本发明专利技术提供了一种压力驱动的多功能膜分离装置和分离工艺，包括高压膜分离分路、压力可变膜分离分路、低压膜分离分路、低压供水干路、高压供水干路，在高压膜分离分路、压力可变膜分离分路、低压膜分离分路中分别设置不同的膜组件，组合结构型式相同和不相同的膜组件，集成高压运行与低压运行的并联或串联等多种膜分离模式，快速方便地对同一种或两种不同的料液实施反渗透、纳滤、超滤、微滤膜分离。本发明专利技术强化了膜分离的功能多样性和工艺灵活性，降低了膜分离设备的投资费用，减少了料液处理的运行时间，条件易控，效率更高，结果可靠，适用性广，可用作水和废水、食品、生物、制药、精细化工等工业物料的批次处理或规模化生产的单元操作设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理以及食品、制药、生物化工、农产品加工、精细化工等的流体分 离领域，尤其涉及一种压力驱动的多功能膜分离装置及工艺。
技术介绍
膜分离技术具有高效、节能、环保、操作简便等优点，因而在当今工业生产中广泛 应用于不同物理、化学性质的物料的分离、分级、除杂及浓缩。以压力为驱动力的反渗透 (R0)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)等四种膜过程，是由于膜的孔径依次增大，对不同分 子尺寸或物质尺寸的混合物能够进行精细分离提纯和浓缩，能够实现针对特定的物料的特 定分离目的而进行高效操作。R0、NF由于膜具有纳米级甚至小至埃级尺寸的小孔径，适用 于分离料液中的一价或高价离子以及小分子量物质和水，操作压力高，为高压膜分离过程; 而UF、MF由于膜的孔径在数十个纳米甚至大到数个微米，仅需较低的操作压力即可将混合 物中的大分子与小分子或盐等物质分离，为低压膜分离过程。迄今为止，可以进行大规模工业应用的压力驱动的膜元件型式主要有卷式、中空 纤维式、管式和平板式。其中，用于R0、NF的大多为需高压操作的卷式膜组件，而用于UF、 MF的为可低压操作的膜组件除了卷式外，更多的是中空纤维式。一种膜过程或一个待分离 的物料在进入大规模工业化应用前，通常需经过膜分离的小试或中试试验研究，以确定料 液分离纯化的膜分离过程参数并确定其所能达到的分离效果及所得产品质量的优劣等，为 工业化膜分离系统的设计和膜分离装置的制造提供科学依据。而当今市场上已有的试验用 或批次规模生产用的膜分离设备，都以单一形式例如中空纤维式或卷式的膜元件，或以操 作压力仅为低压或高压采用单一膜元件的制造的成套化装置。因而，成套化的膜分离装置 存在规格少、膜分离功能单一，同一套设备不能在同时间内采用同一料液进行多种不同膜 以及不同膜过程的操作运行，更不能满足来自多领域的不同物料进行多样化试验运行的需 要，完成分离任务时试验步骤繁杂、试验设备多台套、设备投资和运行费用大等问题。
技术实现思路
本专利技术首先所要解决的技术问题是提供一种压力驱动的多功能膜分离装置，能通 过简单的结果实现多种膜分离工艺的并行运行和串联运行，能方便和低成本地为大规模工 业化膜分离系统的工艺设计及其成套化膜分离装置的制造提供依据，以及为相关产品多批 次规模生产提供新型膜分离成套装置。为此，本专利技术采用以下技术方案它包括高压膜分离 分路、压力可变膜分离分路、第一低压膜分离分路、第二低压膜分离分路、低压供水干路、高 压供水干路；低压供水干路上设有低压泵，高压供水干路上设有高压泵，高压膜分离分路、 压力可变膜分离分路、第一低压膜分离分路、第二低压膜分离分路在其膜组件上游分别设 有阀门；高压膜分离分路在它的所述阀门的上游和高压供水干路连接； 第一低压膜分离分路在它的所述阀门的上游、第二低压膜分离分路在它的所述阀门的上游与低压供水干路连接；压力可变膜分离分路在它的所述阀门的上游与低压供水干路连接并在连接管路上设 有第一工作状态切换阀门；压力可变膜分离分路在它的所述阀门的上游还与高压供水干路连接并在连接管路上 设有第二工作状态切换阀门；所述高压膜分离分路中的膜组件为反渗透用或纳滤用的卷式膜组件，所述压力可变膜 分离分路的膜组件为与高压膜分离分路中膜组件不同的反渗透用或纳滤用的卷式膜组件， 或者为超滤用的卷式膜组件，或者为微滤用的卷式膜组件；所述第一低压膜分离分路中的膜组件为超滤用或微滤用的中空纤维式膜组件，第二低 压膜分离分路中的膜组件为与第一低压膜分离分路中膜组件不同的超滤用或微滤用的中 空纤维式膜组件；所述多功能膜分离装置设有原水箱和第一储液箱，所述原水箱和高压供水干路和低压供水干路管路相连，并在连接管路上设有阀门， 所述第一储液箱的进水口和第一低压膜分离分路产水出口相连并在连接管路上设有 阀门，所述第一储液箱的进水口和第二低压膜分离分路产水出口相连并在连接管路上设有 阀门，所述第一储液箱的出水口和高压供水干路相连并在连接管路上设有阀门。本专利技术另一个所要解决的技术问题是提供上述压力驱动的多功能膜分离装置分 离工艺。为此，本专利技术采用以下技术方案它包括以下组合模式第一组合模式，低压卷式膜和低压中空纤维式膜并联运行，所述第一组合模式包括以 下步骤在压力可变膜分离分路上装载用于超滤或用于微滤的卷式膜，开启第一工作状态切换 阀门，关闭第二工作状态阀门，接通压力可变膜分离分路，第一低压膜分离分路、第二低压 膜分离分路中至少接通一路，启动低压泵，进行低压卷式超滤膜分离或低压卷式微滤膜分 离、中空纤维式超滤膜分离和/或中空纤维式微滤膜分离的并行运行；第二组合模式，低压中空纤维式膜与高压卷式膜的并联运行，所述第二组合模式包括 以下步骤在压力可变膜分离分路上装载与高压膜分离分路中膜组件不同的反渗透用或纳滤用 的卷式膜组件，关闭第一工作状态切换阀门，高压膜分离分路和压力可变膜分离分路中至 少接通一路，压力可变膜分离分路接通时，第二工作状态切换阀门开启，第一低压膜分离分 路、第二低压膜分离分路中至少接通一路，启动低压泵和高压泵，进行反渗透和/或纳滤、 超滤和/或微滤的并行运行；第三组合模式，低压中空纤维式膜与高压卷式膜的二级串联运行， 关闭第一工作状态切换阀门，在高压膜分离分路及其与第一储液箱的连接、压力可变 膜分离分路及其与第一储液箱的连接中至少接通一路，第一低压膜分离分路、第二低压膜 分离分路中接通其中一路，断开所述原水箱和高压供水干路的连接，接通第一低压膜分离 分路或第二低压膜分离分路的产水出口与第一储液箱的连接管路，进行中空纤维式膜与高 压卷式膜二级串联膜分离运行。由于采用本专利技术的技术方案，本专利技术所提供的膜分离装置基于压力驱动膜分离原 理，巧妙地设计管、阀系统，灵活地组合结构型式相同和不相同的膜组件，通过简单的结构有机地集成高压和低压驱动运行模式，能实现高压运行与低压运行的并联运行、串联运行 等多种膜分离模式，对同一种原水能快速方便地得到它们反渗透、纳滤、超滤、微滤以及串 联组合的膜分离结果，提高了成套膜分离装置的集成度和科技含量，强化了膜分离功能的 多样性和灵活性，极大地减少了膜分离设备的投资费用和分离运行时间。在同等运行条件 下，本专利技术与传统膜分离装置相比，本专利技术装置和分离工艺具有适用性更广，效率更高，运 行条件更易控制，重复运行数据更为准确，获得的结果更具可靠性等的显著优点，可用作规 模化批次处理量的单元操作设备，更能为大规模工业化膜分离系统的工艺设计及其成套化 膜分离装置的制造提供依据。附图说明图1为本专利技术的多功能膜分离装置的系统与分离工艺示意图。 具体实施例方式参照附图。本专利技术包括高压膜分离分路、压力可变膜分离分路、第一低压膜分离分 路、第二低压膜分离分路、低压供水干路、高压供水干路；低压供水干路上设有低压泵B-02、球阀QF-07、保安过滤器LQ、与低压泵B-02并联的球 阀QF-6，所述低压泵的低压是指该压力能满足超滤和微滤膜处理的要求，并因此而将低压 泵所在的供水干路称为低压供水干路。高压供水干路上设有高压泵B-01、球阀QF-10、与高压泵B-Ol的进出口连接用于 回流的截止阀JF-01，所述高压泵的高压是指该压力能满足反渗透和纳滤膜处理的要求，并 因此而将高压泵所在的供水干路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力驱动的多功能膜分离装置，其特征在于它包括高压膜分离分路、压力可变膜分离分路、第一低压膜分离分路、第二低压膜分离分路、低压供水干路、高压供水干路；低压供水干路上设有低压泵，高压供水干路上设有高压泵，高压膜分离分路、压力可变膜分离分路、第一低压膜分离分路、第二低压膜分离分路在其膜组件上游分别设有阀门； 高压膜分离分路在它的所述阀门的上游和高压供水干路连接； 第一低压膜分离分路在它的所述阀门的上游、第二低压膜分离分路在它的所述阀门的上游与低压供水干路连接； 压力可变膜分离分路在它的所述阀门的上游与低压供水干路连接并在连接管路上设有第一工作状态切换阀门； 压力可变膜分离分路在它的所述阀门的上游还与高压供水干路连接并在连接管路上设有第二工作状态切换阀门； 所述高压膜分离分路中的膜组件为反渗透用或纳滤用的卷式膜组件，所述压力可变膜分离分路的膜组件为与高压膜分离分路中膜组件不同的反渗透用或纳滤用的卷式膜组件，或者为超滤用的卷式膜组件，或者为微滤用的卷式膜组件； 所述第一低压膜分离分路中的膜组件为超滤用或微滤用的中空纤维式膜组件，第二低压膜分离分路中的膜组件为与第一低压膜分离分路中膜组件不同的超滤用或微滤用的中空纤维式膜组件； 所述多功能膜分离装置设有原水箱和第一储液箱， 所述原水箱和高压供水干路和低压供水干路管路相连，并在连接管路上设有阀门， 所述第一储液箱的进水口和第一低压膜分离分路产水出口相连并在连接管路上设有阀门，所述第一储液箱的进水口和第二低压膜分离分路产水出口相连并在连接管路上设有阀门，所述第一储液箱的出水口和高压供水干路相连并在连接管路上设有阀门。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡邦肖，夏仙兵，
申请(专利权)人：浙江司大膜工程有限公司，
类型：发明
国别省市：86
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