CN104014246A - 一种双膜片错流过滤平板膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双膜片错流过滤平板膜组件，包括支撑板，支撑板的内部设有渗透液导流槽，支撑板设有若干渗透液孔道，渗透液孔道连通渗透液导流槽；间隔板内设有空腔，支撑板设在空腔内，支撑板的上下表面与间隔板之间均形成错流流道，支撑板的侧面与间隔板之间形成渗透流汇集凹槽，渗透流汇集凹槽连通渗透液导流槽；间隔板上设有原料液入口、进料液通道、渗透液通道和截留液通道，进料液通道连接原料液入口，进料液通道通过进料孔连通错流流道的一端，截留液通道通过截留液孔连通错流流道的另一端，渗透液通道通过渗透液出口连通渗透流汇集凹槽。本发明结构简单、设计紧凑、膜片更换快速简便，采用双片膜并联，提高了膜的有效面积。

Description

一种双膜片错流过滤平板膜组件

技术领域

本发明涉及一种液体浓缩分离实验装置，特别涉及一种结构紧凑的双膜片错流过滤平板膜组件，可以配备用于微滤、超滤、纳滤或反渗透的所有型号平板膜片。

背景技术

随着科学技术的进步，工业化水平的提高，膜分离技术在日常生活中日益显示出它的重要作用和光明前景。膜分离技术作为新型分离技术已广泛应用于气体分离、物料分离和水处理等领域，其中水处理领域对膜产品的需求量最大。现有技术大多采用中空纤维膜过滤组件来对物料进行浓缩分离。与中空纤维膜相比，平板膜具有水力学条件易于控制、通量高等特点；有更好的抗污染能力，可以在更高污泥浓度下保持稳定运行；良好的机械稳定性、无断丝现象；清洗方法更加便捷，清洗周期更长；寿命长，运行费用低；膜片更换过程简单。目前，国外平板膜生物反应器运行比例居高不下，而国内平板膜生物反应器的工程化应用程度还很低，明显滞后于中空纤维膜生物反应器。

平板膜的纯水通量，以及对过滤体系的截留率是评判膜分析效果非常重要的参数。对纳滤和反渗透复合膜而言，支撑膜纯水通量的大小及稳定性也是决定复合膜整体性能的重要因素。目前，用于平板膜的过滤、浓缩的实验装备非常少，还存在污染严重、能耗大、密封效果不好等问题；而且大部分采用单片膜测试，如果被测试的膜有缺陷，将会产生较大误差。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提供一种双膜片错流过滤平板膜组件，以解决传统平板膜组件膜面速率低、单片膜测试结果误差大、膜有效面积小、密封性不好等技术缺点。

为了上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种双膜片错流过滤平板膜组件，包括：支撑板，所述支撑板的内部设有至少一个渗透液导流槽，所述支撑板的上下表面上设有若干渗透液孔道，所述渗透液孔道连通所述渗透液导流槽；间隔板，所述间隔板内设有空腔，所述支撑板设在所述空腔内，所述支撑板的上下表面与所述间隔板之间均形成错流流道，所述支撑板的侧面与所述间隔板之间形成渗透流汇集凹槽，所述渗透流汇集凹槽连通所述渗透液导流槽；所述间隔板上设有原料液入口、进料液通道、渗透液通道和截留液通道，所述进料液通道连接所述原料液入口，所述进料液通道通过进料孔连通所述错流流道的一端，所述截留液通道通过截留液孔连通所述错流流道的另一端，所述渗透液通道通过渗透液出口连通所述渗透流汇集凹槽。

根据本发明的双膜片错流过滤平板膜组件使用时将两张膜片分别装在所述支撑板的上、下表面和间隔板之间，即可使料液在循环泵的压力下进行错流过滤。本发明结构简单、设计紧凑、膜片更换快速简便，采用双片膜并联，大大提高了膜的有效面积，同时减小了因单片膜缺陷而导致的误差。

另外，本发明的双膜片错流过滤平板膜组件还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述支撑板分为上支撑板和下支撑板，所述上支撑板的下面、下支撑板的上面均设有渗透液导流凹槽，所述上支撑板和下支撑板扣合在一起，所述上支撑板和下支撑板的渗透液导流凹槽扣合后可以形成所述渗透液导流槽。

优选的，所述间隔板分为上间隔板和下间隔板，所述上间隔板和下间隔板的周边通过定位压紧螺栓和螺母扣合在一起。

优选的，所述上间隔板和下间隔板之间有间隔板密封圈。

优选的，所述间隔板与支撑板之间设有膜片密封圈。

优选的，所述错流流道中间设有若干条隔栏，将错流流道隔成多个分错流流道，所述进料孔和截留液孔的数量与分错流流道的数量相一致，分别设在所述分错流流道两端。

优选的，所述渗透液导流槽为多个，多个渗透液导流槽之间平行设置。

优选的，所述支撑板的上下表面与间隔板之间设有膜片。

优选的，所述膜片可以是微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜。

优选的，所述上间隔板和下间隔板之间在所述原料液入口处设有入口密封圈。

采用上述技术方案，所述平板膜双片膜错流过滤平板膜组件有益效果表现在：

1.    本发明采用两张膜片并联过滤，大大提高了过滤有效面积，减小了因单片膜缺陷而导致的误差。

2.    所述的错流流道和隔栏能有效的引导料液向膜的另一端高速流动，避免了杂质在膜面的堆积，大大减轻了膜面污染程度。

3.    本发明膜槽料液介质容量小，错流流道相对较长，使料液与膜面接触更充分，大大提高了膜的过滤效率，减少了料液短路循环。

4.    本发明的料液流动模式与大型组件类似，能更加真实的反映膜片的各项过滤参数。

5.    本发明的膜片安装与更换简单方便，密封效果好，耐压程度高。

6.    本发明应用范围广，测试膜片可以是微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜。可用于料液的过滤、分离和浓缩，也可用于超滤膜分子截流量的测定。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的基本结构示意图；

图2为本发明的间隔板俯视图；

图3为本发明的支撑板立体图；

图4为本发明的膜槽9剖视图。

图中1.下间隔板；2.上间隔板；3.上支撑板；4.下支撑板；5.原料液入口；6.螺栓口；7.错流流道；8.渗透液汇集凹槽；9.膜槽；10.进料液通道；11.进料孔；12.膜片密封圈；13.隔栏；14.渗透液通道；15.渗透液出口；16.截留液通道；17.截留液孔；18.渗透液导流凹槽；19.渗透液孔道；20.螺栓；21.螺母；22.膜片；23.间隔板密封圈；24.入液口密封圈。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作详细说明。

如图1所示，所述的一种双膜片错流过滤平板膜组件，包括间隔板和支撑板，间隔板分为上间隔板2和下间隔板1，支撑板分为上支撑板3和下支撑板4、膜片密封圈12、间隔板密封圈23、入液板密封圈9。

上支撑板3的下面、下支撑板4的上面均设有渗透液导流凹槽18，上支撑板3和下支撑板4扣合在一起，上支撑板3和下支撑板4的渗透液导流凹槽18形成所述渗透液导流槽。上支撑板3的上表面和下支撑板4的下表面上设有若干渗透液孔道19，所述渗透液孔道19连通所述渗透液导流凹槽18。上支撑板3、下支撑板4的上下对应渗透液孔道19可以连通同一个渗透液导流凹槽18也可以连通不同的渗透液凹槽。

上间隔板2和下间隔板1的内侧均设有膜槽9，两个膜槽9扣合形成一个空腔。上支撑板3、下支撑板4设在所述空腔内，上支撑板3的上表面与上间隔板2之间，以及下支撑板4的下表面与下间隔板1之间均形成错流流道7，上、下支撑板3、4的侧面与上、下间隔板1之间膜槽9内边缘处形成渗透液汇集凹槽8。渗透液汇集凹槽8连通所述渗透液导流槽。

上间隔板2、下间隔板1扣合后形成间隔板，间隔板上设有原料液入口5（位于上间隔板2正面边角处）、进料液通道10、渗透液通道14和截留液通道16。进料液通道10连接原料液入口5，进料液通道10通过进料孔11连通错流流道7的一端，截留液通道16通过截留液孔17连通错流流道7的另一端。渗透液通道14通过渗透液出口15连通所述渗透液汇集凹槽8。上间隔板2和下间隔板1的侧面设有螺栓口6，螺栓口6上安装有压紧螺栓20，螺栓20上设有螺母21。拧下螺母21，可以快捷更换膜片22。

上、下支撑板3、4将两个平板膜片22分别压在上间隔板2和下间隔板1的错流流道77上，并通过膜片密封圈12密封。上间隔板2和下间隔板1之间有间隔板密封圈23。由此可知，使二者之间的密封效果更好。

根据本发明的一个示例，所述错流流道7中间设有若干条隔栏13，将错流流道7隔成多个分错流流道，所述进料孔11和截留液孔17的数量与分错流流道的数量相一致，分别一一对应地设在所述分错流流道两端。有利地，所述隔栏13为3个，进料孔11和截留液孔17为4个。由此可知，错流流道7和隔栏13能有效的引导料液向膜的另一端高速流动，避免了杂质在膜面的堆积，大大减轻了膜面污染程度。

根据本发明的一个示例，所述渗透液导流凹槽18为多个，多个渗透液导流凹槽18之间平行设置。有利地，多个渗透液导流凹槽18分成两组，一组设在上支撑板3或下支撑板4的一侧，另一组设在另一侧，这样可以使渗透液快速流出，减少膜片22后端的压力。

根据本发明的一个示例，上间隔板2和下间隔板1之间在所述原料液入口5处设有入液口密封圈24。这样可以保证原料液入口5处的密封效果。

膜片22可以是微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜，应用范围广。

实施例：

待浓缩的料液在循环泵的压力下进入原料液入口5，一部分料液进入上间隔板2，另一部分料液进入下间隔板1，再通过间隔板内的进料液通道10，从四个进料孔11进入错流流道7。在错流过滤剪应力及循环泵的压力驱使下，清液透过膜孔进入渗透液导流凹槽18，并向周边流入渗透液汇集凹槽8。截留液从错流流道7的另一端的四个截留液孔17汇集在截留液通道16，并流出间隔板。上间隔板2和下间隔板1膜槽9结构对称，料液通道并联连接，渗透液总量为上间隔板2和下间隔板1渗透通量总和。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。本发明的创新之处在于平板膜的过滤方式以两张膜片并联错流过滤进行，从而优化过滤操作过程和提高膜过滤效率。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，包括：

支撑板，所述支撑板的内部设有至少一个渗透液导流槽，所述支撑板的上下表面上设有若干渗透液孔道（19），所述渗透液孔道（19）连通所述渗透液导流槽；

间隔板，所述间隔板内设有空腔，所述支撑板设在所述空腔内，所述支撑板的上下表面与所述间隔板之间均形成错流流道（7），所述支撑板的侧面与所述间隔板之间形成渗透液汇集凹槽（8），所述渗透液汇集凹槽（8）连通所述渗透液导流槽；所述间隔板上设有原料液入口（5）、进料液通道（10）、渗透液通道（14）和截留液通道（16），所述进料液通道（10）连接所述原料液入口（5），所述进料液通道（10）通过进料孔（11）连通所述错流流道（7）的一端，所述截留液通道（16）通过截留液孔（17）连通所述错流流道（7）的另一端，所述渗透液通道（14）通过渗透液出口（15）连通所述渗透液汇集凹槽（8）。

2.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述支撑板分为上支撑板（3）和下支撑板（4），所述上支撑板（3）的下面、下支撑板（4）的上面均设有渗透液导流凹槽（18），所述上支撑板（3）和下支撑板（4）扣合在一起，所述上支撑板（3）和下支撑板（4）的渗透液导流凹槽（18）扣合后形成所述渗透液导流槽。

3.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述间隔板分为上间隔板（2）和下间隔板（1），所述上间隔板（2）和下间隔板（1）的周边通过定位压紧螺栓（20）和螺母（21）扣合在一起。

4.根据权利要求3所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述上间隔板（2）和下间隔板（1）之间有间隔板密封圈（23）。

5.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述间隔板与支撑板之间设有膜片密封圈（12）。

6.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述错流流道（7）中间设有若干条隔栏（13），将错流流道（7）隔成多个分错流流道，所述进料孔（11）和截留液孔（17）的数量与分错流流道的数量相一致，分别设在所述分错流流道两端。

7.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述渗透液导流槽为多个，多个渗透液导流槽之间平行设置。

8.根据权利要求1所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述支撑板的上下表面与间隔板之间设有膜片（22）。

9.根据权利要求8所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述膜片（22）是微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜。

10.根据权利要求2所述的双膜片错流过滤平板膜组件，其特征在于，所述上间隔板（2）和下间隔板（1）之间在所述原料液入口（5）处设有入液口密封圈（24）。