專利名稱：一種味精廢水污染的反滲透膜的離線清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域，為一種味精廢水污染的反滲透膜的離線清洗裝 置，通過單支膜正洗、反洗及純水側(cè)加壓等新的理念，將反滲透系統(tǒng)中的污染徹底清除干 凈，并且本發(fā)明還可通過模擬現(xiàn)場產(chǎn)水情況對藥劑及反滲透膜性能進(jìn)行評價測試。
背景技術(shù)：
味精廢水中大部分有機(jī)污染物是可溶性小分子，容易造成膜組件的污堵，導(dǎo)致膜 工藝無法長周期穩(wěn)定運(yùn)行，為減輕膜組件的污染，就需要開發(fā)膜系統(tǒng)保運(yùn)技術(shù)，設(shè)計一套合 理的反滲透膜清洗裝置，保證反滲透工藝長周期穩(wěn)定運(yùn)行，徹底解決膜分離工程應(yīng)用過程 中的污堵問題。
目前離線清洗設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了很多成型產(chǎn)品，但往往只是針對系統(tǒng)幾組膜元件串 聯(lián)引起的清洗不便進(jìn)行的單只膜操作的改進(jìn)，這種清洗設(shè)備雖然適用于一般被污染的元件 的離線清洗，但對于一些特殊污染或是污染比較嚴(yán)重的膜元件，例如味精廢水等，往往無能 為力。此外，反滲透化學(xué)品的種類也是越來越繁雜，選用合適的阻垢劑產(chǎn)品是延長反滲透 膜元件壽命的基本保障，近年來因?yàn)樗巹┻x用不當(dāng)造成的膜元件污染的情況已經(jīng)普遍的出 現(xiàn)，已有成型的清洗設(shè)備，只能對當(dāng)時清洗后情況進(jìn)行簡單即時測試，不能為后期反滲透膜 的現(xiàn)場運(yùn)行提供合理化建議。所以，一種可以模擬現(xiàn)場實(shí)際工況的簡易的藥劑篩選實(shí)驗(yàn)裝 置及工業(yè)化清洗裝置的出現(xiàn)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，它主要由藥劑罐模塊單元A ；保安過濾器模塊單元B ；反 滲透膜模塊單元C ；自動控制模塊單元D等組成。藥劑罐模塊中有三個藥劑罐，可以裝填不 同清洗藥劑，針對不同情況采取不同藥劑進(jìn)行清洗。反滲透膜模塊中并聯(lián)若干個反滲透膜 容器，每只反滲透容器都可單獨(dú)進(jìn)行清洗、沖洗操作。自動控制模塊單元E中的PLC程序控 制器是整個試驗(yàn)裝置工藝流程時序關(guān)系和邏輯關(guān)系的信息處理中心，在試驗(yàn)裝置工藝管線 和電氣控制線路不變的情況下，通過修改PLC的運(yùn)行程序就可以調(diào)整模塊中設(shè)備的邏輯關(guān) 系和運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)采集到的各種運(yùn)行參數(shù)，給出清洗工藝的最佳流程和最佳方案。
本發(fā)明為一種味精廢水污染的反滲透膜的離線清洗裝置，其特征在于
裝置主體由以下模塊單元設(shè)備構(gòu)件結(jié)構(gòu)組成
藥劑罐模塊單元A 藥劑罐114、藥劑罐115、藥劑罐116、清水罐117、增壓泵110 ；
保安過濾器模塊單元B 保安過濾器201、高壓泵203 ；
反滲透膜模塊單元C 反滲透膜組件345、反滲透膜組件346、反滲透膜組件347、反 滲透膜組件348、反滲透膜組件349、反滲透膜組件350 ；
自動控制模塊單元D 工藝模塊控制401、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集409、PLC程序控制器405、 上位機(jī)406、組態(tài)程序407、數(shù)據(jù)分析408、藥劑罐模塊控制402、保安過濾器模塊控制403、反 滲透模塊控制404 ；
其中
藥劑罐模塊A單元，主要由藥劑罐、增壓泵、自動控制和管件閥門等組成。在藥劑 罐模塊A單元中泵、閥的啟動順序是由可編程序控制器自動實(shí)現(xiàn)的，通過在PLC控制程序中 輸入清洗時間和每個藥劑罐的清洗順利可以實(shí)現(xiàn)泵、閥啟停同步或切換。
保安過濾器模塊B單元，主要由保安過濾器、高壓泵、自動控制系統(tǒng)和閥門管件組 成。保安過濾器的過濾精度是5 μ m,截留藥劑摻入的細(xì)小顆粒，防止膜的損傷，濾芯的更換 要根據(jù)運(yùn)行時進(jìn)出口壓差大小來決定。
反滲透膜模塊C單元，主要由反滲透膜組件、自動控制系統(tǒng)、管閥件等組成。在該 單元中，不僅可以根據(jù)污染物進(jìn)行化學(xué)清洗，還可以對不能溶解于藥劑的雜質(zhì)進(jìn)行加壓物 理機(jī)械剝離。通過模擬現(xiàn)場動態(tài)運(yùn)行情況，對反滲透膜用化學(xué)品進(jìn)行篩選，避免因藥劑使用 不當(dāng)而造成膜的二次污染。清洗用的反滲透膜殼采用正、反兩個方向進(jìn)水，并且在純水側(cè)伴 有側(cè)進(jìn)壓的清洗裝置。通過此裝置，可將被污染的膜元件通過其正反兩個進(jìn)水方向激活污 染物質(zhì)，徹底溶解剝離，并可對不易溶于藥劑的污染物進(jìn)行純水側(cè)進(jìn)壓，靠機(jī)械物理震動效 力將污染物剝離脫落并排出系統(tǒng)。此外，該單元不但可隨時進(jìn)行電導(dǎo)率、壓差及產(chǎn)水量恢復(fù) 性測試，還可通過閥門切換將系統(tǒng)并聯(lián)改為2 1排列，通過模擬現(xiàn)場運(yùn)行情況進(jìn)行合理性 藥劑篩選，為反滲透膜的后期保運(yùn)工作提供良好的建議，以避免因?yàn)樗巹┻x擇不當(dāng)對膜元 件造成的傷害。
自動控制模塊D單元，主要由PLC程序控制器、上位機(jī)、組態(tài)程序、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行狀態(tài)模擬屏等組成?？刂品绞皆O(shè)有手動控制模式和自動控制模式，整套系統(tǒng) 具有連鎖保護(hù)、順序示別和報警功能。通過PLC內(nèi)部的邏輯控制程序完成對各單元模塊的 驅(qū)動、切換、運(yùn)行和停機(jī)的控制以及對各種傳感器信號的采集。組態(tài)監(jiān)控程序安裝在上位機(jī) 內(nèi)，它可以完成對整套工藝運(yùn)行的在線監(jiān)控和對各模塊的實(shí)時控制以及對工藝運(yùn)行參數(shù)的 修改。整個系統(tǒng)的最終目的是將連續(xù)運(yùn)行狀況下采集到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，給出最佳的清洗 參數(shù)和最準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)。


附圖1為本發(fā)明一種味精廢水污染的反滲透膜離線清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
其中，藥劑罐模塊單元-A，保安過濾器模塊單元-B，反滲透膜模塊單元-C，包括 藥劑罐-114，藥劑罐-115，藥劑罐-116，清水罐-117，增壓泵-110，保安過濾器-201，高壓 泵-203，反滲透膜組件-345，反滲透膜組件-346，反滲透膜組件-347，反滲透膜組件-348， 反滲透膜組件-349，反滲透膜組件-350，藥劑罐114進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥門-101，藥劑罐114 出口流量調(diào)節(jié)閥門-105，藥劑罐115進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥門-102，藥劑罐115出口流量調(diào)節(jié)閥 門-106，藥劑罐116進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥門-103，藥劑罐116出口流量調(diào)節(jié)閥門-107，清水罐 117進(jìn)口流量調(diào)節(jié)閥門-104，清水罐117出口流量調(diào)節(jié)閥門-108，流量調(diào)節(jié)閥門-109，增壓 泵出口流量調(diào)節(jié)閥-112，保安過濾器出口流量調(diào)節(jié)閥-202，高壓泵回流調(diào)節(jié)閥-205，高壓 泵出口流量調(diào)節(jié)閥-206，流量調(diào)節(jié)閥-301，反滲透模塊正向進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥-302，流量調(diào) 節(jié)閥-303，流量調(diào)節(jié)閥-304，流量調(diào)節(jié)閥-305，流量調(diào)節(jié)閥-306，流量調(diào)節(jié)閥-307，流量調(diào) 節(jié)閥-308，流量調(diào)節(jié)閥-309，流量調(diào)節(jié)閥-310，流量調(diào)節(jié)閥-311，流量調(diào)節(jié)閥-312，流量調(diào) 節(jié)閥-313，流量調(diào)節(jié)閥-314，流量調(diào)節(jié)閥-315，流量調(diào)節(jié)閥-316，流量調(diào)節(jié)閥-317，流量調(diào)節(jié)閥-318，流量調(diào)節(jié)閥-319，流量調(diào)節(jié)閥-320，流量調(diào)節(jié)閥-321，流量調(diào)節(jié)閥-322，流量調(diào) 節(jié)閥-323，流量調(diào)節(jié)閥-324，流量調(diào)節(jié)閥-325，流量調(diào)節(jié)閥-326，流量調(diào)節(jié)閥-327，流量調(diào) 節(jié)閥-3 ，流量調(diào)節(jié)閥-329，流量調(diào)節(jié)閥-330，流量調(diào)節(jié)閥-331，流量調(diào)節(jié)閥-332，流量調(diào) 節(jié)閥-333，流量調(diào)節(jié)閥-334，反滲透反向進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥-335，流量調(diào)節(jié)閥-337，純水側(cè)流 量加壓調(diào)節(jié)閥-338，流量調(diào)節(jié)閥-339，流量調(diào)節(jié)閥-341，反滲透清洗循環(huán)調(diào)節(jié)閥-342，反滲 透清洗排放調(diào)節(jié)閥-343，增壓泵出口壓力表-111，高壓泵出口壓力表-204，反滲透產(chǎn)水壓 力表-336，反滲透濃水排放壓力表-344，增壓泵出口流量計-113，高壓泵出口流量計-207， 反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)儀-340。
附圖2為自動控制模塊F結(jié)構(gòu)示意圖
其中，自動控制模塊-D，包括工藝模塊控制-401、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集_409、PLC程序控 制器-405、上位機(jī)-406、組態(tài)程序-407、數(shù)據(jù)分析-408、藥劑罐模塊控制-402、保安過濾器 模塊控制-403、反滲透模塊控制-404、原水-410。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、
如圖1所示，對輕度污染的反滲透膜元件可以采用一種藥劑進(jìn)行清洗，打開閥門 105，進(jìn)行循環(huán)清洗操作，選擇好藥劑后經(jīng)過增壓泵110后進(jìn)行增壓，經(jīng)保安過濾器過濾藥 液中可能存在細(xì)小顆粒后，經(jīng)高壓泵由閥門302控制進(jìn)行正向循環(huán)清洗，通過回流閥門205 控制進(jìn)入膜元件清洗液流量，清洗液通過反滲透膜元件后通過閥門342返回清洗罐繼續(xù)循 環(huán)清洗，清洗結(jié)束后由清水罐低壓沖洗，關(guān)閉循環(huán)閥門342打開閥門343，將沖洗液直接排 放，沖至電導(dǎo)恢復(fù)至最低值，進(jìn)行產(chǎn)水測試，通過反滲透元件進(jìn)出口壓力表測量壓差，并測 量產(chǎn)水量，確定需用其他藥劑進(jìn)行清洗，已經(jīng)到達(dá)清洗終點(diǎn)。
清洗結(jié)束后的數(shù)據(jù)如下所示清洗前進(jìn)水端壓力0. 73MPa，段間壓力0. 60MPa，濃 水端壓力0. 33MPa，產(chǎn)水量78. 0m3/h,濃水流量36. 0m3/h,產(chǎn)水電導(dǎo)130 μ s/cm,清洗后進(jìn) 水端壓力0. 68MPa，段間壓力0. 54MPa，濃水端壓力0. 43MPa，產(chǎn)水量79. 0m3/h,濃水流量 33. 0m3/h，產(chǎn)水電導(dǎo) 95 μ s/cm。
實(shí)施例2、
如圖1所示，對已經(jīng)重度污染的反滲透膜元件需采用三種不同的藥劑分別進(jìn)行清 洗，首先打開閥門105，進(jìn)行循環(huán)清洗操作，選擇好藥劑后經(jīng)過增壓泵110后進(jìn)行增壓，經(jīng)保 安過濾器201過濾藥液中可能存在細(xì)小顆粒后，經(jīng)高壓泵203由閥門302控制進(jìn)行正向循 環(huán)清洗，通過回流閥門205控制進(jìn)入膜元件清洗液流量，清洗液通過反滲透膜元件后通過 閥門342、101返回清洗罐繼續(xù)循環(huán)清洗，清洗結(jié)束后由清水罐117低壓沖洗，打開閥門108， 關(guān)閉循環(huán)閥門342打開閥門343，將沖洗液直接排放；其次進(jìn)行第二種藥劑的清洗，為更好 的去除膜表面的污染物，此次清洗采用反向循環(huán)清洗，打開閥門106，經(jīng)過增壓泵110、保安 過濾器201后，經(jīng)高壓泵203由閥門335控制進(jìn)行反向循環(huán)清洗，清洗液通過反滲透膜元件 后通過閥門342、101返回清洗罐繼續(xù)循環(huán)清洗，清洗結(jié)束后由清水罐低壓沖洗，關(guān)閉循環(huán) 閥門342打開閥門343，將沖洗液直接排放；再次進(jìn)行第三種藥劑的清洗，打開閥門107，經(jīng) 過增壓泵110、保安過濾器201后，經(jīng)高壓泵203由閥門335控制進(jìn)行反向循環(huán)清洗，清洗 液通過反滲透膜元件后通過閥門342、101返回清洗罐繼續(xù)循環(huán)清洗，清洗結(jié)束后由清水罐117低壓沖洗，打開閥門108，關(guān)閉循環(huán)閥門342打開閥門343，將沖洗液直接排放；再次 進(jìn)行第三種藥劑的清洗，此次清洗采用正向清洗，打開閥門107，經(jīng)過增壓泵110、保安過濾 器201后，經(jīng)高壓泵203由閥門302控制進(jìn)行正向循環(huán)清洗，清洗液通過反滲透膜元件后通 過閥門342、101返回清洗罐繼續(xù)循環(huán)清洗，清洗結(jié)束后由清水罐低壓沖洗，關(guān)閉循環(huán)閥門 342打開閥門343，將沖洗液直接排放，沖至電導(dǎo)恢復(fù)至最低值，進(jìn)行產(chǎn)水測試，通過反滲透 元件進(jìn)出口壓力表測量壓差，并測量產(chǎn)水量，確定不需用其他藥劑進(jìn)行清洗，已經(jīng)到達(dá)清洗 終點(diǎn)。
清洗結(jié)束后的數(shù)據(jù)如下所示清洗前進(jìn)水端壓力0. 74MPa，段間壓力0. 56MPa，濃 水端壓力0. 4IMPa,產(chǎn)水量73. 0m3/h,濃水流量41. 0m3/h,產(chǎn)水電導(dǎo)114 μ s/cm,清洗后進(jìn) 水端壓力0. 65MPa，段間壓力0. 5IMPa,濃水端壓力0. 46MPa，產(chǎn)水量90. 0m3/h,濃水流量 32. 0m3/h，產(chǎn)水電導(dǎo) 87 μ s/cm。
實(shí)施例3、
通過閥門簡便切換，將系統(tǒng)改為2 1排列，模擬現(xiàn)場產(chǎn)水運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上可模 擬現(xiàn)場工況條件篩選出最佳反滲透膜用化學(xué)品，以延長反滲透膜的壽命，進(jìn)而保障生產(chǎn)運(yùn) 行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1. 一種味精廢水污染的反滲透膜的離線清洗裝置，其特征在于 裝置主體結(jié)構(gòu)由以下模塊單元設(shè)備構(gòu)件組成藥劑罐模塊單元A 藥劑罐114、藥劑罐115、藥劑罐116、清水罐117、增壓泵110 ； 保安過濾器模塊單元B 保安過濾器201、高壓泵203 ；反滲透膜模塊單元C 反滲透膜組件345、反滲透膜組件346、反滲透膜組件347、反滲透 膜組件348、反滲透膜組件349、反滲透膜組件350 ；自動控制模塊單元D 工藝模塊控制401、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集409、PLC程序控制器405、上位 機(jī)406、組態(tài)程序407、數(shù)據(jù)分析408、藥劑罐模塊控制402、保安過濾器模塊控制403、反滲透 模塊控制404 ； 其中藥劑罐模塊A單元，主要由藥劑罐、增壓泵、自動控制和管件閥門組成，在藥劑罐模塊 A單元中泵、閥的啟動順序是由可編程序控制器自動實(shí)現(xiàn)的，通過在PLC控制程序中輸入清 洗時間和每個藥劑罐的清洗數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)泵、閥啟停同步或切換；保安過濾器模塊B單元，主要由保安過濾器、高壓泵、自動控制系統(tǒng)和閥門管件組成； 保安過濾器的過濾精度是5 μ m,截留藥劑摻入的細(xì)小顆粒，防止膜的損傷，濾芯的更換根據(jù) 運(yùn)行時進(jìn)出口壓差大小來決定；反滲透膜模塊C單元，主要由反滲透膜組件、自動控制系統(tǒng)、管閥件組成；在該單元中， 根據(jù)污染物進(jìn)行化學(xué)清洗，或者對不能溶解于藥劑的雜質(zhì)進(jìn)行加壓物理機(jī)械剝離；通過模 擬現(xiàn)場動態(tài)運(yùn)行情況，對反滲透膜用化學(xué)品進(jìn)行篩選，避免因藥劑使用不當(dāng)而造成膜的二 次污染；清洗用的反滲透膜殼采用正、反兩個方向進(jìn)水，并且在純水側(cè)伴有側(cè)進(jìn)壓的清洗裝 置；通過此裝置，將被污染的膜元件通過其正反兩個進(jìn)水方向激活污染物質(zhì)，徹底溶解剝 離，并對不易溶于藥劑的污染物進(jìn)行純水側(cè)進(jìn)壓，靠機(jī)械物理震動效力將污染物剝離脫落 并排出系統(tǒng)；此外，該單元可隨時進(jìn)行電導(dǎo)率、壓差及產(chǎn)水量恢復(fù)性測試，或者通過閥門切 換將系統(tǒng)并聯(lián)改為2 1排列，通過模擬現(xiàn)場運(yùn)行情況進(jìn)行合理性藥劑篩選，為反滲透膜的 后期保運(yùn)工作提供良好的建議，以避免因?yàn)樗巹┻x擇不當(dāng)對膜元件造成的傷害；自動控制模塊D單元，主要由PLC程序控制器、上位機(jī)、組態(tài)程序、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù) 分析、運(yùn)行狀態(tài)模擬屏組成；控制方式設(shè)有手動控制模式和自動控制模式，整套系統(tǒng)具有連 鎖保護(hù)、順序示別和報警功能；通過PLC內(nèi)部的邏輯控制程序完成對各單元模塊的驅(qū)動、切 換、運(yùn)行和停機(jī)的控制以及對各種傳感器信號的采集；組態(tài)監(jiān)控程序安裝在上位機(jī)內(nèi)，可以 完成對整套工藝運(yùn)行的在線監(jiān)控和對各模塊的實(shí)時控制以及對工藝運(yùn)行參數(shù)的修改；整個 系統(tǒng)將連續(xù)運(yùn)行狀況下采集到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，最終給出最佳的清洗參數(shù)和最準(zhǔn)確的運(yùn)行 數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明為一種味精廢水污染的反滲透膜的離線清洗裝置，其特征在于裝置主體結(jié)構(gòu)由以下模塊單元設(shè)備構(gòu)件組成藥劑罐模塊單元A藥劑罐114、藥劑罐115、藥劑罐116、清水罐117、增壓泵110；保安過濾器模塊單元B保安過濾器201、高壓泵203；反滲透膜模塊單元C反滲透膜組件345、反滲透膜組件346、反滲透膜組件347、反滲透膜組件348、反滲透膜組件349、反滲透膜組件350；自動控制模塊單元D工藝模塊控制401、水質(zhì)數(shù)據(jù)采集409、PLC程序控制器405、上位機(jī)406、組態(tài)程序407、數(shù)據(jù)分析408、藥劑罐模塊控制402、保安過濾器模塊控制403、反滲透模塊控制404。
文檔編號B01D65/02GK102029112SQ20101053949
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者劉建秋, 張艷芳, 徐海波, 李亮, 陳愛民, 馬元威 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計院