CN105107383A - 液体过滤膜组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体过滤膜组件，包括由柔性多孔金属膜构成的过滤膜，所述过滤膜与设有排液管的框架连接，并构成除排液管所在端面外，周向和与排液管相对的端面封闭的过滤结构，所述过滤结构内沿过滤膜表面设有朝向排液管口的支撑导流结构。该液体过滤膜组件，结构简单，在过滤过程中压力损失小，且具有导流效果，液体流动阻力小，过滤效果好，可反复清洗，并可耐腐蚀，耐400℃高温。
Description
技术领域
本发明涉及液体过滤领域，具体是一种液体过滤膜组件。
背景技术
在污水、液体提纯等液体过滤净化领域，目前主要采用MBR(MembraneBiologicalReactor)，即膜生物反应器进行液体过滤净化。以污水处理为例，膜生物反应器是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，利用液体过滤膜组件进行的固液分离过程来取代传统的沉降过程，可以延长活性污泥在膜生物反应器中的停留时间，提高氮的去除率和有机物的降解，能有效的去除固体悬浮颗粒和有机颗粒，同时极大地减少了污水处理过程中的产泥量。
由于在采用MBR进行液体过滤净化时，通常是在压力作用下，使待过滤料液通过液体过滤膜组件，进行处理。例如：在排液口处设有水泵，利用水泵的抽吸力使液体过滤膜组件处于负压状态，从而使液体过滤膜组件外的待过滤料液，通过液体过滤膜组件进行过滤，过滤后的液体从水泵排出。然而，现有的液体过滤膜组件主要采用有机材料制成板框状，其机械强度较低，密封较复杂，在压力作用下，有机材料的膜组件常出现膜板开裂等问题，且内部压力损失相对较高，导致能耗高、过滤阻力较大，过滤效率较低。有机材料的膜组件在反复清洗之后再生使用困难，且难以使用高温(如400℃)进行杀菌，因而极大的限制了其使用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，在过滤过程中压力损失小，过滤效果好，可反复清洗，并可耐400℃高温的液体过滤膜组件。
本发明的液体过滤膜组件，包括由柔性多孔金属膜构成的过滤膜，所述过滤膜与设有排液管的框架连接，并构成除排液管所在端面外，周向和与排液管相对的端面封闭的过滤结构，所述过滤结构内沿过滤膜表面设有朝向排液管口的支撑导流结构。由过滤膜和框架连接构成的过滤结构，其结构稳定，密封性好。采用过滤结构进行液体过滤时，可将该过滤结构放置于待过滤料液中，待过滤料液通过过滤结构时，滤渣被阻隔在外，过滤后的液体从排液管排出。滤渣残留在过滤结构的外表面，便于清洁再生。在保证结构稳固的前提下，可以根据实际需要改变过滤膜与框架之间的面积比，从而增大过滤结构的有效过滤面积。
所述过滤膜由柔性多孔金属膜构成，其可以采用申请号为201510153116.3的中国专利申请中记载的柔性多孔金属箔的制备方法制成，或采用现有的其它类似方法进行制作，其机械强度高，耐腐蚀，即使反复清洗也不容易变形；过滤精度高，能够过滤掉颗粒较小的颗粒物，且不需要对其进行反复折叠或叠合成多层的过滤膜，就能达到过滤效果，有利于进一步减小过滤阻力。经测试，该过滤膜可承受400℃的高温，因此在使用时可利用高温进行杀菌，更加方便快捷。
此外，由于该柔性多孔金属膜较薄，柔性好，故为了避免在液体过滤过程中，受压力作用而导致过滤膜变形(例如产生内凹变形)，并导致过滤阻力增大，造成压力损失，在过滤结构内，沿过滤膜表面还设有朝向排液管口的支撑导流结构，支撑导流结构与框架相连。所述支撑导流结构，能够对过滤膜起到很好的支撑作用，以增强过滤结构整体的强度，使其不易在过滤或清洁过程中产生变形或损坏，且该支撑导流结构设置在过滤膜的内表面，可对过滤后的液体起到很好的导流作用，从而减小液体流动时的阻力，使过滤后的液体沿支撑导流结构流向排液管口，进一步提高了过滤效率。本发明的液体过滤膜组件，结构简单，在过滤过程中压力损失小，液体流动阻力小，过滤效果好，可反复清洗，并可耐腐蚀，耐400℃高温。本发明的液体过滤膜组件可以作为液体过滤器的过滤膜组件，在使用时，根据实际需要将本发明液体过滤膜组件安装于液体过滤器中即可。
优选的，所述框架呈方体，过滤膜包括分别覆盖在框架相对两侧面的第一过滤膜和第二过滤膜，排液管设于框架除所述相对两侧面之外的其它面上。所述相对两侧面优选框架中面积相对而言最大的两个相对的面。除框架上覆盖有第一过滤膜和第二过滤膜的相对两侧面外，框架的其它面均为实体，这样可使第一过滤膜和第二过滤膜能够平整地覆盖在框架上，结构稳定。待过滤料液可通过第一过滤膜和第二过滤膜进行过滤，过滤后的液体从排液管排出，增大了有效过滤面积。
进一步的，支撑导流结构包括至少两个间隔设于所述第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱。间隔设置的支撑导流柱，分别对第一过滤膜和第二过滤膜进行支撑，不会阻挡外界待过滤料液进入过滤结构内部，因而几乎不会对过滤效果产生影响，且可在过滤过程中，对经第一过滤膜和第二过滤膜过滤后的液体分别进行导流，进一步的增强了导流效果，并且降低了液体流动的阻力。所述支撑导流柱在保证能够对第一过滤膜和第二过滤膜进行稳固支撑的前提下，其大小和数量应适当。
进一步的，第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱相互错开分布，这样可以在一定程度上加强过滤膜的结构稳定性，并且减小支撑导流柱的数量。相互错开分布的支撑导流柱可起到一定的错流作用，从而使液体流动的阻力更小。
在此基础上，上述支撑导流柱优选为细圆条状，其导流效果较好。此外，支撑导流柱也可以采用细长的方条。
优选的，所述过滤膜粘接在框架上，由于柔性多孔金属膜构成的过滤膜较薄，采用粘胶粘接方式连接结构简单而且牢固，在粘接的同时，也实现了过滤膜与框架之间的密封，密封简单且密封性也较好。
进一步的，所述框架的排液管所在端面还设有把手。所述把手便于本发明液体过滤膜组件在液体过滤器中使用时的安装和拆卸。
具体的，所述框架和支撑导流结构由不锈钢材料或塑料构成。根据使用环境的不同，可选择相应的材料进行制作。其中，采用不锈钢材料固定以及支撑过滤膜，一方面使得过滤结构不容易变形，保持良好的过滤效果，另一方面使得过滤结构耐高温、耐腐蚀，总体来说使得该过滤结构的性质更加稳定。采用塑料制作，可极大的减轻过滤结构整体的重量，且成本较低。需要注意的是，当所述待过滤料液为具有腐蚀性的强酸强碱等溶液时，则框架和支撑导流结构不能采用不锈钢、工程塑料等材质制作，可采用钛合金、耐酸钢等进行制作。
进一步的，所述过滤膜的孔隙率为50％～70％，孔径为10～20μm，厚度为200～1500μm。所述过滤膜优选由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。由上述条件下的柔性多孔金属膜构成的过滤膜，过滤阻力小，过滤精度较高，过滤通量大，使用强度高，即使在反复清洗之后仍然能够保持较好的过滤效果。
本发明的液体过滤膜组件，结构简单，在过滤过程中压力损失小，且具有导流效果，液体流动阻力小，过滤效果好，可反复清洗，并可耐腐蚀，耐400℃高温。
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1为本发明液体过滤膜组件的结构示意图。
图2为图1所示液体过滤膜组件的侧视图。
图3为图1所示液体过滤膜组件中框架和支撑导流结构的结构示意图。
图4为图3中A的放大示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示的液体过滤膜组件，包括由柔性多孔金属膜构成的过滤膜1，所述过滤膜1与设有排液管3的框架4连接，并构成除排液管3所在端面外，周向和与排液管3相对的端面封闭的过滤结构，所述过滤结构内沿过滤膜1表面设有朝向排液管3口的支撑导流结构2。
所述过滤膜1由柔性多孔金属膜构成。过滤膜1的孔隙率为50％～70％，孔径为10～20μm，厚度为200～1500μm。所述过滤膜1优选由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。由上述条件下的柔性多孔金属膜构成的过滤膜1，耐腐蚀，过滤阻力小，过滤通量大，过滤精度较高，能够过滤掉颗粒较小的颗粒物，且不需要对其进行反复折叠或叠合成多层的过滤膜1，就能达到过滤效果，使用强度高，即使在反复清洗之后仍然能够保持较好的过滤效果。经测试，该过滤膜1可承受400℃的高温，因此在使用时可利用高温进行杀菌，更加方便快捷。
所述过滤膜1粘接在框架4上，由于柔性多孔金属膜构成的过滤膜1较薄，采用粘胶粘接方式连接结构简单而且牢固，在粘接的同时，也实现了过滤膜1与框架4之间的密封，密封简单且密封性也较好。
所述框架4的结构如图3所示，优选呈方体。过滤膜1包括覆盖在框架4相对两侧面的第一过滤膜和第二过滤膜，排液管3设于框架4除所述相对两侧面外的其它面上。所述相对两侧面优选框架4中面积相对而言最大的两个相对的面(即图3中框架4上空出的两个面)。除所述相对两侧面外，框架4的其它面均为实体，这样可使第一过滤膜和第二过滤膜能够平整地覆盖在框架4上，结构稳定。待过滤料液可通过第一过滤膜和第二过滤膜进行过滤，过滤后的液体从排液管3排出，增大了有效过滤面积。所述框架4的排液管3所在端面还设有把手5。所述把手5便于本发明液体过滤膜组件在液体过滤器中使用时的安装和拆卸。
由于该多孔金属膜较薄，柔性好，故为了避免在液体过滤过程中，受压力作用而导致过滤膜1变形(例如产生内凹变形)，并导致过滤阻力增大，造成压力损失，在过滤结构内，沿过滤膜1表面，还设有朝向排液管3口的支撑导流结构2，所述支撑导流结构2是与框架4连接的。所述支撑导流结构2能够对过滤膜1起到很好的支撑作用，以增强过滤结构整体的强度，使其不易在过滤或清洁过程中产生变形或损坏，且该支撑导流结构2设置在过滤膜1的内表面，可对过滤后的液体起到很好的导流作用，从而减小液体流动时的阻力，使过滤后的液体沿支撑导流结构2流向排液管3口，进一步提高了过滤效率。
支撑导流结构2如图3和图4所示，包括至少两个间隔设于所述第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱。间隔设置的支撑导流柱，分别对第一过滤膜和第二过滤膜进行支撑，不会阻挡外界待过滤料液进入过滤结构内部，因而几乎不会对过滤效果产生影响，且可在过滤过程中，对经第一过滤膜和第二过滤膜过滤后的液体分别进行导流，进一步的增强了导流效果，并且降低了液体流动的阻力。所述支撑导流柱优选为细圆条状，在保证能够对第一过滤膜和第二过滤膜进行稳固支撑的前提下，其大小和数量应适当。
第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱相互错开分布，这样可以在一定程度上加强过滤膜1的结构稳定性，并且减小支撑导流柱的数量。相互错开分布的支撑导流柱可起到一定的错流作用，从而使液体流动的阻力更小。
上述框架4和支撑导流结构2由不锈钢材料或塑料构成。根据使用环境的不同，可选择相应的材料进行制作。其中，采用不锈钢材料固定以及支撑过滤膜1，一方面使得过滤结构不容易变形，保持良好的过滤效果，另一方面使得过滤结构耐高温、耐腐蚀，总体来说使得该过滤结构的性质更加稳定。采用塑料制作，可极大的减轻过滤结构整体的重量，且成本较低。需要注意的是，当所述待过滤料液为具有腐蚀性的强酸强碱等溶液时，则框架4和支撑导流结构2不能采用不锈钢、工程塑料等材质制作，可采用钛合金、耐酸钢等进行制作。
由过滤膜1和框架4连接构成的除排液管3口外四周封闭的过滤结构，其结构稳定，密封性好。采用过滤结构进行液体过滤时，可将该过滤结构置放于待过滤料液中，待过滤料液从过滤结构外进入到过滤结构内部，滤渣被阻隔在外，过滤后的液体从排液管3口排出。滤渣残留在过滤膜1过滤结构外表面，便于清洁再生。在保证结构稳固的前提下，可以根据实际需要改变过滤膜1与框架4之间的面积比，从而增大过滤结构的有效过滤面积。
本发明的液体过滤膜组件，结构简单，在过滤过程中压力损失小，且具有导流效果，液体流动阻力小，过滤效果好，可反复清洗，并可耐腐蚀，耐400℃高温。本发明的液体过滤膜组件可以作为液体过滤器的过滤膜1组件，在使用时，根据实际需要将本发明液体过滤膜组件安装于液体过滤器中即可。
Claims (10)
1.液体过滤膜组件，其特征在于包括由柔性多孔金属膜构成的过滤膜(1)，所述过滤膜(1)与设有排液管(3)的框架(4)连接，并构成除排液管(3)所在端面外，周向和与排液管(3)相对的端面封闭的过滤结构，所述过滤结构内沿过滤膜(1)表面设有朝向排液管(3)口的支撑导流结构(2)。
2.如权利要求1所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述框架(4)呈方体，过滤膜(1)包括分别覆盖在框架(4)相对两侧面的第一过滤膜和第二过滤膜，排液管(3)设于框架(4)除所述相对两侧面之外的其它面上。
3.如权利要求2所述的液体过滤膜组件，其特征在于支撑导流结构(2)包括至少两个间隔设于所述第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱。
4.如权利要求3所述的液体过滤膜组件，其特征在于第一过滤膜和第二过滤膜内表面的支撑导流柱相互错开分布。
5.如权利要求4所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述支撑导流柱为圆条状。
6.如权利要求1所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述过滤膜(1)粘接在框架(4)上。
7.如权利要求1所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述框架(4)的排液管(3)所在端面还设有把手(5)。
8.如权利要求1所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述框架(4)和支撑导流结构(2)由不锈钢材料或塑料构成。
9.如权利要求1所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述过滤膜(1)的孔隙率为50％～70％，孔径为10～20μm，厚度为200～1500μm。
10.如权利要求1至9之一所述的液体过滤膜组件，其特征在于所述过滤膜(1)由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体或Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。
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Application publication date: 20151202 |