一种反渗透湿膜的干燥再生方法与流程

本发明涉及反渗透膜再生处理技术领域，具体涉及一种反渗透湿膜的干燥再生方法。

背景技术：

反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，反渗透膜的孔径小至纳米级，在一定的压力下，水份子可以通过反渗透膜，而原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过反渗透膜，从而使可透过的纯水与无法透过的浓缩水严格区分开来。反渗透技术具有设备简单、操作条件温和、处理量大、分离效率高等突出特点，在海水淡化、中水回用、清洁生产、饮用水净化等领域得到了更广泛的应用和重视。

反渗透膜在使用的过程中，由于清洗液中的杂质被截留在膜的表面，从而在膜表面形成污染层，主要污染方式有胶体污染、结垢、生物污染、化学污染、有机污染，导致渗透通量显著下降，运行成本和能耗增加。目前主要通过膜清洗、干燥来减轻膜污染，提高渗透通量。反渗透膜包括湿膜和干膜，区别主要在于：1)储存包装方式：干膜真空包装，湿膜需要保护液进行包装；2)温度要求：湿膜需要在5℃以上保存，低于5℃会造成损伤；3)填装使用方式：湿膜在使用时，装进反渗透膜壳，并进行10-20分钟的冲洗，将保护液冲洗掉，才能有效使用；干膜在使用时，装进膜壳后，需要清水浸泡10-20分钟来确保效果。

现有技术(201510150673.x)公开了一种废弃反渗透膜再生工艺及组合设备，以废弃的反渗透卷绕轴为原料，通过优化选用化学清洗工序和涂浆修复工序，并设计反渗透膜修复专用的拆洗台、卷膜机、缠绕机、干燥机。经过实施，能达到脱盐率90％以上，通量1.0/m³·h以上的各项技术性能指标，可在废水处理回用工程中广泛应用。存在以下技术问题：1)清洗干燥效率低，加工成本高，降低了反渗透湿膜的使用效率，不适合大规模工业化应用；2)清洗过程中，不能根据待加工的反渗透湿膜数量调节清洗液或纯水的流量，加工可调节性低；3)清洗干燥过程中，清洗液或纯水与湿膜的接触面积小，干燥时无法快速去除残存的清洗液或水份。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种反渗透湿膜的干燥再生方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供一种反渗透湿膜的干燥再生方法，该干燥再生方法由干燥再生系统完成，具体包括以下步骤：

s1、清洗液配制：按照质量份数计，称取次氯酸钠0.2-0.5份、过氧化氢1-3份、草酸1-3份、氢氧化铵5-8份、蛋白水解酶0.2-0.5份、纤维素酶0.1-0.3份、异辛醇聚氧乙烯醚0.2-0.5份、除盐水250-320份，常温搅拌均匀得到清洗液，装入溶液箱备用；

s2、清洗液清洗：将若干个待清洗的反渗透湿膜卷绕在卷绕轴上，放入干燥再生系统中膜元件放置框的上方；打开第一调压阀、第一止回阀，溶液箱内的清洗液从出液口流入进液管路内，过滤器过滤后经第一调压阀、第一止回阀流入膜清洗干燥设备中；清洗液从进液罩的上方进入后，沿均匀分布的渗漏孔落入主体安装框内，启动第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴带动第一丝杠旋转，第一齿轮和第二齿轮随第一丝杠旋转，摩擦力带动幕布转动，倾斜设置的幕布使清洗液向中间板的中心位置滑动，沿中心部位的滴液孔滴落，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗；

s3、纯水清洗：打开第三止回阀，纯水从纯水箱、纯水管路流入膜清洗干燥设备，沿渗漏孔、滴液孔滴落，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗；

s4、干燥：清洗完毕后，关闭阀门，启动第二伺服电机，第二伺服电机的正反转带动第二丝杠转动，使得第三齿轮带动与其啮合的直行齿条水平移动，膜元件放置框随之左右水平移动，卷绕轴在膜元件放置框上规律地摆动，反渗透湿膜甩出水份进行干燥。

作为本发明进一步的方案，所述清洗液清洗时间为15-30min，温度为常温；所述纯水清洗时间为10-20min，温度为常温。

作为本发明进一步的方案，所述干燥再生系统包括溶液箱、进液管路、膜清洗干燥设备、回液管路，溶液箱底部的出液口通过进液管路、过滤器与膜清洗干燥设备连接，溶液箱顶部的进液口通过回液管路与膜清洗干燥设备连接；

其中，膜清洗干燥设备包括自上而下设置的进液罩、主体安装框、膜元件放置框、底板框，进液罩呈上窄下宽的空腔漏斗状且上端与进液管路连通；

膜元件放置框为一长方体状板，顶部放置有若干个卷绕有反渗透湿膜的卷绕轴，膜元件放置框的尺寸小于主体安装框；膜元件放置框上设有贯穿膜元件放置框的废液孔。

作为本发明进一步的方案，所述主体安装框设于进液罩的下方，主体安装框的两侧顶部对称限位结构，内部设有渗漏孔板，渗漏孔板的底部设有中间板和旋转机构，进液罩盖合在渗漏孔板的顶部，渗漏孔板上均匀分布有贯穿渗漏孔板的渗漏孔。

作为本发明进一步的方案，所述旋转机构包括：第一伺服电机、第一丝杠、第一齿轮、第二齿轮、幕布，第一伺服电机设于中间板的两端，第一伺服电机的输出轴与第一丝杠连接，第一丝杠的另一端与第一丝杠螺母座连接，第一丝杠上靠近第一伺服电机端同轴设置第一齿轮，靠近第一丝杠螺母座端同轴设置第二齿轮；中间板上设有贯穿中间板的滴液孔，中间板的内腔设有幕布旋转腔，幕布围绕幕布旋转腔进行旋转并通过设于中间板上方的辊轴支撑；第一齿轮、第二齿轮的外侧与幕布表面滚动摩擦接触。

作为本发明进一步的方案，所述过滤器与膜清洗干燥设备之间设有第一调压阀、第一止回阀，第一调压阀远离过滤器；进液口与膜清洗干燥设备之间设有第二调压阀、第二止回阀，第二调压阀远离溶液箱，膜清洗干燥设备的顶部通过纯水管路、第三止回阀与纯水箱连接。

作为本发明进一步的方案，所述膜元件放置框的底部平行设有两个直行齿条，直行齿条的垂直面上设有第二丝杠，第二丝杠上设有与直行齿条啮合的第三齿轮，第二丝杠的一端设有驱动第二丝杠旋转的第二伺服电机；底板框盖合在膜元件放置框的底部且其上贯穿设有通孔。

本发明的有益效果：

1、本发明的反渗透湿膜的干燥再生方法，包括清洗液配制、清洗液清洗、纯水清洗、干燥；其中，清洗液由氧化剂次氯酸钠和过氧化氢、酸性溶剂草酸、碱性溶剂氢氧化铵、蛋白水解酶、纤维素酶、非离子表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚与除盐水混合配制而成，氧化剂与酸碱性溶剂配合非离子表面活性剂，能够与反渗透湿膜表面的有机物、胶体反应并溶水除去，蛋白水解酶和纤维素酶能够水解湿膜表面的细菌、微生物，避免微生物对膜元件的损伤；通过干燥再生系统进行清洗液清洗、纯水清洗、干燥三道工序，溶液箱内的清洗液经过滤器过滤后进入膜清洗干燥设备中，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗，清洗生成的废液可以进入溶液箱内继续过滤清洗，不符合清洗要求后再排出；纯水经纯水管路进入膜清洗干燥设备中，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗；清洗液的多次过滤清洗，节约了湿膜清洗的成本，实现清洗液运输、过滤、收集净化的自动化过程，使得该方法清洗干燥效率高，加工成本低，提高了反渗透湿膜的使用效率；再生后的反渗透湿膜氯化钠脱除率达到94.8-95.5％，硫酸镁脱除率达到97.5-98.1％，产水量达到88-92m³/h/l，盐脱除率、水通量均达到或超过现有技术水平，适合大规模工业化应用。

2、清洗过程中，当进液管路通入的清洗液从进液罩的上方进入后，沿均匀分布的渗漏孔落入主体安装框内，第一伺服电机的输出轴带动第一丝杠旋转，第一齿轮和第二齿轮通过摩擦力带动幕布转动，幕布围绕幕布旋转腔进行旋转倾斜设置的幕布使清洗液向中间板的中心位置滑动，沿中心部位的滴液孔滴落；当需要大流量的清洗液从渗漏孔落下时，可以关闭第一伺服电机并将幕布拆卸下来；中间板和旋转结构的设计，方便根据待加工的反渗透湿膜数量，调节从滴液孔滴落的清洗液或纯水的流量，加工可调节性高。

3、清洗和干燥过程中，通过第二伺服电机的正反转带动第二丝杠转动，使得第三齿轮带动与其啮合的直行齿条水平移动，膜元件放置框随之左右水平移动，卷绕轴在膜元件放置框上规律地摆动，一方面在清洗时增大了清洗液或纯水与湿膜的接触面积，另一方面在干燥时利于残存的清洗液或水份甩出，提高了清洗效率和干燥效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明反渗透湿膜的干燥再生方法的流程图。

图2是本发明干燥再生系统的结构示意图。

图3是本发明膜清洗干燥设备的三维图。

图4是本发明膜清洗干燥设备去除进液罩后的结构示意图。

图5是本发明膜清洗干燥设备去除进液罩、主体安装框、底板框后的主视图。

图6是图5中a处的局部放大图。

图7是本发明膜清洗干燥设备去除进液罩、主体安装框、底板框后的另一视角视图。

图8是本发明膜清洗干燥设备去除进液罩、主体安装框、底板框后的剖视图。

图中：1、溶液箱；2、进液管路；3、膜清洗干燥设备；4、回液管路；5、过滤器；6、第一调压阀；7、第一止回阀；8、第二调压阀；9、第二止回阀；10、纯水管路；11、出液口；12、进液口；13、第三止回阀；14、纯水箱；15、反渗透湿膜；16、卷绕轴；31、进液罩；32、主体安装框；33、膜元件放置框；34、底板框；35、渗漏孔板；36、第一伺服电机；37、第一丝杠；38、第一齿轮；39、第二齿轮；40、幕布；41、第一丝杠螺母座；42、中间板；43、滴液孔；44、幕布旋转腔；45、辊轴；46、废液孔；47、直行齿条；48、第二丝杠；49、第三齿轮；50、第二伺服电机；351、渗漏孔；321、限位板；322、紧固螺杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-8所示，本实施例的一种反渗透湿膜的干燥再生方法，具体包括以下步骤：

s1、清洗液配制：按照质量份数计，称取次氯酸钠0.35份、过氧化氢1.6份、草酸2.5份、氢氧化铵6.2份、蛋白水解酶0.4份、纤维素酶0.16份、异辛醇聚氧乙烯醚0.4份、除盐水285份，常温搅拌均匀得到清洗液；

s2、清洗液清洗：将若干个待清洗的反渗透湿膜15卷绕在卷绕轴16上，放入干燥再生系统中膜元件放置框33的上方；打开第一调压阀6、第一止回阀7，溶液箱1内的清洗液从出液口11流入进液管路2内，过滤器5过滤后经第一调压阀6、第一止回阀7流入膜清洗干燥设备3中；清洗液从进液罩31的上方进入后，沿均匀分布的渗漏孔351落入主体安装框32内，启动第一伺服电机36，第一伺服电机36的输出轴带动第一丝杠37旋转，第一齿轮38和第二齿轮39随第一丝杠37旋转，摩擦力带动幕布40转动，倾斜设置的幕布40使清洗液向中间板42的中心位置滑动，沿中心部位的滴液孔43滴落，对待清洗的反渗透湿膜15进行清洗；清洗液清洗时间为15-30min，温度为常温。

s3、纯水清洗：打开第三止回阀13，纯水从纯水箱14、纯水管路10流入膜清洗干燥设备，沿渗漏孔351、滴液孔43滴落，对待清洗的反渗透湿膜15进行清洗；纯水清洗时间为10-20min，温度为常温。

s4、干燥：清洗完毕后，关闭阀门，启动第二伺服电机50，第二伺服电机50的正反转带动第二丝杠48转动，使得第三齿轮49带动与其啮合的直行齿条47水平移动，膜元件放置框33随之左右水平移动，卷绕轴16在膜元件放置框33上规律地摆动，反渗透湿膜15甩出水份进行干燥。

实施例2

本实施例与实施例1区别在于，步骤s1清洗液配制：按照质量份数计，称取次氯酸钠0.4份、过氧化氢2.2份、草酸2.5份、氢氧化铵7份、蛋白水解酶0.5份、纤维素酶0.22份、异辛醇聚氧乙烯醚0.4份、除盐水310份，常温搅拌均匀得到清洗液。

实施例3

本实施例与实施例1区别在于，步骤s1清洗液配制：按照质量份数计，称取次氯酸钠0.5份、过氧化氢3份、草酸2.4份、氢氧化铵6份、蛋白水解酶0.5份、纤维素酶0.3份、异辛醇聚氧乙烯醚0.4份、除盐水315份，常温搅拌均匀得到清洗液。

再生反渗透湿膜性能测试：

通过错流渗透试验对再生反渗透湿膜的氯化钠脱除率、硫酸镁脱除率和产水量进行检测。盐脱除率为：在一定的操作条件下，进料液盐浓度与渗透液中盐浓度之差，再除以进料液盐浓度。水通量为：在一定的操作条件下，单位时间内透过膜的水体积，其单位为l·m^-2·h^-1。

进液条件为1000ppm的氯化钠水溶液或硫酸镁水溶液，操作压力为150psi，操作温度为25℃，溶液ph为6.8，检测结果见下表：

由上表看出，本发明干燥再生后的反渗透湿膜，氯化钠脱除率达到94.8-95.5％，硫酸镁脱除率达到97.5-98.1％，每小时的产水量达到88-92l·m^-2·h^-1，盐脱除率、水通量均达到或超过现有技术水平，适合大规模工业化应用。

实施例4

参阅图1-8所示，本实施例提供一种干燥再生系统，包括溶液箱1、进液管路2、膜清洗干燥设备3、回液管路4，溶液箱1底部的出液口11通过进液管路2、过滤器5与膜清洗干燥设备3连接，溶液箱1顶部的进液口12通过回液管路4与膜清洗干燥设备3连接。过滤器5采用常规的市售活性炭过滤器。过滤器5与膜清洗干燥设备3之间设有第一调压阀6、第一止回阀7，第一调压阀6远离过滤器5；进液口12与膜清洗干燥设备3之间设有第二调压阀8、第二止回阀9，第二调压阀8远离溶液箱1，膜清洗干燥设备3的顶部通过纯水管路10、第三止回阀13与纯水箱14连接。干燥再生系统通过上述结构和连接关系的设计，使得溶液箱1内的清洗液经过滤器5过滤后进入膜清洗干燥设备中，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗，清洗生成的废液可以进入溶液箱1内继续过滤清洗，不符合清洗要求后再排出；纯水经纯水管路进入膜清洗干燥设备中，对待清洗的反渗透湿膜进行清洗；清洗液的多次过滤清洗，节约了湿膜清洗的成本，实现清洗液运输、过滤、收集净化的自动化过程，提高了反渗透湿膜的再生加工效率。

其中，膜清洗干燥设备3包括自上而下设置的进液罩31、主体安装框32、膜元件放置框33、底板框34，进液罩31呈上窄下宽的空腔漏斗状且上端与进液管路2连通；主体安装框32设于进液罩31的下方，主体安装框32的两侧顶部对称限位结构，内部设有渗漏孔板35，渗漏孔板35的底部设有中间板42和旋转机构，进液罩31盖合在渗漏孔板35的顶部，渗漏孔板35上均匀分布有贯穿渗漏孔板35的渗漏孔351。限位结构包括设于主体安装框32两侧顶部的两个限位板321，两个限位板321的之间连接有紧固螺杆322，限位板321用于夹紧盖合后的进液罩31。

旋转机构包括：第一伺服电机36、第一丝杠37、第一齿轮38、第二齿轮39、幕布40，第一伺服电机36设于中间板42的两端，第一伺服电机36的输出轴与第一丝杠37连接，第一丝杠37的另一端与第一丝杠螺母座41连接，第一丝杠37上靠近第一伺服电机36端同轴设置第一齿轮38，靠近第一丝杠螺母座41端同轴设置第二齿轮39。中间板42上设有贯穿中间板42的滴液孔43，中间板42的内腔设有幕布旋转腔44，幕布40围绕幕布旋转腔44进行旋转并通过设于中间板42上方的辊轴45支撑，位于幕布旋转腔44上方的幕布40从中心向外侧倾斜向上设置且与中间板42水平面间的夹角为30°-60°。第一齿轮38、第二齿轮39的外侧与幕布40表面滚动摩擦接触。

当进液管路2通入的清洗液从进液罩31的上方进入后，沿均匀分布的渗漏孔351落入主体安装框32内，启动第一伺服电机36，第一伺服电机36的输出轴带动第一丝杠37旋转，第一齿轮38和第二齿轮39随第一丝杠37旋转，摩擦力带动幕布40转动，幕布40围绕幕布旋转腔44进行旋转并通过设于中间板42上方的辊轴45支撑，倾斜设置的幕布40使清洗液向中间板42的中心位置滑动，沿中心部位的滴液孔43滴落；当需要大流量的清洗液从渗漏孔351落下时，可以关闭第一伺服电机36并将幕布40拆卸下来，此时大流量的清洗液从整个中间板42上的滴液孔43滴落。中间板和旋转结构的设计，方便根据待加工的反渗透湿膜数量，调节从滴液孔滴落的清洗液或纯水的流量，加工可调节性高。

膜元件放置框33为一长方体状板，顶部放置有若干个卷绕有反渗透湿膜15的卷绕轴16，膜元件放置框33的尺寸小于主体安装框32。膜元件放置框33上设有贯穿膜元件放置框33的废液孔46。膜元件放置框33的底部平行设有两个直行齿条47，直行齿条47的垂直面上设有第二丝杠48，第二丝杠48上设有与直行齿条47啮合的第三齿轮49，第二丝杠48的一端设有驱动第二丝杠48旋转的第二伺服电机50。底板框34盖合在膜元件放置框33的底部且其上贯穿设有通孔。通过第二伺服电机50的正反转带动第二丝杠48转动，使得第三齿轮49带动与其啮合的直行齿条47水平移动，膜元件放置框33随之左右水平移动，卷绕轴16在膜元件放置框33上规律地摆动，一方面在清洗时增大了清洗液或纯水与湿膜的接触面积，另一方面在干燥时利于残存的清洗液或水份甩出，提高了清洗效率和干燥效率。

本实施例的干燥再生系统的工作方法，具体包括如下步骤：

s1、反渗透湿膜卷绕、放置：将若干个待清洗的反渗透湿膜15卷绕在卷绕轴16上，放入膜元件放置框33的上方；

s2、膜清洗干燥设备组装：将主体安装框32盖合在膜元件放置框33上，进液罩31盖合在主体安装框32上，底板框34盖合在膜元件放置框33的底部，完成膜清洗干燥设备3的组装；

s3、清洗液清洗：打开第一调压阀6、第一止回阀7，溶液箱1内的清洗液从出液口11流入进液管路2内，过滤器5过滤后经第一调压阀6、第一止回阀7流入膜清洗干燥设备3中；清洗液从进液罩31的上方进入后，沿均匀分布的渗漏孔351落入主体安装框32内，启动第一伺服电机36，第一伺服电机36的输出轴带动第一丝杠37旋转，第一齿轮38和第二齿轮39随第一丝杠37旋转，摩擦力带动幕布40转动，幕布40围绕幕布旋转腔44进行旋转并通过设于中间板42上方的辊轴45支撑，倾斜设置的幕布40使清洗液向中间板42的中心位置滑动，沿中心部位的滴液孔43滴落，对待清洗的反渗透湿膜15进行清洗；

s4、纯水清洗：打开第三止回阀13，纯水从纯水箱14、纯水管路10流入膜清洗干燥设备，经过与s3同样的过程对待清洗的反渗透湿膜15进行清洗；

s5、干燥：清洗完毕后，关闭阀门，启动第二伺服电机50，第二伺服电机50的正反转带动第二丝杠48转动，使得第三齿轮49带动与其啮合的直行齿条47水平移动，膜元件放置框33随之左右水平移动，卷绕轴16在膜元件放置框33上规律地摆动，反渗透湿膜15甩出水份进行干燥。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。