图2所示,具体包括进水阀门、出水阀门、浓水阀门、控制模块、药箱、计量泵和pH计,所述pH计安装在药箱内,pH计、计量泵、进水阀门和出水阀门均与控制模块信号连接,计量泵的出水口与药箱相互连通,计量泵的进水口选择性地与药箱通过进水阀门与超滤膜设备的进水口相互连通,超滤膜设备的出水口通过出水阀门与药箱相互连通,超滤膜设备的浓水口通过浓水阀门与排污管管道相互连通。

以上实施方式中,进水阀门和出水阀门分贝对超滤膜设备的进水口和出水口进行开闭控制,而超滤膜设备的浓水口则通过设置单独的浓水阀门进行控制,计量泵用于计量排往药箱的管道中液体的量,便于进行清洗药剂的配置,计量泵的进口处可以根据实际需要连通不同的原料管道,药箱用于暂存配置好的药剂,pH计则用于检测药箱内的清洗药剂的pH值,控制模块用于存储预设的参数并对各个模块进行控制,具体的,包括计量泵的工作启停、控制进水阀门、出水阀门和浓水阀门的开闭等。

在具体实施方式中,还包括网关、信号基站和终端,所述控制模块通过网关与信号基站信号连接,终端与基站信号连接,通过终端对控制模块的参数进行调整。

以上实施方式中,通过终端可以与控制模块通信,并对控制模块内的参数进行修改,从而使本发明的超滤膜设备的在线自动清洗系统更加智能化,便于进行远程控制和监测。

在具体实施方式中,应当理解的是还包括压力传感器,所述压力传感器安装在超滤膜设备的膜腔内,用于监测进水口、出水口和浓水口的压力,从而输出参数至控制模块,便于控制模块进行判断是否需要进行自动清洗。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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