CN105478016A - 一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，包括管式膜过滤装置、刮擦装置和自动反冲洗装置，待分离物料经进料口进入管式膜过滤装置的罐体内，经过管式膜元件过滤后透过液由出料口流出，截留物料留在罐体内，浓缩到一定浓度时再排出，本装置工作过程中，刮擦装置通过刮板上下滑动将管式膜元件表面的污染物刮擦除去，防止过滤膜堵塞，使得膜处理的效率会更高，减少管式膜过滤装置的清洗频率，确保装置在运行的过程产水的效果及通量保持稳定，当管式膜元件污染严重需要反冲洗时，通过自动反冲洗装置可以快速除去管式膜元件表面的污染物，自动化程度高，提高了生产效率，降低了装置的运行费用。

Description

一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置

技术领域

本发明涉及一种管式膜过滤装置，主要应用于物料分离、提纯、浓缩，广泛应用于医药、生物、食品饮料、造纸、能源、石油化工、中水回用等领域。

背景技术

膜分离技术是指在推动力作用下，利用膜的选择透过性，使混合物中各组份分离的技术。膜分离技术被广泛应用于给水排水、食品饮料、制药、化工等领域。在当今人类社会大力倡导并切实履行节能减排、循环经济的潮流中，膜技术在物料分离以及中水回用方面的应用将更加突出。

膜分离按切割物质大小可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透，按膜、膜组件的形状大致分为中空纤维、管式膜、板式膜以及卷式膜。管式膜以其截留孔径大、通量大，膜材料、膜结构抗污堵、耐反冲洗、耐化学清洗越来越受到人们的推崇。

影响膜分离系统运行最关键因素是抑制膜污染以及膜污染后如何更有效的清洗，特别是膜分离应用于物料分离、提纯、浓缩以及特殊行业等的中水回用。在现有技术中，去除废水中的悬浮物、胶体及其它杂质，在膜处理装置前一般采取加药、沉淀、多介质过滤器、活性炭过滤器等方式，而采用管式膜过滤装置，则省却前几个处理步骤，工艺简单，投入成本低，过滤效果好。管式膜过滤一般分为内压式和外压式，内压式一般采用膜面流速2-6m/s错流技术以防止污染物在膜表面沉积，避免膜的堵塞，但能耗高；外压式管式膜过滤采用死端过滤技术，能耗低，但膜污堵严重。

专利CN200810028767.X、CN201420305115.7公开了一种管式污水微滤处理设备及一种错流管式微滤固液分离系统，前者采用管式微滤膜，通过错流技术及自动反冲洗装置将工业废水中的污染物去除，取代传统的加药、絮凝、沉淀的方法；后者可以直接将含有污泥颗粒的废水进行固液分离，代替传统工艺需配置的沉淀池、多介质过滤器、碳滤器及超滤装置。具有工艺简单、占地面积少、设备投入小及运行费用低的特点。CN201120242343还公布了一种长流程管式微滤膜组件。

专利ZL03235053.8和CN02278330公开了一种外压式管式微滤膜水处理装置及一种微孔滤膜江水过滤器，二者都主要应用于市政饮用水处理领域，并且膜孔径都比较大，结构较简单；CN201410845569.8公开了一种智能过滤电镀槽槽液的净化装置及方法，运用行业单一并且不适合大流量、高污染的物料及复杂水质的回用需要。

以上专利提供的过滤方法主要是用于分离水中的颗粒物、胶体。如造纸废水、粘胶废水、纺织洗水存在纤维还有粘性较大的污染物，膜会在很短的时间就会发生堵塞，膜通量下降很快，而且膜元件不容易清洗，很容易造成膜的污堵失效而需要更换，这样就提高了运行成本；同时高频率的反冲洗，一方面影响生产，另一方面也会消耗很多的清洗剂，同样增加运行费用。还有一些高结垢倾向的物料或废水，如果不及时阻止结垢晶核的生成，一般的反冲洗就会失去效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能够防止过滤膜堵塞、水通量稳定的自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其可以有效提高生产效率，减少膜过滤装置清洗的频率。

本发明所采用的技术方案主要是：一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，包括管式过滤装置、刮擦装置和自动反冲洗装置，所述管式过滤装置包括有罐体和管式膜元件，所述罐体内设置有固定板，罐体位于固定板上下两端设置有出料口和进料口，所述管式膜元件安装在固定板上，所述刮擦装置包括有驱动机构和刮板，所述刮板套接在管式膜元件上，所述刮板可在驱动机构驱动下滑动连接于管式膜元件外壁上，所述自动反冲洗装置包括有储液箱和增压装置，罐体上设置有反冲洗进口和排空出口，所述增压装置通过反冲洗管道分别与储液箱和反冲洗进口连接。

作为上述技术方案的改进，所述管式膜元件一端封闭，另一端设置有透过液出口，所述透过液出口和出料口位于固定板上方，所述进料口位于固定板下方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刮板与管式膜元件连接处设置有刮圈，所述刮圈紧密套接于卷式膜外壁上。

进一步，所述刮板设置有多个疏水孔。

进一步，所述刮板两端还设置有刮胶，所述刮胶抵接于罐体内壁上。

进一步，所述罐体包括有顶板、侧板和底板，所述驱动机构通过推杆穿过底板与刮板连接，所述底板与推杆之间设置有密封圈。

进一步，还包括有支架，所述支架安装于罐体下端，所述储液罐和驱动机构设置于支架围成的内部空间。

进一步，所述反冲洗管道设置有加气口，所述罐体的顶板设置有排气阀。

进一步，所述储液箱通过进料管道与出料口连接，储液箱设置有排料口，所述反冲洗管道位于增压装置输出端一侧设置有支管，所述支管与储液箱连接。

进一步，所述储液箱设置有加水口和第一加药口，所述反冲洗管道设置有过滤器和第二加药口。

本发明的有益效果是：

本发明的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，包括管式膜过滤装置、刮擦装置和自动反冲洗装置，待分离物料经进料口进入管式膜过滤装置的罐体内，经过管式膜元件过滤后透过液由出料口流出，截留物料留在罐体内，浓缩到一定浓度时再排出，本装置工作过程中，刮擦装置通过刮板上下滑动将管式膜元件表面的污染物刮擦除去，防止过滤膜堵塞，使得膜处理的效率会更高，减少管式膜过滤装置的清洗频率，确保装置在运行的过程产水的效果及通量保持稳定，当管式膜元件污染严重需要反冲洗时，通过自动反冲洗装置可以将快速除去管式膜元件表面的污染物，自动化程度高，提高了生产效率，降低了装置的运行费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2至图4是刮圈的三种样式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1至图4，本发明的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，包括管式膜过滤装置1、刮擦装置2和自动反冲洗装置3，所述管式膜过滤装置1包括有罐体11和管式膜元件12，管式膜元件12可以设置有一个或多个，所述罐体11内设置有固定板13，罐体11位于固定板13上下两端设置有出料口15和进料口14，所述管式膜元件12安装在固定板13上，所述刮擦装置2包括有驱动机构21和刮板22，所述刮板22套接在管式膜元件12上，所述刮板22可在驱动机构21驱动下滑动连接于管式膜元件12外壁上，所述自动反冲洗装置3包括有储液箱31和增压装置32，增压装置32优选为增压泵，罐体11上设置有反冲洗进口111和排空出口112，所述增压装置32通过反冲洗管道33分别与储液箱31和反冲洗进口111连接。待分离物料经进料口14进入管式膜过滤装置1的罐体11内，经过管式膜元件12过滤后透过液由出料口15流出，截留物料留在罐体11内，浓缩到一定浓度时再排出，本装置工作过程中，刮擦装置2通过刮板22上下滑动将管式膜元件12表面的污染物刮擦除去，防止过滤膜堵塞，使得膜处理的效率会更高，减少管式膜过滤装置1的清洗频率，确保装置在运行的过程产水的效果及通量保持稳定，当管式膜元件12污染严重需要反冲洗时，通过自动反冲洗装置3可以将快速除去管式膜元件12表面的污染物，自动化程度高，提高了生产效率，降低了装置的运行费用。

具体的，管式膜元件12一端封闭，另一端设置有透过液出口，透过液出口和出料口15位于固定板13上方，进料口14位于固定板13下方，固定板13将罐体11分为上、下两部分，下部分为待分离物料区，上部分为透过液区，待分离物料由固定板13下方的进料口14进入，经过固定在固定板13上的管式膜元件12过滤后进入透过液区，最后由出料口15排出。

本发明中，为了更好地刮除污染物，刮板22与管式膜元件12连接处设置有刮圈221，刮圈221紧密套接于管式膜元件12外壁上，刮圈221的材质优选为有弹性的塑料、橡胶材料，使得其既可刮擦污染物，又不至于损伤管式膜元件12，刮圈221的形状可以根据实际进行设计，比如其截面可以是三角形、梯形、圆形或其他形状，本发明并不受限于此。同时为了对罐体11内壁进行更好的清洁，刮板22两端还设置有刮胶222，刮胶222抵接于罐体11内壁上，刮胶222的材质优选为弹性塑料、橡胶材料，刮板22上还设置有多个疏水孔223，刮板22在驱动机构21的驱动下而上下移动，物料由疏水孔223穿过刮板22，减少刮板22受到的阻力，刮板22带动刮圈221和刮胶222分别对管式膜元件12外壁和罐体11内壁进行刮擦去除污染物，从而避免过滤膜堵塞，减少清洗频率，提高生产效率。

本发明中，罐体11包括有顶板、侧板和底板，驱动机构21通过推杆穿过底板与刮板22连接，底板与推杆的连接处设置有密封圈，通过设置有密封圈保障罐体11不会漏液，驱动机构21可以是气缸或油缸或其他驱动设备，其通过推杆可驱动刮板22上下移动。

本发明还包括有支架4，支架4安装于罐体11下端，储液罐31和驱动机构21设置于支架4围成的内部空间，使得该装置的结构更紧凑，减少装置的占用面积，同时支架4也起到保护的作用，避免储液罐31和驱动机构21容易受到外物的刮碰。

自动反冲洗装置3中，反冲洗管道33设置有加气口36，罐体11的顶板设置有排气阀113，在反冲洗过程中，通过加气口36加入净化气体进行加压，清洗效果更好，同时为避免压力过高，顶板设置有排气阀113，排气阀113为限压排气阀，超过限定的压力时排气阀113打开，保证装置运行的安全。

本实施例中，储液箱31通过进料管道与出料口15连接，储液箱31设置有排料口，使得本装置可以采用透过液作为反冲洗清洗液的来料，储液箱31设置有加水口37和第一加药口38，加水口37可以加入净水或纯水，反冲洗管道33设置有过滤器34和第二加药口35，第一、二加药口38、35用于加入清洗剂，过滤器34可以过滤掉清洗液中的颗粒杂质，反冲洗管道33位于增压装置32输出端一侧设置有支管，支管与储液箱31连接形成回路，通过支管可以将储液箱31内的清洗液经增压装置32来回输送，从而将其搅拌均匀，提高清洗的效果，清洗液由反冲洗进口111进入罐体11后，从管式膜元件12的透过液出口进入对过滤膜进行反冲洗，然后由排空出口112排出。清洗剂包括酸、碱、表面活性剂、氧化剂等，甚至包括等分离液体，主要是根据实际情况而定。其中酸性药剂可去除膜表面积累的金属及硬度等污垢，碱性药剂可去除硅及部份有机物，表面活性剂、氧化剂起促进作用。

本实施例中，管式膜是一种微滤膜或超滤膜，孔径有0.02-20um，优选0.05-0.5um，具体选型根据实际需要。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：包括管式膜过滤装置（1）、刮擦装置（2）和自动反冲洗装置（3），所述管式膜过滤装置（1）包括有罐体（11）和管式膜元件（12），所述罐体（11）内设置有固定板（13），罐体（11）位于固定板（13）上下两端设置有出料口（15）和进料口（14），所述管式膜元件（12）安装在固定板（13）上，所述刮擦装置（2）包括有驱动机构（21）和刮板（22），所述刮板（22）套接在管式膜元件（12）上，所述刮板（22）可在驱动机构（21）驱动下滑动连接于管式膜元件（12）外壁上，所述自动反冲洗装置（3）包括有储液箱（31）和增压装置（32），罐体（11）上设置有反冲洗进口（111）和排空出口（112），所述增压装置（32）通过反冲洗管道（33）分别与储液箱（31）和反冲洗进口（111）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述管式膜元件（12）一端封闭，另一端设置有透过液出口，所述透过液出口和出料口（15）位于固定板（13）上方，所述进料口（14）位于固定板（13）下方。

3.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述刮板（22）与管式膜元件（12）连接处设置有刮圈（221），所述刮圈（221）紧密套接于管式膜元件（12）外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述刮板（22）设置有多个疏水孔（223）。

5.根据权利要求3所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述刮板（22）两端还设置有刮胶（222），所述刮胶（222）抵接于罐体（11）内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述罐体（11）包括有顶板、侧板和底板，所述驱动机构（21）通过推杆穿过底板与刮板（22）连接，所述底板与推杆之间设置有密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：还包括有支架（4），所述支架（4）安装于罐体（11）下端，所述储液罐（31）和驱动机构（21）设置于支架（4）围成的内部空间。

8.根据权利要求6所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述反冲洗管道（33）设置有加气口（36），所述罐体（11）的顶板设置有排气阀（113）。

9.根据权利要求1所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述储液箱（31）通过进料管道与出料口（15）连接，储液箱（31）设置有排料口，所述反冲洗管道（33）位于增压装置（32）输出端一侧设置有支管，所述支管与储液箱（31）连接。

10.根据权利要求9所述的一种自动反冲洗刮擦管式膜过滤装置，其特征在于：所述储液箱（31）设置有加水口（37）和第一加药口（38），所述反冲洗管道（33）设置有过滤器（34）和第二加药口（35）。