CN102336265A - 船用污水处理防堵防断丝膜组件 - Google Patents

Abstract

一种船用污水处理防堵防断丝膜组件，主要解决膜堵塞和膜丝断裂等技术问题，其采用技术方案是，在组件壳体下方下腔设污水进口，下腔和中腔连通有通水孔，在壳体上方设污水回水出口，上腔连通膜元件的膜腔，壳体上方还设清水出口，污水自污水进口泵入下腔经导水孔、中腔和回水出口循环流动，在中腔内污水经膜元件过滤后的清水经膜腔、上腔、清水出口达标排放，适用各种类型船舶的污水处理。

Description

船用污水处理防堵防断丝膜组件

技术领域：

本发明涉及一种船上废水或污水处理用设备的配置，特别是一种船用污水处理用设备的组件。

背景技术：

舰船在航行或停泊时会产生大量生活污水，其中包括厕所排出的黑水、厨房或洗涤排出的灰水，这些黑灰水的排放会严重污染水域环境，因此相应的标准、规范对使用者提出严格要求处理黑灰水，针对此，业者提出各种船用黑灰水处理设备，中国专利名称《船用序批式膜法黑灰水处理装置》专利号ZL200510027557.5提出的技术方案关键之一是在膜组件柜内置有膜组件，用以对生化降解后的污水进行泥水分离，该膜组件各膜丝两端分别密封固接在柜的上、下花板，上、下花板将柜内腔分隔成上、中、下三腔，上、下膜连通膜内腔并连接出水出吸泵，抽吸泵的抽吸连接出水管的膜组件膜丝体12’内腔形成负压，柜的中腔由上一流程补充需处理的黑灰水，上述膜过滤状态如图5所示，图示一膜丝体12’中空内腔侧壁显微放大，膜丝体12’侧壁的前端面临黑灰水水流方向A’侧壁上分布有大量微孔，在前端面外部为黑灰水区，在后端面侧为膜丝体12’内部的负压区，两侧的压差形成黑灰水在微孔中自前端面向后端面方向流动，黑灰水中污染物C不能穿过微孔的小口径，形成膜丝体12’的过滤功能，即图示的过滤方向B’，上述过程的特点是水流方向A’和膜丝体12’侧壁的前、后端呈垂直状态，通常称“死端过滤”技术，它能使设备具有泥水分离效率高，出水水质优且稳定的优点，但上述膜组件的结构存在下列问题：

1.膜组件易堵塞——由于采用死端过滤技术，膜组件的膜丝外表面的流向和清水在膜表面透过水的流向不一致，没有形成有效的水力流动，即膜丝外部水力搅动不足，易造成污泥流动不畅，膜表面容易形成污染物堆积，随设备运行时间的增加，在膜表面生成高浓度泥层，而且难以清洗，即降低生化效果，也不利膜的抗污染；

2.膜组件在长期运行后出现部分断丝现象——由于采用死端过滤技术，在膜组件顶端及其安装方向存在黑灰水的垂直向流动，从而引起膜组件顶端的切向紊流，由此膜组件在运行一定时间后会出现断丝现象，膜组件的断丝既影响处理污水的效果，也给维护操作带来负担；

3.维护保养不便——由于膜组件直接安装在本体的膜组件柜内，维护清洗操作时，需整个膜组件柜停止工作，将影响装置正常运行，且维修需要较大的维修操作空间，在船舶的有限舱位内更增添维护困难。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的船用污水处理防堵防断丝膜组件，它能极大地改善膜组件易堵塞现象，并能有效防止膜丝断裂，且其维修所需空间小操作方便。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

船用污水处理防堵防断丝膜组件具有一壳体，该壳体内腔分别固设有上、下花板，该上、下花板分别开设有一组安装孔，所述的各安装孔分别固定有膜丝体的两端，壳体内腔上花板的上方构成有上腔，壳体内腔上、下花板之间构成有中腔，壳体内腔下花板下方构成有中腔，其特点是：在所述的壳体下方设置有和下腔连通的污水进口，下腔和中腔连通有一组下花板的通水孔，在壳体上方设置有污水的回水出口，上腔连通有膜元件的膜腔，在壳体上方还设置有和上腔连通的清水出口，污水自污水进口泵入下腔经导水孔、中腔和回水出口循环流动，在中腔内污水经膜元件过滤后的清水沿膜元件的膜腔进入上腔，再经清水出口达标排放，污水和清水在壳体中腔范围内呈顺向流动。

本发明采用先进的错流过滤技术，即污水在膜表面的流向和清水在膜表面的透过水的流向不一致，在膜表面形成紊流状态的水力冲刷，极大改善膜表面的污泥堆积堵塞，本发明使污水在壳体内(中腔)自下而上流动，在形成错流的同时，在中腔内污水和进入膜腔的清水是沿膜元件的安装方向形成同向流，尤其在膜元件顶端污水与清水呈顺向流动，大大减少膜元件顶端的切向紊流，有效地消除传统结构的膜丝断裂现象，本发明提供一种外置式膜组件，和现有结构比较，不仅日常维护和维修操作简便，而且维护不影响整机运行，其所需维修的空间明显减少，更适应船舶或类似场合使用。

附图说明：

图1是本发明船用污水处理装置防堵防断丝膜组件系统示意图。

图2是图1中膜组件剖视示意图。

图3是图2中膜元件过滤状态示意图。

图4是图3中膜元件过错流过滤技术显微放大示意图。

图5是现有膜元件死端过滤技术显微放大示意图。

具体实施方式：

参照图1、2，船用污水处理装置防堵防断丝膜组件系统包括膜元件1、壳体2、上花板3、下花板4、污水进口5、污水进口5、污水出口6、清水出口7、污水处理柜100、污水泵101和清水泵102，其中污水处理柜100、污水泵101、污水进口5、壳体2内腔、污水出口6形成污水流动循环回路，壳体2内腔的膜元件1、清水出口7和清水泵102形成清水达标排放回路。

膜元件1，如图1、2所示，包括有膜腔10、上接头11、膜丝体12、下接头13，其结构和现有产品基本相同为一中空纤维膜，膜丝体12呈中空管状形成膜腔10，膜元件1、膜丝体12的过滤功能如图3、4所示，图中箭头为过滤过程各组分的流动方向：

A——是以实线表示污水流动方向

B——是以虚线表示过滤后清水流动方向

C——是以点划线表示过滤时水的过滤方向

从图中可看到，污水在膜丝体12表面的流向A和透过膜丝体12的过滤后清水流向B呈垂直状态，这一流向不一致的过滤技术为错流过滤技术，由此在膜丝体12表面形成紊流状态的水力冲刷，极大改善膜丝体12表面的污泥堆积，是解决膜组件1堵塞难题的极佳技术方案；

上接头11，是膜丝体12上端和上花板3的连接结构，和现有技术相同或相似，其特点是上接头11呈开口状，即膜元件1的膜腔10从该开口处和壳体2内腔的上腔20连通，形成过滤后清水的排水通道；膜丝体12上端的上接头11和上花板3的连接处保持水密，以区隔壳体2的上腔20和中腔30的清水区和污水区；

下接头13，结构和功能与上接头11相似，其特点是下接头12呈封闭状，再结合下接头12和下花板4的连接密封，可保持壳体2内腔的中腔30和下腔40的连通而又可区隔中、下腔30、40和膜元件1的膜腔10；

上、下接头11、13和上、下花板3、4连接后，其安装状态和壳体2的中轴线呈平行状态，而壳体2内腔的下腔40和中腔30中的污水流向(图2、3、4实线箭头所示)也是沿壳体2的中轴线向，同时膜丝体12的膜腔10内的清水也是顺上述流向流动，其结果是大大减少膜元件1顶端的切向紊流，从而有效防止膜丝体12的断裂。

壳体2，是一筒形构件，用以组成膜组件的各工作腔和设置相应的膜元件1和附件。

上花板3，是一和壳体2内腔配合的上板体31和在该上板体31开设的一组上安装孔32组成，上安装孔32用以固定膜元件1的上端，在上花板3的中心处还开设有一可贯穿污水出口6弯管62的固定孔33，弯管62和固定孔33连接处呈密封状态。

下花板4，是一和壳体2内腔配合的下板体41和该下板体41开设的一组下安装孔42组成，下安装孔42用以固定膜元件1的下端，在下花板4各安装孔42之间还布设有一组导水孔43，各导水孔43均匀分布在下花板4的平面上，以保持污水能均匀地自下腔40流向中腔30(如图2箭头所示)。

污水进口5，位于壳体2下方近底部的适当位置处，污水进口5连接有污水泵101，可将污水处理柜100内的污水，以设定的压力泵入壳体2的下腔40；污水进口5也可制成弯管状，如图2所示污水出口6，其下出口在壳体2中心处对向底部，可形成下腔40内污水有更均匀的流动。

回水出口6，位于壳体2上方近顶部侧边的适当位置处，其上出口61用以外接污水流向污水处理柜100的管路，回水出口6的弯管62呈直角弯曲，穿伸在壳体2的上腔20，并穿过上花板3伸入中腔30，其下出口63位于中腔30顶部近上花板3的适当位置处，使中腔30内污水流更顺向膜元件1的安装位，以求防断丝的更佳效果。

清水出口7，位于壳体2上方近顶部侧边的适当位置处，可将上腔20内经处理的清水经清水出口7和清水泵102抽吸排出，清水泵102的抽吸可使膜元件1膜腔10内经处理的清水流向和中腔30内污水流向相同，可减少膜丝体12顶端的切向紊流，进一步加强防断丝效果。

视镜8，在壳体2的顶面上设置视镜8，用以查看膜元件1的使用情况，当膜元件1的膜丝体12发黑时，表明其有故障，需及时更换以保持膜组件的工作正常。

Claims (6)

1.一种船用污水处理防堵防断丝膜组件，该组件具有一壳体，该壳体内腔分别固设有上、下花板，该上、下花板分别开设有一组安装孔，所述的各安装孔分别固定有膜丝体的两端，壳体内腔上花板的上方构成有上腔，壳体内腔上、下花板之间的构成有中腔，壳体内腔下花板下方构成有下腔，其特征在于：在所述的壳体(2)下方设置有和下腔(40)连通的污水进口(5)，下腔(40)和中腔(30)连通有一组下花板(4)的通水孔(43)，在壳体(2)上方设置有污水的回水出口(6)，上腔(20)连通有膜元件(1)的膜腔(10)，在壳体(2)上方还设置有和上腔(20)连通的清水出口(7)，污水自污水进口(5)泵入下腔(40)经导水孔(43)、中腔(30)和回水出口(6)循环流动，在中腔(30)内污水经膜元件(1)过滤后的清水沿膜元件(1)的膜腔(10)进入上腔(20)，再经清水出口(7)达标排放，污水和清水在壳体(2)中腔(20)范围内呈顺向流动。

2.根据权利要求1所述的船用污水处理防堵防断丝膜组件，其特征是膜元件(1)包括有膜腔(10)上接头(11)、膜丝体(12)和下接头(13)，膜腔(10)在上接头(11)端部呈开口状和壳体(2)上腔(20)连通，膜腔(10)在下接头(13)端部呈封闭状。

3.根据权利要求1所述的船用污水处理防堵防断丝膜组件，其特征是所述的回水出口包括有上出口(61)、弯管(62)和下出口(63)，上出口(61)设置在壳体(2)上方外侧，下出口(63)位于壳体(2)中腔(30)的上方近上花板(3)处，下出口(63)中心对应中腔(30)的中心。

4.根据权利要求1所述的船用污水处理防堵防断丝膜组件，其特征是所述的污水进口(5)连接有可泵入压力污水的污水泵(101)。

5.根据权利要求1所述的船用污水处理防堵防断丝膜组件，其特征是所述的清水出口(7)连接有可建立负压的清水泵(102)。

6.根据权利要求1所述的船用污水处理防堵防断丝膜组件，其特征是在壳体(2)的顶面设置有一视镜(8)。

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