專利名稱：利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)，特別是一種利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝。
背景技術(shù)：
在海水(其自然溫度為-2℃-30℃)淡化的操作中，在膜裝置內(nèi)會出現(xiàn)所謂的濃度偏集(Concentration polarization)和進(jìn)料一側(cè)膜表面的結(jié)垢現(xiàn)象。濃度偏集現(xiàn)象與流通量、膜兩側(cè)的壓力(TMP)狀況、錯流速度和所處的流動區(qū)域(滯流或湍流)有密切的關(guān)系。高度的濃度偏集現(xiàn)象會增加結(jié)垢的趨勢，而污垢的構(gòu)型又與所沉積的物料種類和操作條件有關(guān)。結(jié)垢的后果會使流通量變小，甚至為零。
減少或防止上述現(xiàn)象的方法之一是對膜壁的滯流邊界進(jìn)行擾動，例如1、在平板式的膜單元中，插入螺旋管以產(chǎn)生旋渦的二次流(secondary flow)。二次流會擾動膜壁的滯流邊界層，且會減小濃度偏集現(xiàn)象，從而減少膜壁的結(jié)垢；2、采用螺旋式的中空纖維膜件，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的二次流，作用同上；3、在膜單元中，插入螺旋式擋板，以增加流體的湍動，作用同上；4、在膜的進(jìn)料一側(cè)噴射空氣。環(huán)繞氣泡的二次流，能增進(jìn)流體的混合，且會削弱濃度偏集現(xiàn)象，從而減小結(jié)垢。
反沖，是廣泛使用于微濾和超濾單元的另一種防止、減小或清除結(jié)垢的方法。反沖用的介質(zhì)可以是透過液、水或空氣，有時還可添加化學(xué)品。反沖的方式則有程序式反沖、錯流反沖和高頻脈動反沖等。周期性的在線反沖，會削弱濃度偏集的邊界層，從而減小結(jié)垢。對于已結(jié)垢的膜壁，非在線的反沖會引起濾餅的膨脹，繼而脫落并被流體帶走。
在上述現(xiàn)有的方法中，對于滯流邊界層的擾動以及由此帶來的防止結(jié)垢作用不甚明顯；眾多的反沖方法缺乏在線操作的可能性；添加化學(xué)品的方式會帶來后續(xù)工藝的復(fù)雜性；上述方法很難脫除污垢中的膠體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種具有操作簡單、動力消耗低、能增加微濾單元的產(chǎn)水能力等特點的利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝。
本發(fā)明的利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝包括在0-35℃的溫度下，在海水淡化膜的膜管外側(cè)放置數(shù)個超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的38-42KHZ的超聲波的作用下，使海水中產(chǎn)生密集的微型氣泡，這種微型氣泡在進(jìn)料一側(cè)的膜表面破裂，既造成對滯流邊界層的擾動，從而減少污垢的生成(連續(xù)式超聲波的在線操作)，亦可清除膜表面的污垢(間歇式超聲波的非在線操作)。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其孔徑為0.1μm-10μm。
所述超聲波發(fā)生器系昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號為KQ-500DB。
所述除垢時間為25±5分鐘。
所述超聲波發(fā)生器探頭應(yīng)緊靠膜管外壁，探頭個數(shù)可為5-15個。
所述海水在金屬膜單元中的流速為1-10米/秒。
所述被處理海水的PH值為0-14。
本發(fā)明的利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝具有如下特點1、采用超聲波的在線和非在線的相并操作。
2、在線操作能減少膜表面污垢的生成，從而使膜過濾的持續(xù)時間延長了3-4倍。
3、非在線操作能清除膜表面的污垢，包括其中的膠體，使膜回復(fù)到初始狀態(tài)。
4、操作簡單。
5、動力消耗低。
6、能增加微濾單元的產(chǎn)水能力。
下面結(jié)合實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
具體實施例方式
實施例1
一種利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝，它包括在24℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管的管壁外側(cè)放置12個超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的聲波頻率為40KHZ的超聲波的作用下，經(jīng)超聲波作用25分鐘之后，膜進(jìn)料一側(cè)表面的污垢即已脫落。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其膜孔徑為0.5μm；海水在膜單元中的流速為4.5米/秒。
所述超聲波發(fā)生器系昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號為KQ-500DB。
實施例2一種利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝，它包括在5℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管的管壁外側(cè)放置6個超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的聲波頻率為40KHZ的超聲波的作用下，經(jīng)超聲波作用25分鐘之后，膜進(jìn)料一側(cè)表面的污垢即已脫落。
其中，所述海水淡化膜為金屬膜組成的微濾單元，其膜孔徑為5μm；海水在膜單元中的流速為8米/秒。
權(quán)利要求
1.一種利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝，其特征是包括在0-35℃的溫度下，在緊靠海水淡化膜的膜管壁外側(cè)放置數(shù)個超聲波發(fā)生器的探頭，在探頭發(fā)出的38-42KHZ的超聲波的作用下，使海水中產(chǎn)生密集的微型氣泡，這種微型氣泡在進(jìn)料一側(cè)的膜表面破裂，造成對滯流邊界層的擾動，即可減少污垢的生成或清除膜表面的污垢。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述海水淡化膜為金屬膜，其孔徑為0.1μm-10μm。
3.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述超聲波發(fā)生器為昆山超聲波儀器有限公司所產(chǎn)，型號為KQ-500DB。
4.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所述超聲波探頭數(shù)為5-15個。
5.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是海水在金屬膜單元中的流速為1-10米/秒。
6.如權(quán)利要求1所述的除垢技術(shù)，其特征是被處理海水的PH值為0-14。
7.如權(quán)利要求1所述的除垢技術(shù)，其特征是清除膜表面的污垢所用除垢時間為25±5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明為一種利用超聲波去除海水淡化過濾膜上污垢的工藝。即將超聲波發(fā)生器探頭置于海水淡化微濾膜的膜管外側(cè)，經(jīng)高頻聲波作用，沉積于進(jìn)料一側(cè)膜表面的膠體和其它固體，即可由松動而脫落，從而維持微濾單元極高的流通量。本發(fā)明的特點是操作簡單，穩(wěn)定操作的持續(xù)時間長，能方便地除去沉積于膜表面的污垢；如采用在線操作，則能明顯地減少結(jié)垢的趨勢。
文檔編號C02F1/44GK1511624SQ0215905
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者蔡躍明, 閻勇, 盧天雄, 陳建華 申請人:蔡躍明