一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统及使用方法技术方案

本发明专利技术提供了一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统及使用方法，所述清洗系统至少包括：清洗容器，用于容纳清洗剂，包括容纳软水清洗剂的至少一第一时间段、次氯酸钠清洗剂的至少一第二时间段及氢氧化钠清洗剂的至少一第三时间段；清洗回路，分别与清洗容器和陶瓷膜连接，用于清洗剂流通；所述清洗回路包括软水反洗回路、次氯酸钠反洗回路、氢氧化钠反洗回路及氢氧化钠正洗回路；清洗泵，与清洗容器连接，用于提供动力使得清洗剂流动。本发明专利技术采用软水反洗、次氯酸钠反洗、氢氧化钠反洗、氢氧化钠正洗以及软水反洗的步骤有效清洗了由菌体浓度较高的发酵液污染过的陶瓷膜，实现了陶瓷膜通量的完全恢复，解决了陶瓷膜应用于生物发酵领域时难清洗的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜清洗
，尤其涉及一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统及使用方法。
技术介绍
无机陶瓷膜被验证可以应用到生物发酵工艺中，对发酵液起到过滤的作用，一方面截留发酵液中的菌体，起到提高菌体浓度的作用，另一方面滤出的清液参与到下一个工艺环节中。但是在中试试验中陶瓷膜的清洗方法不佳，这就势必会影响到商业化生产陶瓷膜工艺的设计。无机陶瓷膜在生物发酵工艺中要求为恒流变压的方式运行，即在一定的入口压力和温度条件下，保持清液的采出量恒定。由于陶瓷膜不断的截留菌体滤出清液，膜内通道会慢慢污染堵塞，清液侧的压力会慢慢降低。当清液的流量无法达到目标值时，说明陶瓷膜污染严重，需要进行清洗。陶瓷膜在其他领域有广泛的应用，而且陶瓷膜的清洗不是难题，有常规的清洗工艺和清洗剂。但是针对应用于发酵液物料的陶瓷膜，常规的清洗方法无法对陶瓷膜进行清洗，清洗效果很差，膜通量无法恢复，很难再重复进行高效的使用。
技术实现思路
针对现有技术中的上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统及使用方法，可对生物发酵用陶瓷膜有效的清洗，使得膜通量恢复，实现陶瓷膜的再生与可重复性利用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，至少包括：清洗容器，用于容纳清洗剂，包括容纳软水清洗剂的至少一第一时间段、次氯酸钠清洗剂的至少一第二时间段及氢氧化钠清洗剂的至少一第三时间段；清洗回路，分别与所述清洗容器和所述陶瓷膜连接，用于清洗剂在所述清洗容器和所述陶瓷膜之间流通；所述清洗回路包括软水反洗回路、次氯酸钠反洗回路、氢氧化钠反洗回路及氢氧化钠正洗回路；清洗泵，与所述清洗容器连接，用于提供动力使得清洗剂在清洗回路中流动。作为进一步的优选，所述清洗容器还连接有蒸汽管道，用于蒸汽通入所述清洗容器中加热清洗剂。作为进一步的优选，所述清洗系统还包括排污管道，与所述陶瓷膜浓液侧的出口连通，用于将流经陶瓷膜后的清洗剂排出；所述清洗容器还设置有排污口。作为进一步的优选，所述清洗回路为循环清洗回路。作为进一步的优选，所述软水反洗回路包括清洗容器与陶瓷膜清液侧的进口之间的通路以及排污管道通路，所述排污管道通路与陶瓷膜浓液侧的出口连通。作为进一步的优选，所述次氯酸钠反洗回路和氢氧化钠反洗回路包括清洗容器与陶瓷膜清液侧的进口之间的通路以及陶瓷膜浓液侧的出口与清洗容器之间的通路。作为进一步的优选，所述氢氧化钠正洗回路包括清洗容器与陶瓷膜进料管口之间的通路以及陶瓷膜浓液侧的出口与清洗容器之间的通路。作为进一步的优选，所述陶瓷膜应用于工业煤气利用生物发酵法制燃料乙醇的工艺中。一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统的使用方法，包括如下步骤：清洗容器中的软水通过软水反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；清洗容器中的次氯酸钠溶液通过次氯酸钠反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；清洗容器中的氢氧化钠溶液通过氢氧化钠反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；清洗容器中的氢氧化钠溶液通过氢氧化钠正洗回路对陶瓷膜进行正冲洗；清洗容器中的软水通过软水反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗。作为进一步的优选，所述次氯酸钠溶液和氢氧化钠溶液反冲洗陶瓷膜后，得到的污染物从所述清洗容器的排污口排出。作为进一步的优选，所述次氯酸钠溶液的浓度为0.5-1.0％(v/v)，有效氯含量为8-12％，所述氢氧化钠的浓度为2-3％(w/w)。作为进一步的优选，所述次氯酸钠溶液反冲洗时，所述次氯酸钠溶液的温度为35-45℃；所述氢氧化钠溶液反冲洗时，所述氢氧化钠溶液的温度为50-70℃。作为进一步的优选，所述软水的一次反冲洗时间为5-15min，所述次氯酸钠溶液的反冲洗时间为5-15min，所述氢氧化钠溶液的反冲洗时间为5-15min，所述氢氧化钠溶液的正冲洗时间为20-40min。本专利技术的有益效果是：(1)由菌体浓度较高的发酵液污染过的陶瓷膜，经过本专利技术软水反洗、次氯酸钠反洗、氢氧化钠反洗、氢氧化钠正洗以及软水反洗的步骤，能对生物发酵用陶瓷膜有效的清洗，可实现陶瓷膜通量的完全恢复，解决了陶瓷膜应用于生物发酵领域时难清洗的问题。(2)本专利技术采用的清洗泵，较常规的陶瓷膜清洗工艺相比较，在循环清洗泵的选择上无需选择大功率、大流量的泵，可以降低成本。(3)本专利技术清洗剂使用的是较常用的氢氧化钠、次氯酸钠两种化学品，且浓度要求低，可节约化学品的投入。(4)排出的污染物可加装化学品回收的储罐，进行重复利用，进一步降低投入。(5)本专利技术的陶瓷膜得到良好效果的清洗后，通量彻底恢复，可实现在生物发酵工艺中的重复使用，并保证固定的使用周期，不会衰减过快，从而影响发酵生产。附图说明图1为本专利技术实施例生物发酵用陶瓷膜的清洗系统的使用方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例1生物发酵用陶瓷膜的清洗系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术通过提供一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统及使用方法，采用软水反洗、次氯酸钠反洗、氢氧化钠反洗、氢氧化钠正洗以及软水反洗的步骤有效的清洗了由菌体浓度较高的发酵液污染过的陶瓷膜，实现了陶瓷膜通量的完全恢复，解决了陶瓷膜应用于生物发酵领域时难清洗的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例的主要思路如下：本专利技术实施例生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，至少包括：清洗容器，用于容纳清洗剂，包括容纳软水清洗剂的至少一第一时间段、次氯酸钠清洗剂的至少一第二时间段及氢氧化钠清洗剂的至少一第三时间段；清洗回路，分别与清洗容器和陶瓷膜连接，用于清洗剂流通；所述清洗回路包括软水反洗回路、次氯酸钠反洗回路、氢氧化钠反洗回路及氢氧化钠正洗回路；清洗泵，与所述清洗容器连接，用于提供动力使得清洗剂流动。如图1所示，本专利技术实施例生物发酵用陶瓷膜的清洗系统的使用方法，包括如下步骤：S01:清洗容器中的软水通过软水反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；S02:清洗容器中的次氯酸钠溶液通过次氯酸钠反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；S03:清洗容器中的氢氧化钠溶液通过氢氧化钠反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗；S04:清洗容器中的氢氧化钠溶液通过氢氧化钠正洗回路对陶瓷膜进行正冲洗；S05:清洗容器中的软水通过软水反洗回路对陶瓷膜进行反冲洗。发酵液的主要特性如下：菌体浓度高，28g/L左右；气含量较高，10—17％；粘度约为1.3，另外含有乙醇、乙酸等物质。要求清液中不含有菌体。由于发酵液的特殊性质，生物发酵用陶瓷膜较制药、废水处理等其他领域使用的陶瓷膜更不易清洗。常规的清洗工艺仅为正洗，即在清洗罐内注入相应的清洗剂，例如水、碱、酸等，开启清洗泵，经过管道进入陶瓷膜，再返回清洗罐，进行循环清洗。正洗是让清洗液从陶瓷膜进料管线进入，从浓液出口排出，即清洗膜通道，不穿过膜层。对于过滤了发酵液的陶瓷膜而言，这种方法只能将膜通道表面上的物质冲洗掉，无法清洗膜层内部的物质，所以清洗后膜的通量无法恢复，清洗效果差。本专利技术实施例改变了常规的陶瓷膜清洗工艺，采用反洗与正洗步骤结合以及调整了清洗剂种类、浓度及温度等因素，清洗效果好；所谓反洗，即让清洗剂液体从清液侧管道进入膜，穿过膜层，排出陶瓷膜。本专利技术实施例选用的清洗剂为软水、次氯酸钠溶液以及氢氧化钠溶液，本专利技术实施例在清洗容器中通入蒸汽用于加热清洗剂，加热提高了清洗剂的清洗效果；所述次氯酸钠溶液在浓度为0.5-1.0％(v/v)，有效氯含量为8-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：至少包括：清洗容器，用于容纳清洗剂，包括容纳软水清洗剂的至少一第一时间段、次氯酸钠清洗剂的至少一第二时间段及氢氧化钠清洗剂的至少一第三时间段；清洗回路，分别与所述清洗容器和所述陶瓷膜连接，用于清洗剂在所述清洗容器和所述陶瓷膜之间流通；所述清洗回路包括软水反洗回路、次氯酸钠反洗回路、氢氧化钠反洗回路及氢氧化钠正洗回路；清洗泵，与所述清洗容器连接，用于提供动力使得清洗剂在清洗回路中流动。

【技术特征摘要】
1.一种生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：至少包括：清洗容器，用于容纳清洗剂，包括容纳软水清洗剂的至少一第一时间段、次氯酸钠清洗剂的至少一第二时间段及氢氧化钠清洗剂的至少一第三时间段；清洗回路，分别与所述清洗容器和所述陶瓷膜连接，用于清洗剂在所述清洗容器和所述陶瓷膜之间流通；所述清洗回路包括软水反洗回路、次氯酸钠反洗回路、氢氧化钠反洗回路及氢氧化钠正洗回路；清洗泵，与所述清洗容器连接，用于提供动力使得清洗剂在清洗回路中流动。2.根据权利要求1所述的生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：所述清洗容器还连接有蒸汽管道，用于蒸汽通入所述清洗容器中加热清洗剂。3.根据权利要求1所述的生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：所述清洗系统还包括排污管道，与所述陶瓷膜的出口连通，用于将流经陶瓷膜后的清洗剂排出；所述清洗容器还设置有排污口。4.根据权利要求1所述的生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：所述软水反洗回路包括清洗容器与陶瓷膜清液侧的进口之间的通路以及排污管道通路，所述排污管道通路与陶瓷膜浓液侧的出口连通。5.根据权利要求1所述的生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：所述次氯酸钠反洗回路和氢氧化钠反洗回路包括所述清洗容器与所述陶瓷膜清液侧的进口之间的通路以及所述陶瓷膜浓液侧的出口与所述清洗容器之间的通路。6.根据权利要求1所述的生物发酵用陶瓷膜的清洗系统，其特征在于：所述氢氧化钠正洗回路包括所述清洗容器与所述陶瓷膜进料管口之...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳，莫志朋，王晓东，汪洪涛，佟淑环，
申请(专利权)人：北京首钢朗泽新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11