一种中空纤维膜组件的清洗装置、清洗系统及清洗方法

技术领域

本申请涉及中空纤维膜清洁技术领域，具体涉及一种中空纤维膜组件的清洗装置、清洗系统及清洗方法。

背景技术

在水处理技术领域，经常需要把分散在水中的固体污染物从水中分离出去。中空纤维膜组件多为帘式膜组件，膜丝呈垂直分布，用于水的过滤，也用于膜生物反应器(MBR)工艺中的固液分离。在其工作过程中，膜丝受杂质污染，发生污堵，造成过滤性能下降。中空纤维膜组件工作正常与否，直接关系到污水处理系统的处理能力和膜组件的使用寿命。系统进水中存在各种形式可导致膜表面污染的物质，如水合金属氧化物、含钙沉淀物、有机物及生物。在正常操作过程中，膜会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物质的污染。当中空纤维膜组件的污堵发展到一定程度就需要对中空纤维膜组件进行清洗。只要措施得力及时，可最大限度地恢复中空纤维膜组件的性能。但若拖延太久才进行清洗，则很难完全将污染物从膜丝表面上清洗掉。

现有技术中，中空纤维膜组件的离线清洗多是采用人工手持喷淋管冲洗膜丝。由于中空纤维膜组件的污堵以较为严重才启用离线清洗，膜丝的表面污染物较多，且附着顽强，难以被清洗冲刷掉。加上，在水处理系统中存在大量的中空纤维膜组件，使得人工清洗的劳动强度极大，清洗效果又得不到保证。

发明内容

本申请提供一种中空纤维膜组件的清洗装置、清洗系统及清洗方法，以解决现有技术中人工清洗中空纤维膜组件效率低、效果差的上述技术问题。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种中空纤维膜组件的清洗装置，包括移动清洗机；所述移动清洗机具有机架和固定连接在机架上的升降冲洗管；所述升降冲洗管沿移动清洗机的移动方向设置，且所述升降冲洗管设为横向排布的多根；所述升降冲洗管上连接有多个向外喷射出水的喷头；所述移动清洗机用于驱动升降管插入或抽出中空纤维膜组件；所述机架上连接有升降机构，所述升降机构用于驱动升降冲洗管上下往复移动中，所述喷头喷水冲洗中空纤维膜组件。

一种实施例中，每一根所述升降冲洗管均配置有一件升降机构。

一种实施例中，所述升降机构包括竖向设置在机架上的驱动螺杆；所述驱动螺杆上螺纹配合有螺套，所述螺套上连接有沿升降冲洗管长度方向设置的横杆，所述横杆的自由端连接所述升降冲洗管；所述横杆上固定连接有滑套，所述滑套中穿设限制杆，所述限制杆竖向固定。

一种实施例中，所述机架的顶端设有载板，所述驱动螺杆的顶端与载板转动连接；所述载板上固定有与驱动螺杆传动连接的电动机。

一种实施例中，每一根所述升降冲洗管上均连接多个喷头；所述喷头沿升降冲洗管的长度方向设置。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种中空纤维膜组件的清洗系统，包括如上任意一项所述的中空纤维膜组件的清洗装置；所述移动清洗机一侧布置有清洗槽；所述清洗槽中固定有用于吊装中空纤维膜组件时进行定位的定位杆；所述清洗槽中设置有进液管和排液管。

一种实施例中，中空纤维膜组件的清洗装置还包括吊装设备；所述吊装设备设置在清洗槽的正上方。

一种实施例中，中空纤维膜组件的清洗装置还包括中空纤维膜组件；所述中空纤维膜组件具有竖向布置的多组中空纤维膜单元；多组所述中空纤维膜单元间隔设置，且相邻两组所述中空纤维膜单元之间的间距相等。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种中空纤维膜组件的清洗方法，包括：

驱动升降冲洗管伸入到中空纤维膜组件的相邻两组中空纤维膜单元之间；

升降机构驱动升降冲洗管上下移动中向外喷水冲洗中空纤维膜单元上膜丝的表面。

升降冲洗管冲洗中空纤维膜单元前，在中空纤维膜组件中通入热水预热膜丝；热水的温度为30-50℃。

本申请的中空纤维膜组件的清洗装置，移动清洗机朝向中空纤维膜组件移动，移动中将升降冲洗管插入到中空纤维膜组件。具体是将升降冲洗管插入到两件中空纤维膜单元之间。之后，升降冲洗管在上升和下降中，通过喷头朝向中空纤维膜单元的膜丝喷水以冲刷掉膜丝上粘附的污物。在冲洗作业完毕后，移动清洗机反向移动，抽出升降冲洗管。该中空纤维膜组件的清洗装置采用机械机构进行清洗作业，人工只需要操作设备即可。大大减轻了人工清洗的劳动强度，提高了生产效率。在中空纤维膜组件较多，膜丝的表面污染物较多时，可以反复冲洗以获得较佳的清洗效果。清洗效果可以得到充分保证。

本申请的中空纤维膜组件的清洗系统，设置清洗槽。在中空纤维膜组件被喷头冲刷清洗前。先将中空纤维膜组件浸没在清洗槽中浸泡一定时长。之后，吊出中空纤维膜组件后再进行喷水冲洗作业。膜丝上粘附的污物经清洗槽中清洗液浸泡腐蚀后，更容易被水冲刷而脱落；清洁的效率更高，清洁的效果更佳。

本申请的中空纤维膜组件的清洗方法，适用于上述的中空纤维膜组件的清洗装置和中空纤维膜组件的清洗系统，同样具有相应的技术效果，不赘述。

附图说明

图1是本申请一种实施例中中空纤维膜组件的清洗装置的结构示意图；

图2是图1的左视示意图(局部)；

图3是一种实施例中设置挡板以阻挡液体飞溅的示意图(局部)；

图4是本申请一种实施例中多根升降冲洗管插入中空纤维膜组件的示意图；

图5是喷头冲洗膜丝的示意图；

附图标记：

1-中空纤维膜组件；2-清洗槽；3-进液管；4-排液管；5-定位杆；6-升降冲洗管；7-限制杆；8-载板；9-减速机；10-电动机；11-齿轮；12-驱动螺杆；13-机架；14-螺套；15-滑套；16-进水接头；17-横杆；18-底座；19-移动清洗机；20-升降机构；21-阻挡条；22-轨道；23-膜架；24-中空纤维膜单元；25-定位板；26-喷头；27-挡板。

具体实施方式

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一

请参考图1-图5，本申请的一种实施例提供了一种中空纤维膜组件的清洗装置，包括移动清洗机19；所述移动清洗机19具有机架13和固定连接在机架13上的升降冲洗管6；所述升降冲洗管6沿移动清洗机19的移动方向设置，且所述升降冲洗管6设为横向排布的多根；所述升降冲洗管6上连接有多个向外喷射出水的喷头26；所述移动清洗机19用于驱动升降冲洗管6插入或抽出中空纤维膜组件1；所述机架13上连接有升降机构20，所述升降机构20用于驱动升降冲洗管6上下往复移动中，所述喷头26喷水冲洗中空纤维膜组件1。升降冲洗管6上连接有进水接头16，用于连接软管接入清水。清水由喷头26喷出，冲刷中空纤维膜组件1。

上述的一种中空纤维膜组件的清洗装置，还可以有以下一种或多种组合的改进。

一种实施例中，所述中空纤维膜组件1具有竖向布置的多组中空纤维膜单元24；多组所述中空纤维膜单元24间隔设置，且相邻两组所述中空纤维膜单元24之间的间距相等。每一根所述升降冲洗管6均配置有一件升降机构20。中空纤维膜组件1清洁作业时，移动清洗机19朝向中空纤维膜组件1移动，将升降冲洗管6插入到两根中空纤维膜单元24之间。之后，每一件升降机构20即可同时驱动升降冲洗管6上下往复移动，升降冲洗管6沿着膜丝的长度方向移动中冲洗膜丝。升降冲洗管6的移动中，相邻两根升降冲洗管6可以是同时向上或向下移动，也可以是移动方向设为相反。

当然的，可以只设置一件升降机构20来带动多根升降冲洗管6实现上下往复移动。

优选的，为了提高清洁膜丝的效果。提前将中空纤维膜组件1浸泡在清洁液中一定时长。经过清洁液的浸泡后，在喷头26喷射水雾的作用下，膜丝表面的污物更容易脱落，且脱落更为彻底。

一种实施例中，所述升降机构20包括竖向设置在机架13上的驱动螺杆12；所述驱动螺杆12上螺纹配合有螺套14，所述螺套14上连接有沿升降冲洗管6长度方向设置的横杆17，所述横杆17的自由端连接所述升降冲洗管6；所述横杆17上固定连接有滑套15，所述滑套15中穿设限制杆7，所述限制杆7竖向固定。驱动螺杆12转动，螺套14因滑套15受到限制杆7的限制而不会同步转动；使得螺套14带动横杆17和升降冲洗管6上移或下移。驱动螺杆12正转、反转即可实现升降冲洗管6上下移动，并往复移动中沿着膜丝的长度方向冲洗膜丝，进行清洗作业。

当每一根升降冲洗管6均配置有一件升降机构20时，此时，每一根升降冲洗管6均对应设置了一根驱动螺杆12和限制杆7。由于存在多根驱动螺杆12需要被驱动，可以采用其中一根驱动螺杆12作为主动，由此通过链传动、带传动或齿轮11传动而带动其它的驱动螺杆12被动。

一种实施例中，所述机架13的顶端设有载板8，所述驱动螺杆12的顶端与载板8转动连接；所述载板8上固定有与驱动螺杆12传动连接的电动机10。优选的，驱动螺杆12的底端转动连接在底座18上。此外，限制杆7的底部也可以直接固定在底座18上。

一种实施例中，每一根所述升降冲洗管6上均连接多个喷头26；所述喷头26沿升降冲洗管6的长度方向设置。优选的，在升降冲洗管6上设置多层喷头26，每一层上的喷头26环绕升降冲洗管6的圆周布置。

一种实施例中，设置有挡板27用于挡住喷头26冲洗中空纤维膜组件1产生的液体飞溅。具体的，挡板27设置在限制杆7与定位杆5(下述)之间。并在挡板27上对应升降冲洗管6的移动轨迹设置有长槽；此时，升降冲洗管6从长槽中延伸出。由于中空纤维膜组件1经过浸泡后，其上粘附有大量的酸性或者碱性的清洁液，挡板27的设置可防止清洁液飞溅腐蚀本中空纤维膜组件的清洗装置。

实施例二

请参考图1-图5，本申请的一种实施例提供了一种中空纤维膜组件的清洗装置，采用的方案是：

设置清洗槽2用于盛装清洗液。清洗槽2中安装进液管3和排液管4，进液管3用于向清洗槽2注入清水；排液管4用于定期排出清洗槽2中清洁能力下降的清洗液。清洗槽2中设置定位杆5，用于行车起吊中空纤维膜组件1时的定位和限制作用。此外，中空纤维膜组件1在提升起来，因其受到定位杆5的限制而不会晃动。便于升降冲洗管6插入到中空纤维膜单元24之间。

清洗槽2一侧设置移动清洗机19。移动清洗机19包括底座18。底座18的底部设置行走轮，行走轮可以带动移动清洗机19朝向举升的中空纤维膜组件1移动，移动中将升降冲洗管6插入到中空纤维膜单元24之间。升降冲洗管6冲洗作业完毕后，行走轮可以带动移动清洗机19反向移动，抽出升降冲洗管6。底座18上设置有机架13，机架13上设置有竖向设置的驱动螺杆12，驱动螺杆12的上端与机架13上的载板8转动连接，驱动螺杆12的下端与底座18转动连接。上述的驱动螺杆12并排设置有多根，间距与中空纤维膜单元24的间距一致。每一根驱动螺杆12均对应有一根限制杆7，限制杆7竖向固定在底座18上。驱动螺杆12上螺纹配合有螺套14，螺套14上连接有横杆17，横杆17的自由端连接将升降冲洗管6。升降冲洗管6上连接有进水接头16，用于连接软管接入清水。升降冲洗管6的圆周上设置有多个喷头26，喷头26向四周强力喷淋冲洗膜丝。由于驱动螺杆12驱动横杆17带动升降冲洗管6上下移动，需要在横杆17上设置滑套15，滑套15与限制杆7配合。驱动螺杆12转动，螺套14因滑套15受到限制杆7的限制而不会同步转动；使得螺套14带动横杆17和升降冲洗管6上移或下移。驱动螺杆12正转、反转即可实现升降冲洗管6上下移动，并往复移动中沿着膜丝的长度方向冲洗膜丝，进行清洗作业。

同时，为了提高移动清洗机19移动的顺畅性。在清洗槽2一侧的地面上设置轨道22，行走轮在轨道22上行走。并在轨道22的端部靠近清洗槽2处设置阻挡条21，防止行走轮驱动移动清洗机19过度前移而跌入清洗槽2中。此时，清洗槽2的开口与地面是齐平的。

上述中，设置多根驱动螺杆12，且需要转动。一种方案是，每根驱动螺杆12上均同轴连接齿轮11，相邻两根驱动螺杆12的齿轮11啮合连接。优选的，齿轮11的齿数和大小一致。其中，一根驱动螺杆12设为主动螺杆，其顶端连接减速机9，减速减传动连接电动机10。如何设置后，驱动螺杆12因齿轮11的传动而分为两组。主动螺杆正转时，一组驱动螺杆12正转以驱动升降冲洗管6上移；另一组驱动螺杆12反转以驱动升降冲洗管6下移；两组驱动螺杆12的螺纹旋向相同。如此设置后，相邻的两根升降冲洗管6为如下工作情况，一根升降冲洗管6在下降中喷头26喷水清洗膜丝；同时，另一组升降冲洗管6在上移中喷头26喷水清洗膜丝。运动方向的升降冲洗管6相配合，膜丝在冲洗中加剧抖动，污物容易脱离膜丝；此外，膜丝抖动中，也较容易将膜丝上的水分及污物抖落掉。

上述的中空纤维膜组件的清洗装置，其上连接软管，配置行车或者叉车作为吊装设备，并配置热水罐、热水管、水泵后，组成一种中空纤维膜组件的清洗系统。其中，热水管上连接热水管，热水管上连接水泵，将热水通入中空纤维膜组件1中进行预热(例如上集水管接热水进口，下集水管接热水出口；热水流动中预热中空纤维膜组件1)。

此外，移动清洗机19可以设置多组升降冲洗单元，每一组升降冲洗单元对应清洗一组中空纤维膜组件1；可以进行多组升降冲洗单元的同时清洗作业。之后，通过升降冲洗管6用冷水冲洗膜丝表面；因为温差的存在，膜丝表面的顽固污物更容易脱落，膜丝的清洁效果较佳。

实施例三

请参考图1-图5，本申请的一种实施例提供了一种中空纤维膜组件的清洗系统，包括如上任意一个实施例中所述的中空纤维膜组件的清洗装置；所述移动清洗机19一侧布置有清洗槽2；所述清洗槽2中固定有用于吊装中空纤维膜组件1时进行定位的定位杆5；所述清洗槽2中设置有进液管3和排液管4。对应的，在中空纤维膜组件1的膜架23上固定有定位板25，定位板25上的开口可插入定位杆5中。

一种实施例中，中空纤维膜组件的清洗系统，还包括吊装设备；所述吊装设备设置在清洗槽2的正上方。清洗槽2中通过进液管3注入清洗液。吊装设备吊起中空纤维膜组件1，将定位板25对准定位杆5后放入清洗槽2中浸泡。浸泡一定时长后，再次吊起中空纤维膜组件1至适当高度。之后，移动清洗机19带动升降冲洗管6插入到中空纤维膜组件1中；升降冲洗管6上下往复移动冲洗清洁膜丝直到符合清洁标准。

上述的中空纤维膜组件1；所述中空纤维膜组件1具有竖向布置的多组中空纤维膜单元24；多组所述中空纤维膜单元24间隔设置，且相邻两组所述中空纤维膜单元24之间的间距相等。方便升降冲洗管6对准中空纤维膜单元24之间的空隙插入和抽出。

实施例四

本申请的一种实施例提供了一种中空纤维膜组件的清洗方法，包括：

驱动升降冲洗管6伸入到中空纤维膜组件1的相邻两组中空纤维膜单元24之间；

升降机构20驱动升降冲洗管6上下移动中向外喷水冲洗中空纤维膜单元24上膜丝的表面。

一种实施例中，升降冲洗管6冲洗中空纤维膜单元24前，在中空纤维膜组件1中通入热水预热膜丝；热水的温度为30-50℃。

具体来讲，中空纤维膜组件1上中空纤维膜单元24均匀间隔排布，将多根升降冲洗管6伸入到相邻的两组中空纤维膜单元24之间进行喷淋冲洗。为了提高冲洗效果，设计升降冲洗管6由升降机构20驱动，为上下移动往复循环的形式，在上下移动中完成对中空纤维膜单元24的膜丝冲洗，以去除膜丝表面附着的污物。冲洗中，沿膜丝的长度方向进行不会横向冲刷膜丝，损坏膜丝。膜丝数量多，且为细长结构；为了更全面冲洗膜丝，升降冲洗管6的圆周上连接多个喷头26，多个喷头26环绕在升降冲洗管6的圆周上，喷头26向外喷射水雾，可以从多个角度冲刷膜丝，污物可被快速冲刷掉。

升降机构20的一侧设置清洗槽2(清洗池)。清洗槽2用储存清洗液。中空纤维膜组件1被行车吊装进入清洗槽2中浸泡一定时间后，提升起中空纤维膜组件1。之后，升降冲洗管6上下往复移动中冲洗膜丝。

由于长时间的使用，膜丝上残留的污物较多，且贴近膜丝表面的污物附着力较强。一般的冲刷难以冲洗干净。在中空纤维膜组件1浸泡并提升起来后。在中空纤维膜组件1的下集水管通入热水，热水从上集水管流出；热水温度设定为30-50℃，通水时长为15-25min；通过热水加热膜丝。之后，排尽热水。升降冲洗管6喷淋冷水冲洗膜丝。由于温差的存在，污物更容易脱离膜丝表面而被清理掉。

此外，升降冲洗管6在喷淋冲洗膜丝时。可以通过电磁阀控制水流的通断，使喷头26形成脉冲式喷淋的效果。脉冲式喷淋冲洗膜丝，膜丝发生抖动，也有助于污物脱离膜丝表面。

关于清洁液：

提供一种酸液：2﹪盐酸溶液+去垢剂，浸泡大约8小时以上。浸泡过程中应添加盐酸，以维持适当的酸度，并观察膜组件表面结垢的销蚀程度，确定酸液浸泡是否完成。

提供一种碱液：0.5﹪次氯酸钠+1﹪氢氧化钠水溶液，浸泡大约8小时以上。观察膜组件表面结垢的销蚀程度，确定碱液浸泡是否完成。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。