利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺

摘要

本发明为一种利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺。即将超声波发生器探头置于海水淡化微滤膜的膜管外侧，经高频声波作用，沉积于进料一侧膜表面的胶体和其它固体，即可由松动而脱落，从而维持微滤单元极高的流通量。本发明的特点是操作简单，稳定操作的持续时间长，能方便地除去沉积于膜表面的污垢；如采用在线操作，则能明显地减少结垢的趋势。

说明书

发明领域

本发明涉及海水淡化技术，特别是一种利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺。

背景技术

在海水(其自然温度为-2℃-30℃)淡化的操作中，在膜装置内会出现所谓的浓度偏集(Concentration polarization)和进料一侧膜表面的结垢现象。浓度偏集现象与流通量、膜两侧的压力(TMP)状况、错流速度和所处的流动区域(滞流或湍流)有密切的关系。高度的浓度偏集现象会增加结垢的趋势，而污垢的构型又与所沉积的物料种类和操作条件有关。结垢的后果会使流通量变小，甚至为零。

减少或防止上述现象的方法之一是对膜壁的滞流边界进行扰动，例如：1、在平板式的膜单元中，插入螺旋管以产生旋涡的二次流(secondary flow)。二次流会扰动膜壁的滞流边界层，且会减小浓度偏集现象，从而减少膜壁的结垢；2、采用螺旋式的中空纤维膜件，以产生旋转的二次流，作用同上；3、在膜单元中，插入螺旋式挡板，以增加流体的湍动，作用同上；4、在膜的进料一侧喷射空气。环绕气泡的二次流，能增进流体的混合，且会削弱浓度偏集现象，从而减小结垢。

反冲，是广泛使用于微滤和超滤单元的另一种防止、减小或清除结垢的方法。反冲用的介质可以是透过液、水或空气，有时还可添加化学品。反冲的方式则有程序式反冲、错流反冲和高频脉动反冲等。周期性的在线反冲，会削弱浓度偏集的边界层，从而减小结垢。对于已结垢的膜壁，非在线的反冲会引起滤饼的膨胀，继而脱落并被流体带走。

在上述现有的方法中，对于滞流边界层的扰动以及由此带来的防止结垢作用不甚明显；众多的反冲方法缺乏在线操作的可能性；添加化学品的方式会带来后续工艺的复杂性；上述方法很难脱除污垢中的胶体。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷而提供一种具有操作简单、动力消耗低、能增加微滤单元的产水能力等特点的利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺。

本发明的利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺包括在0-35℃的温度下，在海水淡化膜的膜管外侧放置数个超声波发生器的探头，在探头发出的38-42KHZ的超声波的作用下，使海水中产生密集的微型气泡，这种微型气泡在进料一侧的膜表面破裂，既造成对滞流边界层的扰动，从而减少污垢的生成(连续式超声波的在线操作)，亦可清除膜表面的污垢(间歇式超声波的非在线操作)。

其中，所述海水淡化膜为金属膜组成的微滤单元，其孔径为0.1μm-10μm。

所述超声波发生器系昆山超声波仪器有限公司所产，型号为KQ-500DB。

所述除垢时间为25±5分钟。

所述超声波发生器探头应紧靠膜管外壁，探头个数可为5-15个。

所述海水在金属膜单元中的流速为1-10米/秒。

所述被处理海水的PH值为0-14。

本发明的利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺具有如下特点：

1、采用超声波的在线和非在线的相并操作。

2、在线操作能减少膜表面污垢的生成，从而使膜过滤的持续时间延长了3-4倍。

3、非在线操作能清除膜表面的污垢，包括其中的胶体，使膜回复到初始状态。

4、操作简单。

5、动力消耗低。

6、能增加微滤单元的产水能力。

下面结合实施例进一步描述本发明。

具体实施方式

实施例1

一种利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺，它包括在24℃的温度下，在紧靠海水淡化膜的膜管的管壁外侧放置12个超声波发生器的探头，在探头发出的声波频率为40KHZ的超声波的作用下，经超声波作用25分钟之后，膜进料一侧表面的污垢即已脱落。

其中，所述海水淡化膜为金属膜组成的微滤单元，其膜孔径为0.5μm；海水在膜单元中的流速为4.5米/秒。

所述超声波发生器系昆山超声波仪器有限公司所产，型号为KQ-500DB。

实施例2

一种利用超声波去除海水淡化过滤膜上污垢的工艺，它包括在5℃的温度下，在紧靠海水淡化膜的膜管的管壁外侧放置6个超声波发生器的探头，在探头发出的声波频率为40KHZ的超声波的作用下，经超声波作用25分钟之后，膜进料一侧表面的污垢即已脱落。

其中，所述海水淡化膜为金属膜组成的微滤单元，其膜孔径为5μm；海水在膜单元中的流速为8米/秒。