CN102380316B - 一种卧式压浸复合式膜滤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卧式压浸复合式膜滤系统，其包括封闭的压力容器和设置在其内的至少一排膜元件组件，每排膜元件组件至少设置两个串联的膜元件，膜元件组件与压力容器之间留有间隙，膜元件组件两端均插设在端板上，相邻的两膜元件之间通过连接件连接，两端板将压力容器内空间隔开为端部腔和中间腔，膜元件包括内部膜丝和包设在膜丝外部的外网，水从外网渗出或渗入，膜元件上设有贯穿膜元件前端和后端的输水管，压力容器上设有端部进出水口，压力容器上设置中部进出水口。本发明的卧式压浸复合式膜滤系统结构简单、可使用多个膜元件同时进行过滤，有效提高过滤系统的过滤效率，容易更换部件和维修，可以有多种运行方式，适用性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜过滤系统，特别是涉及一种卧式压浸复合式膜滤系统。
背景技术
现有卧式膜过滤系统一般是由压力容器1、带外壳的中空纤维膜元件2、内插接头3、端盖4组成。每个压力容器内串联安装一排4个带外壳的膜元件，膜元件之间通过内插接头连接，压力容器两端通过端盖密封。
现有卧式膜系统一般仅装配内压膜元件，单支膜元件断面及剖面如图2及图3所示，膜元件2内设置产水收集管、旁通配水管、产水总管、膜丝和包设在膜丝外部的膜壳，膜壳是不透水的。
现有的膜滤系统图具体见图1。进水口一般位于压力容器两端，待过滤的液体一部分进入两端的膜元件进行过滤，其余的则通过膜元件本身的旁通配水通道进入下二个膜元件，以保证压力容器内的各个膜元件配水均匀；过滤后的产水通过膜元件中心产水收集管到出水口排放。这样的膜过滤系统的缺点是只能设置一排膜元件，而且只能使用内压膜，过滤效率比较低，适用性受到一定的限制，另外，由于现有的膜元件包括产水收集管、旁通配水管、产水总管、膜丝和包设在膜丝外部的膜壳，这样结构比较复杂，成本比较高。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、可以设置多排膜元件、使用多个膜元件同时进行过滤，有效提高过滤系统的过滤效率，容易更换部件和维修，可以有多种运行方式，适用性大大提高的卧式压浸复合式膜滤系统。
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，包括端部封闭的压力容器和封闭在所述压力容器内的设置至少一排膜元件组件，每排膜元件组件至少设置两个串联排列的膜元件，所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间隙，所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上，所述每排相邻的两膜元件之间通过连接件密封连接，所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的端部腔和位于所述两个端部腔之间的中间腔，所述膜元件包括内部膜丝和包设在所述膜丝外部的外网，水从所述外网渗出或渗入，所述膜元件上设有贯穿所述膜元件前端和后端的输水管，所述压力容器上位于两个端部腔外部均设有端部进出水口，所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置一个中部进出水口。
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统还可以是：
所述压力容器上位于所述中间腔外部设置两个中部进出水口，所述两个中部进出水口位于所述中间腔两个端部位置。
所述两个端部出水口和所述中部进出水口分别位于所述压力容器的相反侧。
所述两个中部出水口分别位于所述压力容器的同侧或相对侧。
所述膜元件还包括位于膜丝两端的封头和位于所述封头外部的端头，所述封头设在所述膜丝端部，所述端头将所述封头、所述膜丝和所述外网固定在一起。
所述压力容器的两端设置密封所述压力容器的端盖。
所述端板上设置与所述膜元件尺寸一致的固定孔，所述膜元件的端部边缘密封固定在所述固定孔内，所述端板上固定孔的数量和位置与所述膜元件的数量和位置对应。
所述每排膜元件组件串联排列四个膜元件。
所述压力容器内设置七排膜元件组件。
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，由于其包括端部封闭的压力容器和封闭在所述压力容器内的设置至少一排膜元件组件，每排膜元件组件至少设置两个串联排列的膜元件，所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间隙，所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上，所述每排相邻的两膜元件之间通过连接件密封连接，所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的端部腔和位于所述两个端部腔之间的中间腔，所述膜元件包括内部膜丝和包设在所述膜丝外部的外网，水从所述外网渗出或渗入，所述膜元件上设有贯穿所述膜元件前端和后端的输水管，所述压力容器上位于两个端部腔外部均设有端部进出水口，所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置一个中部进出水口。这样结构的卧式压浸复合式膜滤系统相对于现有技术而言具有的优点是膜元件的膜丝外部包设的具有透水性的外网，水不但可以从膜元件的外部进入内部的输水管内，还可以从内部输水管将水过滤后排出膜元件外部，即可以使用内压膜也可以使用外压膜，扩大了膜滤系统的适用性。另外，由于可以设置多排膜元件组件，每排膜元件组件又是由至少两个膜元件串联连接而成，因此，压力容器内可以设置多个膜元件，多个膜元件同时作用对水进行过滤，大大提高了膜滤系统的过滤效率，而且，各膜元件组件都是密封插接在端板上，在维修过程中不需要更换所有的膜元件组件，只需要更换损坏的那一排膜元件组即可，维修方便，延长整体膜滤系统的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术膜过滤系统示意图。
图2为图1中膜元件的径向剖视图。
图3为图1中膜元件的轴向剖视图。
图4为本发明卧式压浸复合式膜滤系统具体实施例示意图。
图5为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的另一实施例示意图。
图6为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的又一实施例示意图。
图7为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的再一实施例示意图。
图8为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的变体实施例示意图。
图9为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的膜元件径向剖面图。
图10为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的膜元件轴向剖视图。
图11为本发明卧式压浸复合式膜滤系统端板的平面图。
图12为本发明卧式压浸复合式膜滤系统端板的剖面图。
图号说明
1…压力容器 2…膜元件 3…内接插头 4…端盖
5…膜壳 6…端板 7…连接件 8…端部腔
9…中间腔 10…膜丝 11…外网 12…输水管
13…端部进出水口14…中部进出水口15…封头
16…端头 17…固定孔 18…间隙
具体实施方式
下面结合附图的图4至图12对本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统作进一步详细说明。
具体实施例一
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，请参考图4至图12，包括端部封闭的压力容器1和封闭在所述压力容器1内的设置至少一排膜元件组件，每排膜元件组件至少设置两个串联排列的膜元件2，所述膜元件组件与所述压力容器1之间留有间隙18，所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板6上，所述每排相邻的两膜元件2之间通过连接件7密封连接，所述两个端板6将压力容器1内空间隔开为两端的端部腔8和位于所述两个端部腔8之间的中间腔9，所述膜元件2包括内部膜丝10和包设在所述膜丝10外部的外网11，水从所述外网11渗出或渗入，所述膜元件2上设有贯穿所述膜元件2前端和后端的输水管12，所述压力容器1上位于两个端部腔8外部均设有端部进出水口13，所述压力容器1上位于所述中间腔9外部至少设置一个中部进出水口14。具体的卧式压浸复合式膜滤系统的运行方式如下：
A.外压错流过滤：如图4所示，两端部进出水口13为产出产水，而中部进出水口14为污水进水，这样，在过滤过程中，污水从中部进水口进入中部腔内，并充满中部腔，然后由于外压的作用，污水从外网11渗入各膜元件2的膜丝10中进行过滤，过滤后的过滤水渗入到输水管12内，输水管12内的水在后续渗入的过滤水的推动下向压力容器1的两个端部腔8流出，然后由端部进出水口13排出过滤后的水。在清洗阶段，一般先进行正洗，即清水从中部进出水口14进入中间腔9内，然后将外网11和膜元件2外周进行冲洗，然后含有高浓度污物的水从中间腔9的另一个中间进出水口(此时该中间进出水口为浓水排放口)排出，然后在进行反洗，即清水从端部进出水口13进入压力容器1的端部腔8内，然后进入输水管12，并从渗透入膜丝10中，并最终在压力的作用下从膜丝10外部渗出冲洗膜丝10表面和中间腔9内的污物并由中间腔9通过中部进出水口14排出，达到进一步清洗膜元件2和过滤系统的目的。
B.内压全流过滤：如图5所示，在过滤阶段，污水从压力容器1的两个端部腔8外的端部进出水口13进入端部腔8内，一部分由与端部腔8接触的膜元件2进行过滤，而其余的则通过位于边缘的膜元件2上的输水管12和连接件7进入下一个膜元件2内进行过滤，而污水通过膜元件2内膜丝10的过滤后从外网11渗出进入中间腔9，之后由于压力的作用从中部进出水口14产出过滤后的水。在清洗阶段，干净水从中间进出水口进入中间腔9内，然后在压力的作用下反向进入膜元件2内部，即反向进入膜丝10，将膜丝10表面的污染物清理干净，然后冲洗的水和污染物从输水管12和膜元件2的端部排出至端部腔8内，然后在压力的作用下被排出压力容器1内，进而将膜元件2和压力容器1冲洗干净，以便进行后续的过滤工序。
C.外压全流过滤：如图6所示，污水从中部进出水口14进入压力容器1的中间腔9内，然后在压力的作用下渗入膜元件2的膜丝10内进行过滤，然后由与端部腔8接触的膜元件2的端部和输水管12排出至端部腔8内，然后在压力的作用下由端部进出水口13产出过滤水。在清洗阶段，干净水从端部进出水口13进入压力容器1的端部腔8内，然后从膜元件2端部和输水道进入各膜元件2的膜丝10内冲洗膜丝10表面，并将冲洗后的污水和污物从中间进出水口排出，进而将膜元件2和压力容器1冲洗干净。
D.内压错流过滤：如图7所示，在过滤阶段，污水从端部进出水口13进入压力容器1的端部腔8内，污水的一部分由与端部腔8接触的膜元件2进行过滤，而其余的则通过位于边缘的膜元件2上的输水管12和连接件7进入下一个膜元件2内进行过滤，而污水通过膜元件2内膜丝10的过滤后从外网11渗出进入中间腔9，之后由于压力的作用从中部进出水口14产出过滤后的水。在清洗阶段，一般先进行正洗，即清水从端部进出水口13进入压力容器1的端部腔8内，然后将膜元件2端部和输水道内的进行冲洗，然后含有高浓度污物的水从端部腔8的另一个端部进出水口13(此时该端部进出水口13为浓水排放口)排出，然后在进行反洗，即清水从中部进出水口14进入压力容器1的中间腔9内，然后冲洗膜元件2表面，并渗透入膜丝10中，并最终在压力的作用下从膜丝10端部渗出或渗入输水管12内冲洗膜丝10表面和输水管12内的污物并从输水管12和膜元件2的端部排至端部腔8内，在压力作用下通过端部进出水口13排出，达到进一步清洗膜元件2和过滤系统的目的。
因此，这样结构的卧式压浸复合式膜滤系统相对于现有技术而言具有的优点是膜元件2的膜丝10外部包设的具有透水性的外网11，水不但可以从膜元件2的外部进入内部的输水管12内，还可以从内部输水管12将水过滤后排出膜元件2外部，即可以使用内压膜也可以使用外压膜，扩大了膜滤系统的适用性。另外，由于可以设置多排膜元件组件，每排膜元件组件又是由至少两个膜元件2串联连接而成，因此，压力容器1内可以设置多个膜元件2，多个膜元件2同时作用对水进行过滤，大大提高了膜滤系统的过滤效率，而且，各膜元件组件都是密封插接在端板6上，在维修过程中不需要更换所有的膜元件组件，只需要更换损坏的那一排膜元件2组即可，维修方便，延长整体膜滤系统的使用寿命。
具体实施例二
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，请参考图4至图12，在具体实施例一的基础上，所述压力容器1上位于所述中间腔9外部设置两个中部进出水口14，所述两个中部进出水口14位于所述中间腔9两个端部位置。当然还可以设置更多的中部进出水口14。优选的是设置两个中部进出水口14，因为这样就可以在清洗阶段先进行正洗，而一个为干净水入口，一个作为高浓度污染物水排出的浓水排放口。而两个中部进出水口14分别位于中间腔9端部的优点在于进水量大，同时兼顾两端的膜元件2，不会出现前端膜元件2污染物很多，而最后端膜元件2几乎没有起作用的情况发生，即起到均衡膜元件2利用的作用。进一步优选的技术方案为所述两个端部出水口和所述中部进出水口14分别位于所述压力容器1的相反侧。这样，污水进入口和过滤水的产出口分别位于相反侧，有助于加快过滤的进行，同时有利于膜元件2上膜丝10均衡地进行过滤，避免出现例如上侧的膜元件2的膜丝10使用比较充分，而下侧的膜元件2的膜丝10利用率比较低的情况出现，使得过滤效率更高。进一步优选的技术方案为所述两个中部出水口分别位于所述压力容器1的同侧或相对侧。这样，中部出水口位于同侧时的优点是进出水比较均匀，而中部出水口位于相对侧时的优点是在正洗的时候清洗更加彻底。
具体实施例三
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，请参考图4至图12，在具体实施例一和具体实施例二的基础上，还可以是所述膜元件2还包括位于膜丝10两端的封头15和位于所述封头15外部的端头16，所述封头15设在所述膜丝10端部，所述端头16将所述封头15、所述膜丝10和所述外网11固定在一起。这样，封头15将每个膜丝10进行固定，而且每个膜丝10的头端均与外界接触，而端头16的作用是将封头15和外网11固定在一起，进而形成透水的膜元件2。这样的膜元件2才能实现内压渗透和外压渗透均适用的情况，扩大了膜滤系统的适用性，当然膜元件2还可以采用其他的结构，只要是膜元件2外部可以渗水即可。另外，所述压力容器1的两端设置密封所述压力容器1的端盖4。端盖4的作用是封闭压力容器1，进而保证压力容器1的水不会从端部腔8的缝隙流出，影响压力容器1内的压差和进水和产水的效率。另外，所述端板6上设置与所述膜元件2尺寸一致的固定孔17，所述膜元件2的端部边缘密封固定在所述固定孔17内，所述端板6上固定孔17的数量和位置与所述膜元件2的数量和位置对应。这样端板6的作用一是固定各组膜元件组件，二是端板6在密封插接好膜元件组件之后将中间腔9和端部腔8隔离，避免污水和过滤后的水混合影响过滤效率。如图11和图12所示的端板6，显示的端板6是固定七组膜元件组件的情况，由于膜元件2是插入固定孔17内，每个膜元件2的膜丝10的端部和输水管12均外露，因此，水可以从膜丝10端部进入膜元件2内。
具体实施例四
本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统，请参考图4至图12，在具体实施例一或具体实施例二或具体实施例三的基础上，还可以是所述每排膜元件组件串联排列四个膜元件2。所述压力容器1内设置七排膜元件组件。如图8所示，这样，过滤效率比较高，同时过滤较大量的水。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：包括端部封闭的压力容器和封闭在所述压力容器内的设置至少一排膜元件组件，每排膜元件组件至少设置两个串联排列的膜元件，所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间隙，所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上，所述每排相邻的两膜元件之间通过连接件密封连接，所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的端部腔和位于所述两个端部腔之间的中间腔，所述膜元件包括内部膜丝和包设在所述膜丝外部的外网，水从所述外网渗出或渗入，所述膜元件上设有贯穿所述膜元件前端和后端的输水管，所述压力容器上位于两个端部腔外部均设有端部进出水口，所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置一个中部进出水口，所述膜元件为内压膜或外压膜。
2.根据权利要求1所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述压力容器上位于所述中间腔外部设置两个中部进出水口，所述两个中部进出水口位于所述中间腔两个端部位置。
3.根据权利要求2所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述两个端部进出水口和所述中部进出水口分别位于所述压力容器的相反侧。
4.根据权利要求3所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述两个中部进出水口分别位于所述压力容器的同侧或相对侧。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述膜元件还包括位于膜丝两端的封头和位于所述封头外部的端头，所述封头设在所述膜丝端部，所述端头将所述封头、所述膜丝和所述外网固定在一起。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述压力容器的两端设置密封所述压力容器的端盖。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述端板上设置与所述膜元件尺寸一致的固定孔，所述膜元件的端部边缘密封固定在所述固定孔内，所述端板上固定孔的数量和位置与所述膜元件的数量和位置对应。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述每排膜元件组件串联排列四个膜元件。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统，其特征在于：所述压力容器内设置七排膜元件组件。
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