一种集装箱式膜片自动化再生修复系统及修复方法

技术领域：

本发明属于水处理膜再生修复的技术领域，特别是涉及一种集装箱式膜片自动化再生修复系统及实施方法。

背景技术：

膜法污水处理技术是污水处理与资源化的重要技术途径。在膜法污水处理过程中不可避免会发生膜污染，虽然膜清洗可以去除部分膜污染物，但由于不可恢复性污染的常年累积，膜的水通量长期呈下降态势，直至无法满足产水需求而到达寿命终点。此时，用户必须更换膜组件，而废弃的膜片则常通过焚烧或填埋进行处理处置，对环境造成较大负担。

通过寿命重点膜修复再生实现膜材料循环利用，是处理处置膜片的新思路。团队前期发明了深度清洗-结构转化-亲水改性三步法对膜片处理(发明专利号：ZL202110284052.6)，能实现膜片的修复再生，该技术可行性在实验室中已得到有效印证，且近期在工程现场也开展了中试实验。然而，在中试过程中，发现采用人工方法进行膜修复再生耗时耗力，且每次实施需现场搭建反应器，较为繁琐，难以实现大规模、连续的膜片修复再生。

为解决上述问题，本发明旨在开发一种集装箱式膜片自动化再生修复系统，该流水线能够实现膜片修复的自动化控制与操作，有效降低了人力成本，保障了工程实施安全性，同时，其集装箱式设计能达到“随到随用”的目标，提升了工程实施的便捷性，助力膜片再生技术的标准化与装备化。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种集装箱式膜片自动化再生修复系统；

本发明的第二个目的在于提供一种膜片再生修复方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种集装箱式膜片自动化再生修复系统，其包括集装箱体，以及设置在所述集装箱体内的输送单元、膜再生单元、控制单元；

所述输送单元包括输送机和膜片吊架，在所述输送机的下层输送段固定有所述膜片吊架；

膜再生单元包括依次设置的物理冲洗槽、深度清洗槽、沥干槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽，以及分别与物理冲洗槽、深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽对应设置的5个液体储存罐，物理冲洗槽、深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽、第二亲水改性槽和对应的所述液体储存罐之间通过输送管路连通，在各个所述输送管路上分别安装有控制阀；

所述控制单元主要包括控制柜，所述控制柜的输出端通过信号传递线路分别与所述输送机、各个所述控制阀连接。

进一步的，在所述深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽中均设置有加热棒，所述控制柜的输出端通过信号传递线路与各个加热棒连接。

进一步的，在所述深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽中均设置有温度传感器，所述温度传感器通过信号传递线路与所述控制柜的输入端连接。

进一步的，在物理冲洗槽、深度清洗槽、沥干槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽内分别设置有液位传感器，液位传感器通过信号传递线路与控制柜的输入端连接。

进一步的，在所述物理冲洗槽的内部设置有向内喷射的多喷头装置，多喷头装置的进口与通过所述输送管路与对应的所述液体储存罐连通。

进一步的，在所述沥干槽内设置有吹风装置。

进一步的，所述溶剂清洗槽需内置不锈钢保温夹层。

进一步的，在集装箱体的侧面设置有排风扇。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：膜片再生修复方法，其包括以下步骤：

S1：打开控制阀，将各个液体储存罐中的液体分别送到对应的物理冲洗槽、深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽或第二亲水改性槽中，直至液位达到淹没膜片的高度；

S2：将膜片通过膜片吊架装载于输送机上；

S3：通过输送机与膜片吊架2的配合，使得膜片依次在物理冲洗槽、深度清洗槽、沥干槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽或第二亲水改性槽中不同反应槽内停留8至15分钟后，完成再生修复；

S4:修复再生后的膜浸泡在保湿容器中；

S5：之后重复S2和S3安排其他膜片再生修复，步骤S2和S3重复满5～8次后，将物理冲洗槽、深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽或第二亲水改性槽中的液体排出，重新重复步骤S1。

进一步的，控制深度清洗槽、溶剂清洗槽、第一亲水改性槽和第二亲水改性槽内的温度保持在35～45℃范围内。

本发明的优点：

(1)采用自动化处理代替人的体力劳动的标准化生产模式，有效降低了人力成本，保障了工程实施安全性，同时能够极大地提高再生效率，缩短处理周期，确保寿命终点膜经再生后的质量达标和规格统一。

(2)其集装箱式设计能满足“随到随用”的需求，提升了工程实施的便捷性，助力寿命终点膜再生技术的标准化与装备化，为再生膜及时满足用户的废水处理需求提供保障。

(3)将自动化技术贯穿于整个膜再生处理过程的始终，减少和降低生产过程中由于人的不确定因素所导致的原料消耗，减少废弃物的生产。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的l-l剖视图。

输送机1、膜片吊架2、膜片3、液体储存罐4、输送管路5、物理冲洗槽6、深度清洗槽7、沥干槽8、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10、第二亲水改性槽11、控制柜12、信号传递线路13、集装箱体14、控制阀15、液位传感器16、保湿容器17、多喷头装置18、吹风装置19、温度传感器20、加热棒21、不锈钢保温夹层22。

具体实施方式：

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：如图1和图2所示，一种集装箱式膜片自动化再生修复系统，其包括集装箱体14，以及设置在集装箱体14内的输送单元、膜再生单元、控制单元；

输送单元包括输送机1和膜片吊架2，在输送机1的下层输送段固定有膜片吊架2；膜片吊架2为与输送机下层输送段固定的吊车，通过挂钩与每组膜片的框架挂接；

膜再生单元包括依次设置的物理冲洗槽6、深度清洗槽7、沥干槽8、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11，以及分别与物理冲洗槽6、深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11对应设置的5个液体储存罐4，物理冲洗槽6、深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10、第二亲水改性槽11和对应的液体储存罐4之间通过输送管路5连通，液体储存罐4的体积是对应反应器的2倍，用于添加补充相应药剂，通过输送管路5可将各个液体储存罐4内存储的自来水或药剂输送到对应的设备中，在各个输送管路5上分别安装有控制阀15；

控制单元主要包括控制柜12，控制柜12的输出端通过信号传递线路13分别与输送机1、各个控制阀15连接。

在深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11中均设置有加热棒21，控制柜12的输出端通过信号传递线路13与各个加热棒21连接，通过设置加热棒21可将对应的液体加热；在深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11中均设置有温度传感器20，温度传感器20通过信号传递线路13与控制柜12的输入端连接。通过温度传感器20检测温度并输出信号传递到控制柜12以实时监测，及时调节对应加热棒21的工作状态，控制药剂温度保持在40℃左右。

在物理冲洗槽6、深度清洗槽7、沥干槽8、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11内分别设置有液位传感器16，液位传感器16通过信号传递线路13与控制柜12的输入端连接。液位传感器16用于检测对应反应器内的液位，并将信号传递给控制柜12，及时调整控制阀15的开关。

在物理冲洗槽6的内部设置有向内喷射的多喷头装置18，多喷头装置18的进口与通过输送管路5与对应的液体储存罐4连通，通过设置喷头18将冲洗液喷淋至膜片，实现冲洗。

在沥干槽8内设置有吹风装置19，吹风装置19为风扇，可将膜片表面的液体吹干。

溶剂清洗槽9需内置不锈钢保温夹层22，起到保温作用。

在集装箱体14的侧面2-4米高的位置设置有排风扇，起到换气通风作用。

利用输送机1上的膜片吊架2将膜片依次吊装至物理冲洗槽6、深度清洗槽7、沥干槽8、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11内，具体的，寿命终点膜3首先经过物理冲洗槽6，对其表面的杂质及大颗粒污染物进行清洗冲刷；接着经过深度清洗槽7去除寿命终点膜内的部分污染物；再经过沥干槽8沥除掉膜表面残余的清洗药剂后，进入到溶剂清洗槽9进一步去除膜内不可逆污染成分；清洗步骤完成后需要对膜进行亲水改性修复，亲水改性涉及两种复合药剂，经第一亲水改性槽10、第二亲水改性槽11进行改性修复，最后完成寿命终点膜的修复再生过程。

实施例2：利用实施例1进行的膜片再生修复方法，其包括以下步骤：

S1：打开控制阀15，将各个液体储存罐4中的液体分别送到对应的物理冲洗槽6、深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10或第二亲水改性槽11中，直至液位达到淹没膜片3的高度；

具体的，物理冲洗槽6、深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11的各个液体储存罐4中分别存储有自来水、十二烷基苯磺酸钠SDS和盐酸混合溶液、由N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺和甲醇按比例配制而成的结构转化药剂、氯化铁溶液和单宁酸溶液；

S2：将膜片3通过膜片吊架2装载于输送机1上；

S3：通过输送机1与膜片吊架2的配合，使得膜片3依次在物理冲洗槽6、深度清洗槽7、沥干槽8、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10或第二亲水改性槽11中不同反应槽内停留10分钟后，完成再生修复；控制深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10和第二亲水改性槽11内的温度保持在35-40℃范围内。

寿命终点膜3首先经过物理冲洗槽6，对其表面的杂质及大颗粒污染物进行清洗冲刷；接着经过深度清洗槽7去除寿命终点膜内的部分污染物；再经过沥干槽8沥除掉膜表面残余的清洗药剂后，进入到溶剂清洗槽9进一步去除膜内不可逆污染成分；清洗步骤完成后需要对膜进行亲水改性修复，亲水改性涉及两种复合药剂，经第一亲水改性槽10、第二亲水改性槽11进行改性修复，最后完成寿命终点膜的修复再生过程。

S4:修复再生后的膜浸泡在保湿容器17中用纯水保湿；

S5：之后重复S2和S3安排其他膜片3再生修复，步骤S2和S3重复满5～8次后，将物理冲洗槽6、深度清洗槽7、溶剂清洗槽9、第一亲水改性槽10或第二亲水改性槽11中的液体排出，重新重复步骤S1。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。