CN103599701A - 一体式超声强化膜分离装置 - Google Patents

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CN103599701A CN201310528678.2A CN201310528678A CN103599701A CN 103599701 A CN103599701 A CN 103599701A CN 201310528678 A CN201310528678 A CN 201310528678A CN 103599701 A CN103599701 A CN 103599701A
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ultrasound
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蔡铭
王三居
杨开
孙培龙
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Abstract

一体式超声强化膜分离装置，包括上超声震板、与上超声震板对应的下超声震板，所述的上超声震板、所述的下超声震板内均安装多个超声换能器，所述的上超声震板的下表面设有用于放置网状分布片和膜片的第一凹槽，所述的第一凹槽的两端分别带有作为料液的流入流出口的第一通道；所述的下超声震板的上表面设有与第一凹槽对应的第二凹槽，所述的第二凹槽的中间设有作为透过液的流出端的第二通道。本发明的有益效果是：可以减少超声波在不同介质传播过程中的损耗，增强膜分离内部的超声强度，提高超声强化效率，减少能耗。同时，该装置可以根据工艺要求，合理调节超声强度，选择单双侧超声强化，达到最佳强化工艺的目的。

Description

一体式超声强化膜分离装置
技术领域
本发明涉及一种膜分离装置，尤其涉及一种一体式超声强化膜分离装置。
背景技术
目前，膜分离技术以其高效、节能、环保及过程简单等特点，已广泛应用于水处理、生物、医药、食品等领域。但是，膜分离过程中的膜污染问题是导致膜分离通量下降、分离效率降低、膜寿命缩短等的关键技术难点，阻碍着膜分离技术的进一步推广应用及发展。
目前，很多技术被应用于膜分离过程中，以减少膜污染程度，提高膜分离效率，包括振摆、反冲洗、气流等技术。近年来，超声强化技术被逐步引入到膜分离过程中，研究发现其对增强膜通量、减少膜污染等具有较为明显的效果。但是，目前大多数研究只是将膜分离组件简单地放入超声场水域中，导致超声波传递过程损耗较大，到达膜表面的强度较低，必然引起强化膜分离过程能耗较高、强化效率不明显等。超声强化膜分离过程的原理是超声波具有的振动、空穴效应等作用，会增强膜表面流体的湍流程度和振荡程度，使膜表面的污染层减少或得到破坏，从而膜污染程度降低，最终达到提高膜通量的效果。
发明内容
为了解决目前的膜分离装置分离过程能耗较高、强化效率不明显的问题，本发明提出了一种能提高超声强化效率、减少能耗的一体式超声强化膜分离装置。
本发明所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：包括上超声震板、与上超声震板对应的下超声震板，所述的上超声震板、所述的下超声震板内均安装多个超声换能器，所述的上超声震板的下表面设有用于放置网状分布片和膜片的第一凹槽，所述的第一凹槽的两端分别带有作为料液的流入流出口的第一通道；所述的下超声震板的上表面设有与第一凹槽对应的第二凹槽，所述的第二凹槽的中间设有作为透过液的流出端的第二通道。
进一步，上超声震板与下超声震板接触处都设有双O型密封圈。
进一步，所述的上超声震板上嵌入两个双O型密封圈，且两个双O型密封圈分别位于第一凹槽的两外端。
进一步，所述的下超声震板上嵌入两个双O型密封圈，且两个双O型密封圈分别位于第二凹槽的两外端并与上超声震板上的双O型密封圈一一对应。
进一步，所述的膜片为平板膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的任意一种。
进一步，所述的超声换能器的超声频率为20-100kHz、超声功率为0-1000W、工艺温度为20-50℃、超声辐射方式可为连续式或间隔式，超声运行时间为0-300min。
优选的，所述的超声换能器的超声频率为28kHz、超声功率为200W，采用连续辐射。
进一步，所述的上超声震板和所述的下超声震板内的超声换能器为单侧运行或双侧同时运行；超声功率可根据工艺需要调节输出功率大小。
进一步，所述的上超声震板与下超声震板都为不锈钢材料制成。
使用时，在上超声震板的第一凹槽和下超声震板的第二凹槽内分别装入网状分布片，将适当大小的膜片铺在网状分布片上，膜片大小要超过双O型圈的范围，避免料液泄露；然后将上下超声震板固定，固定过程注意设备的密封性，料液经泵输送至上超声震板的第一通道内，回流端返回料液罐，收集透过液。
本发明的有益效果是：可以减少超声波在不同介质传播过程中的损耗，增强膜分离内部的超声强度，提高超声强化效率，减少能耗。同时，该装置可以根据工艺要求，合理调节超声强度，选择单双侧超声强化，达到最佳强化工艺的目的。
附图说明
图1是本发明的结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一体式超声强化膜分离装置，包括上超声震板1、与上超声震板1对应的下超声震板2，所述的上超声震板1、所述的下超声震板2内均安装多个超声换能器3，所述的上超声震板1的下表面设有用于放置网状分布片和膜片的第一凹槽11，所述的第一凹槽11的两端分别带有作为料液的流入流出口的第一通道12；所述的下超声震板2的上表面设有与第一凹槽11对应的第二凹槽21，所述的第二凹槽21的中间设有作为透过液的流出端的第二通道22。
进一步，上超声震板1与下超声震板2接触处都设有双O型密封圈4。
进一步，所述的上超声震板1上嵌入两个双O型密封圈4，且两个双O型密封圈4分别位于第一凹槽11的两外端。
进一步，所述的下超声震板2上嵌入两个双O型密封圈4，且两个双O型密封圈4分别位于第二凹槽21的两外端并与上超声震板1上的双O型密封圈4一一对应。
进一步，所述的膜片为平板膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的任意一种。
进一步，所述的超声换能器3的超声频率为20-100kHz、超声功率为0-1000W、工艺温度为20-50℃、超声辐射方式可为连续式或间隔式，超声运行时间为0-300min。
优选的，所述的超声换能器的超声频率为28kHz、超声功率为200W，采用连续辐射。
进一步，所述的上超声震板1和所述的下超声震板2内的超声换能器3为单侧运或双侧同时运行；超声功率可根据工艺需要调节输出功率大小。
进一步，所述的上超声震板1与下超声震板2都为不锈钢材料制成。
使用时，在上超声震板1的第一凹槽11和下超声震板2的第二凹槽21内分别装入网状分布片，将适当大小的膜片铺在网状分布片上，膜片大小要超过双O型圈4的范围，避免料液泄露；然后将上下超声震板固定，固定过程注意设备的密封性，料液经泵输送至上超声震板的第一通道内，回流端返回料液罐，收集透过液。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：包括上超声震板、与上超声震板对应的下超声震板，所述的上超声震板、所述的下超声震板内均安装多个超声换能器，所述的上超声震板的下表面设有用于放置网状分布片和膜片的第一凹槽，所述的第一凹槽的两端分别带有作为料液的流入流出口的第一通道；所述的下超声震板的上表面设有与第一凹槽对应的第二凹槽，所述的第二凹槽的中间设有作为透过液的流出端的第二通道。
2.如权利要求1所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：上超声震板与下超声震板接触处都设有双O型密封圈。
3.如权利要求2所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的上超声震板上嵌入两个双O型密封圈，且两个双O型密封圈分别位于第一凹槽的两外端。
4.如权利要求3所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的下超声震板上嵌入两个双O型密封圈，且两个双O型密封圈分别位于第二凹槽的两外端并与上超声震板上的双O型密封圈一一对应。
5.如权利要求4所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的膜片为平板膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的任意一种。
6.如权利要求5所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的超声换能器的超声频率为20-100kHz、超声功率为0-1000W、工艺温度为20-50℃、超声辐射方式可为连续式或间隔式，超声运行时间为0-300min。
7.如权利要求6所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的超声换能器的超声频率为28kHz、超声功率为200W，采用连续辐射。
8.如权利要求7所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的上超声震板和所述的下超声震板内的超声换能器为单侧运行或双侧同时运行；超声功率可根据工艺需要调节输出功率大小。
9.如权利要求8所述的一体式超声强化膜分离装置，其特征在于：所述的上超声震板与下超声震板都为不锈钢材料制成。
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