CN103739113A - 一种气水混合膜超滤装置 - Google Patents

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潘华兵
肖建忠
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Abstract

本发明涉及一种气水混合膜超滤装置，其创新点在于：一由筒体的上、下端分别连接上、下封头组成的壳体；上封头具有过滤水出口、气水混合出口；下封头具有污水进口、曝气口；一位于上封头过滤水出口与气混合出口之间的胶层；一由若干管状超滤膜均匀分布构成的超滤膜束；管状超滤膜的上端由胶层固定在壳体内，超滤膜的上端管口与上腔连通，超滤膜的下端管口堵孔。本发明的优点在于：工作时，采用外压过滤，同时从曝气口进行曝气，其能够使气体与污水处于高频率、充分的接触氧化状态，不但能够降低污水中的COD，同时超滤膜在水流和气流的双重作用下摆动，高错流运行使污染性物质附着在膜丝上堵孔的概率大大降低，减少了污染物对膜丝的附着作用。

Description

一种气水混合膜超滤装置
技术领域
本发明涉及一种水过滤装置，特别涉及一种气水混合膜超滤装置。 
背景技术
超滤（UF）装置是一种先进的膜分离技术，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称为超滤液；其超滤膜微孔可达0.01微米（十万分之一毫米）以下，能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物力作用下，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。 
随着国家出台严格的环保标准，超滤膜分离技术更多的应用到污废水深度处理等领域。但常规超滤膜在污废水处理应用过程中也存在突出的问题，膜污染在所难免，通常采用清洗恢复通量，这种过滤属于先污染后治理模式。其缺点为：1、膜采用固定式，易污染堵塞，需要频繁的进行反冲洗，导致膜清洗频率高，使用寿命短，设备维护费用高。2、一般情况下超滤膜对COD，BOD 的去除效率低，处理后的水质指标易达不到要求，需要增加相应的其他处理设备，提高了成本。另外，常规的超滤膜采用浸没内置式结构，其存在中空纤维MBR 清洗麻烦的问题。因此研发一种结构简单、不易堵塞且清洗方便的过滤装置势在必行。 
经检索相关文献资料，未发现与本发明中采用单端约束并同时利用曝气方式进行在线清洗的超滤装置。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、不易堵塞且能够实现在线清洗的气水混合膜超滤装置。 
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种气水混合膜超滤装置，其创新点在于：包括壳体、胶层和超滤膜束，具体为:一壳体，该壳体由筒体的上、下端分别连接上、下封头组成；上封头的顶端和侧壁分别具有一个过滤水出口和一个气水混合出口；下封头的底端和侧壁分别具有一个污水进口和曝气口；一用于固定超滤膜束的胶层，该胶层位于上封头的过滤水出口与气混合出口之间，并将所述壳体分隔成不导通的上腔和下腔；上述过滤水出口与上腔连通，气水混合出口、污水进口和曝气口与下腔连通；一内置于壳体内的超滤膜束，该超滤膜束由若干管状超滤膜均匀分布构成；管状超滤膜的上端由胶层固定在壳体内，超滤膜的上端管口与上腔连通，超滤膜的下端管口堵孔。 
优选的，所述胶层由上层硬胶层和下层软胶层组成。 
本发明的优点在于：工作时，采用外压过滤，污水在壳体内通过超滤膜束的过滤后进入超滤膜束的各超滤膜内，并从顶部的过滤水出口排出，同时浓度较高的污水从气水混合出口排出。在过滤的同时，从曝气口进行曝气，其能够使气体与污水处于高频率、充分的接触氧化状态，气水完全均匀混合，超滤膜在水流和气流的双重作用下摆动，高错流运行使污染性物质附着在膜丝上堵孔的概率大大降低，减少了污染物对膜丝的附着作用。 
污水中的COD是一个耗氧量总值，它涵盖了可以透过膜孔和不能透过膜孔的物质；含有可以曝气降解和不可曝气降解的物质。本发明中采用双重过滤的方式增加COD的去除率：以膜孔过滤的方式去除较大形态存在形式的COD载体物质；以曝气的方式通过氧化便可去除的COD物质，其对于COD的去除率在50%-80%。 
附图说明
图1为本发明气水混合膜超滤装置结构示意图。 
具体实施方式
如图1所示，包括壳体、胶层和超滤膜束，具体为： 
一防腐工程塑料制成的壳体，该壳体由筒体1的上、下端分别连接上封头2、下封头3组成；上封头2的顶端和侧壁分别具有一个过滤水出口a和一个气水混合出口b；下封头3的底端和侧壁分别具有一个污水进口c和曝气口d。
一用于固定超滤膜束的胶层，该胶层浇铸在上封头2的过滤水出口a与气混合出口b之间，由上封头2内侧壁的环形支撑21支承，并将壳体分隔成不导通的上腔和下腔；上述过滤水出口a与上腔连通，气水混合出口b、污水进口c和曝气口d与下腔连通。本实施例中，胶层由上层硬胶层41和下层软胶层42组成。 
一内置于壳体内的超滤膜束，该超滤膜束由若干管状超滤膜5均匀分布构成；管状超滤膜5的上端由胶层固定在壳体内，超滤膜5的上端管口与上腔连通，超滤膜5的下端管口堵孔。 
使用时本发明的超滤装置需要针对具体的水质选择相应的参数。 
Figure 2013107020001100002DEST_PATH_IMAGE001
  [0017]上表中超滤膜为10万分子量（0.01um）改性PVC材质膜丝。 
在处理不同的水质时，  
污废水处理：污废水达到上述水质标准的，不经过三罐(砂滤、碳滤、保安过滤器)就可以直接进气水混合超滤膜系统。
地表水处理：对于没有肉眼可见污泥的地表水，不经过砂滤、碳滤、盘式过滤等复杂的预处理，可以直接进入气水混合超滤膜系统;有明显肉眼可见污泥的地表水，经过简单的沉淀，上清液可以直接进入气水混合超滤膜系统。 
特种液分离：全时气水混合的运行模式，可以让粘度小于100cp的液体进入气水混合超滤膜装置，气水混合液对膜丝表面的堵孔物质进行高频率吹脱，有效提高了特种液分离的速率，带来更高的经济效益值。 
下表为本发明中气水混合膜超滤装置与常规超滤装置对比： 
Figure 947064DEST_PATH_IMAGE002
Figure 2013107020001100002DEST_PATH_IMAGE003
 
Figure 175789DEST_PATH_IMAGE004
  以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种气水混合膜超滤装置，其特征在于：包括壳体、胶层和超滤膜束，具体为:
一壳体，该壳体由筒体的上、下端分别连接上、下封头组成；上封头的顶端和侧壁分别具有一个过滤水出口和一个气水混合出口；下封头的底端和侧壁分别具有一个污水进口和曝气口；
一用于固定超滤膜束的胶层，该胶层位于上封头的过滤水出口与气混合出口之间，并将所述壳体分隔成不导通的上腔和下腔；上述过滤水出口与上腔连通，气水混合出口、污水进口和曝气口与下腔连通；
一内置于壳体内的超滤膜束，该超滤膜束由若干管状超滤膜均匀分布构成；管状超滤膜的上端由胶层固定在壳体内，超滤膜的上端管口与上腔连通，超滤膜的下端管口堵孔。
2.根据权利要求1所述的气水混合膜超滤装置，其特征在于：所述胶层由上层硬胶层和下层软胶层组成。
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