[实用新型]一种用于膜分离的阻垢抗污染装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于膜分离的结垢防止(简称阻垢)及抗污染装置，特别是涉及一种采用亚音频电磁波进行物理阻垢的新装置。

背景技术

分离膜是一种具有选择性分离功能的材料，膜分离技术是一种利用膜的选择分离性能对物料进行分离、纯化、浓缩的化工单元技术。膜分离技术在应用领域上分有液体分离、气体分离以及渗透气化等应用领域，其中液体分离膜技术的基本原理如图1所示，是利用膜组件30薄膜的微孔过滤或渗透作用，在增压泵20一定的泵压力驱动下对料罐10中物料溶液不同组分进行分离，透过膜的形成透过液，被膜截留的形成浓缩液经调压阀40回流至料罐10或排放，根据所需要分离的物质选择收集浓缩液或者透析液。在过滤、浓缩的过程中，由于物质在膜表面会形成浓度差，从而引起浓差极化现象以及难溶盐物质在膜表明的结晶析出(结垢)，使得膜分离系统的过滤速度下降、运行压力升高、能耗增高。

为克服或减轻膜结垢污染带来的膜分离系统运行效率的下降，现存的主要方法是：

一、添加化学阻垢剂；

二、增加化学清洗频率或冲洗频率；

三、缩小膜过滤速度(或称膜通量)，降低水回收率(或浓缩倍数)；

四、提高运行压力、运行温度；

五、增加预处理措施(如混凝沉淀、软化、离子交换等)，降低溶液中难溶盐的含量。

但以上方法都导致运行成本的增加及处理效率的下降。在饮用水膜处理领域(如反渗透膜或纳滤膜脱盐制备饮用水)，由于化学阻垢剂的添加存在潜在的卫生安全隐患。尽管化学阻垢剂通常为有机物(有机磷类或一些金属螯合类有机物)，分子量较大(一般为几十或几百)不容易透过膜，但其长期添加亦有可能导致泄漏进入产水侧，从而导致卫生安全隐患。所以采用物理的方法进行阻垢，取代化学阻垢剂的添加，是一种安全且运行成本低的有效方法。

目前市场上物理方法阻垢技术如永磁法、电磁法等都有各种设备，多数用于循环冷却水阻垢，但是其处理效果往往不稳定，主要应用于小处理量场合，未有较大规模的应用，更未有见用于膜分离过程阻垢抗污染的报道。

实用新型内容

本实用新型是针对现有膜分离工艺过程中常规阻垢方法导致的运行投资增加、成本增加、卫生安全隐患等缺陷，提供一种用于膜分离的阻垢抗污染装置，以达到提高膜分离系统运行效率，降低生产成本的目的。

为了达成上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于膜分离的阻垢抗污染装置，由智能亚音频波发生器和给循环水提供能量的能量增进器组成，能量增进器串接在膜分离系统的进料管路或循环管路上，智能亚音频波发生器产生的亚音频电流通过能量增进器转换为亚音频电磁波，并作用于流经能量增进器的流体。

所述能量增进器位于膜分离系统的料罐和膜组件之间，能量增进器的入口通过进料泵与料罐连接，能量增进器的出口通过增压泵与膜组件连接。

采用上述方案后，本实用新型利用亚音波原理作用于膜分离系统所处理的物料，且频率在一定的范围内可控，以增加水的电离度，提高溶液中难溶盐(如碳酸钙/镁、硫酸钙/镁、磷酸钙/镁等，其在水溶液中的浓度范围在50～5000ppm)溶解度，能够较为有效地实现难溶盐结垢的控制，特别是通过亚音波的作用能较为明显的改变难溶盐结垢的晶型状态，由硬质的晶型(如方解石型)变为疏松的软质晶型(文石型)，从而使得膜污染结垢的状况得到减轻。

对于浓缩过程而言，料液在进料泵及增压泵的作用下不断的流过膜组件，形成的浓缩液又回流到进料罐，这样料液将不断地受到亚音波的作用而使得难溶盐的溶解度增加，结晶形态发生改变，从而降低膜结垢的程度，同时降低膜组件清洗的难度。对于非浓缩过程而言，浓缩液不回流到进料罐，直接排出，因此料液只是一次性经过亚音波线圈，只要计算好亚音波的作用时间和强度，同样可以起到阻垢的作用。

本实用新型的应用有效降低了膜分离系统的无机盐结垢污染，化学清洗及冲洗的频率下降，提高清洗效果，同时减少或取代化学阻垢剂的添加，大幅度降低了常规阻垢方法(如化学加药)的药剂消耗和运行成本以及潜在的卫生安全隐患。同时，对于饮用纯净水所采用的膜分离系统而言，取代传统化学加药阻垢法，将避免化学药剂的添加可能导致的饮用水对人体的长期的、潜在的危害。

本实用新型的优点如下：

一、设备简单，占地面积少，设备维护简单；

二、阻垢过程中不需要添加任何化学药剂，无卫生安全隐患；

三、运行成本极低(处理能耗一般为每1m³/h消耗0.1w)；

四、降低了膜分离过程的化学清洗及冲洗频率，有效延长膜组件的使用寿命，降低了预处理的投资。