CN108423892A - 组合式陶瓷膜及其组件和超滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种组合式陶瓷膜及其组件和超滤装置，组合式陶瓷膜，其特征在于包括圆形的膜片固定盘、扇形膜片和卡箍，膜片固定盘边缘设有多个呈放射状分布的膜片卡槽，膜片固定盘为中空结构，其边缘设有膜片插口，膜片插口处设有橡胶密封圈，扇形膜片前端插入膜片插口中，两侧插入膜片卡槽中，卡箍两端通过卡箍开关固定在膜片卡槽上，卡箍将扇形膜片压紧固定。本发明的有益效果是：1)稳定性好；2)模块化设计，灵活性高；3)反冲洗时清洗效果好；4)适应性强；5)节能；6)自动化程度高；7)与氧化消毒工艺结合，减少设备投资，减少占地面积，降低运行费用。

Description

组合式陶瓷膜及其组件和超滤装置

技术领域

本发明属于水处理装置领域，具体涉及一种组合式陶瓷膜超滤装置。

背景技术

在净水处理工艺的发展过程中，经历了以下几个阶段：

1、混凝-沉淀-砂滤-消毒工艺；

2、混凝-沉淀-砂滤-深度处理(臭氧活性炭联合)工艺；

3、膜处理工艺-消毒工艺；

在膜处理工艺中，一般采取膜处理与消毒分开2个工艺段的设计，这主要是因为传统的超滤膜处理工艺多采用有机膜超滤装置的滤元，而消毒剂具有的氧化性，可大大加速有机膜的衰老，使得氧化消毒工艺必须放在膜处理工艺之后，并且单独作为一个工艺段来设计，增加了设备投资。

现有陶瓷膜超滤技术均采用陶瓷平板膜作为滤元，膜片固定在长方形模架中，无法移动。在过滤过程中，不可避免将出现膜表面的污染，导致膜片污堵，产水量下降，过滤所需压力增加。此时需对膜表面进行清洗，以恢复膜片的产水通量，使膜系统正常运行。由于平板陶瓷膜超滤系统膜片固定，只能通过气水联合反洗进行被动清洗，清洗效果较差。

由于陶瓷膜材质的强度限制，单片陶瓷膜的膜面积都比较小，在大规模应用时，出现设备结构复杂，占地面积大，维护困难等缺点。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术超滤装置在大规模应用时，存在结构复杂、占地面积大、维护困难的缺陷，提供一种组合式陶瓷膜超滤装置，其大规模应用时高效、低能耗、占地面积小、出水水质好、处理效果稳定、易于清洗、维护简单。

本发明是通过如下技术方案实现的：

即一种组合式陶瓷膜，其特征在于包括圆形的膜片固定盘、扇形膜片和卡箍，膜片固定盘边缘设有多个呈放射状分布的膜片卡槽，膜片固定盘为中空结构，其边缘设有膜片插口，膜片插口处设有橡胶密封圈，扇形膜片前端插入膜片插口中，两侧插入膜片卡槽中，卡箍两端通过卡箍开关固定在膜片卡槽上，卡箍将扇形膜片压紧固定。

本发明的陶瓷膜是以Al₂O₃为主要材料，经1300-1600℃高温制备的多孔滤膜，是一种新兴的超滤材料，主要针对当前有机膜缺点进行研制的产品，其具备机械强度高，化学稳定性好，耐氧化，抗污染，易清洗，寿命长，孔径分布均匀不变形，分离效率高，亲水性好，节能等优势。

由于陶瓷膜材质的强度限制，单片陶瓷膜的膜面积都比较小，无法大规模应用，本发明的多片扇形膜片组合成大规模的圆形结构。

本发明的卡箍开关包括紧固螺栓和垫板，紧固螺栓穿过垫板与膜片卡槽连接。

进一步的，本发明的组合式陶瓷膜可以组成组合式陶瓷膜组件，包括多片串接的组合式陶瓷膜，每片组合式陶瓷膜的膜片固定盘的中心一侧设有连接子件，另一侧设有连接母件，连接母件和连接子件均为中空的筒状结构，两者形状相同，连接母件和连接子件均与膜片固定盘内部相通，连接子件的外径小于连接母件的内径，连接子件外侧设有硅胶密封圈，相邻两个组合陶瓷膜之间通过连接子件和连接母件连接，即其中一个组合陶瓷膜的连接子件插入相邻另一个组合陶瓷膜的连接母件中连接，

进一步的，本发明的组合式陶瓷膜组件还设有产水中心管，产水中心管穿过所有的组合陶瓷膜，产水中心管与最上端(最外端)和最下端(最里端)的盘式陶瓷膜之间设有膜组密封端头，产水中心管位于膜片固定盘内部的部分设有通孔。本发明的产水中心管起到增强连接和支撑的作用。膜组密封端头对膜组中心管和连接子件、连接母件之间的间隙进行密封。

进一步的，本发明的组合式陶瓷膜超滤装置，其特征在于包括过滤水池，过滤水池内部设有组合式陶瓷膜组件，组合式陶瓷膜组件包括产水中心管和组合陶瓷膜，组合陶瓷膜串装在产水中心管上，产水中心管一端通过轴承固定在过滤水池内，另一端延伸出过滤水池与产水泵连接，过滤水池的池壁上设有旋转电机，产水中心管上设有齿轮，旋转电机的输出端和齿轮之间设有链条，过滤水池的底部设有曝气管，曝气管上设有曝气盘，曝气管与过滤水池外的臭氧气罐连接，所述产水中心管还与反洗水泵连接。

进一步的，本发明的过滤水池的一侧设有进水渠，过滤水池和进水渠相邻的侧壁上设有进水闸门，进水渠上设有盖板。过滤水池的池壁上设有与进水闸门连接的手动或电动控制装置。

本发明的原水进入过滤水池后，通过组合陶瓷膜过滤，产水流入中心管，通过产水泵抽吸产水。运行一段时间后，在组合陶瓷膜受到污染时，反洗水通过从产水端进入，在一定压力下反向冲洗膜表面，并使用旋转电机转动组合式陶瓷膜组件，通过水与膜表面之间的剪切力加强反洗效果。

本发明所述的组合式陶瓷膜组件与氧化消毒工艺结合，在过滤的同时使用臭氧进行微孔曝气氧化，将消毒和过滤工艺整合为一个工艺段，减少设备投资，减少占地面积，降低运行费用。

本发明的有益效果是：

1)陶瓷膜具有稳定的特性，化学稳定性好，抗氧化性强，能承受高酸碱性清洗；

2)采用模块化设计，可单独更换膜片，每块膜片的扇形膜片也可以单独更换，灵活性高；

3)反冲洗时，无需高压气体辅助，通过自身旋转主动清洗，清洗效果更好；

4)适应性强，可在有机膜无法运行的环境下运行；

5)节能，无需维持膜表面清洁而进行的持续曝气；

6)自动化程度高，运行管理方便，便于维护；

7)与氧化消毒工艺结合，减少设备投资，减少占地面积，降低运行费用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明组合陶瓷膜的结构示意图；

图3为图2中A部放大示意图；

图4为本发明膜片固定盘的结构示意图；

图5为图4的右视图；

图6为本发明扇形膜片样式一的结构示意图；

图7为本发明扇形膜片样式二的结构示意图；

图8为本发明扇形膜片样式三的结构示意图。

如图中所示：1.盖板；2.进水闸门；3.旋转电机；4.链条；5.进水渠；6.过滤水池；7.齿轮；8.轴承；9.组合陶瓷膜；9-1.卡箍开关；9-2.卡箍；9-3.膜片卡槽； 9-4.膜片固定盘；9-5.扇形膜片；9-6.膜片插口9-7.橡胶密封圈；9-8.硅胶密封圈 9-9.连接子件；9-10.连接母件；10.曝气管；11.曝气盘；12.产水中心管；13.密封轴承；14.反洗进口；15.反洗泵；16.臭氧气罐；17.产水泵；18.产水口；19.反洗排水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示：过滤水池6内设有组合式陶瓷膜组件，组合式陶瓷膜组件包括产水中心管12和组合陶瓷膜9，21片组合陶瓷膜9串装在产水中心管12上，产水中心管12一端密封，通过轴承8固定在过滤水池6内，另一端延伸出过滤水池6与产水泵17连接，产水中心管12和过滤水池6连接处设有密封轴承13，产水泵17的出水端设有产水口18，反洗泵15的出水端通过管路与产水中心管了解，反洗泵15的进水端设有反洗进口14，过滤水池6的右侧池壁上部设有反洗排水口19，过滤水池6的左侧设有进水渠5，进水渠5的上端设有盖板1，过滤水池6的左侧池壁中部设有进水闸门2，过滤水池6的左侧池壁上端设有控制进水闸门的启闭装置和旋转电机3，旋转电机3通过链条4与产水中心管12左端的齿轮7连接。过滤水池6的底部设有曝气管10，曝气管10上设有曝气盘 11，曝气管10与过滤水池6外的臭氧气罐16连接。

如图2-图5所示：组合陶瓷膜9包括1个圆形的膜片固定盘9-4、8片扇形膜片9-5和8个卡箍9-2，膜片固定盘9-4边缘设有8个呈放射状等分圆周分布的膜片卡槽9-3，膜片固定盘9-4为中空结构，其边缘设有8个膜片插口9-6，膜片插口9-6处设有橡胶密封圈9-7，扇形膜片9-5前端插入膜片插口9-6中，两侧插入膜片卡槽9-3中，卡箍9-2两端通过卡箍开关9-1固定在膜片卡槽9-3 上，卡箍9-2将扇形膜片9-5压紧固定。本发明的多片扇形膜片9-5组合成圆形结构。本发明的卡箍开关包括紧固螺栓9-1-1和垫板9-1-2，紧固螺栓9-1-1穿过垫板9-1-2与膜片卡槽9-3连接。膜片固定盘9-4的中心左侧设有连接子件9-9，另一侧设有连接母件9-10，连接母件9-10和连接子件9-9均为中空的筒状结构，两者形状相同，连接母件9-10和连接子件9-9均与膜片固定盘9-4内部相通，连接子件9-9的外径小于连接母件9-10的内径，连接子件9-9外侧设有硅胶密封圈9-8，相邻两个组合陶瓷膜9之间通过连接子件9-9和连接母件9-10连接，即其中一个组合陶瓷膜9的连接子件9-9插入相邻另一个组合陶瓷膜9的连接母件中连接，产水中心管12穿过所有的组合陶瓷膜9，产水中心管12和最左端组合陶瓷膜9的连接子件9-9之间、和最右端的组合陶瓷膜9之间的连接母件9-10 之间设有膜组密封端头，产水中心管12位于膜片固定盘9-4内部的部分设有通孔。

如图6-8所示：本发明的扇形膜片9-5优选但不限于有3种样式，其中阴影部分为支撑结构，其他部分为水流通道。

本发明使用时，打开进水闸门2，原水从进水渠5流入过滤水池6，启动产水泵17，通过产水泵17产生的负压作为驱动力，原水通过组合陶瓷膜9进行过滤后，汇集入产水中心管12，通过产水泵17的产水口18出水。同时，在臭氧气罐16的压力作用下，通过曝气管10、曝气盘11使用臭氧进行曝气，氧化消除水中的有机物、微生物等有害物质。按照设定的时间运行后，进入反洗阶段，加压的过滤水，通过反洗泵15进入产水中心管12，进入膜片内部，反向通过膜片，清洗膜表面，同时，旋转电机3带动组合陶瓷膜9进行旋转动作，利用水与膜片之间的剪切力加强清洗效果。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种组合式陶瓷膜，其特征在于包括圆形的膜片固定盘、扇形膜片和卡箍，膜片固定盘边缘设有多个呈放射状分布的膜片卡槽，膜片固定盘为中空结构，其边缘设有膜片插口，膜片插口处设有橡胶密封圈，扇形膜片前端插入膜片插口中，两侧插入膜片卡槽中，卡箍两端通过卡箍开关固定在膜片卡槽上，卡箍将扇形膜片压紧固定。

2.一种根据权利要求1所述的组合式陶瓷膜组件，其特征在于包括多片串接的组合式陶瓷膜，每片组合式陶瓷膜的膜片固定盘的中心一侧设有连接子件，另一侧设有连接母件，连接母件和连接子件均为中空的筒状结构，两者形状相同，连接母件和连接子件均与膜片固定盘内部相通，连接子件的外径小于连接母件的内径，连接子件外侧设有硅胶密封圈，相邻两个组合陶瓷膜之间通过连接子件和连接母件连接，即其中一个组合陶瓷膜的连接子件插入相邻另一个组合陶瓷膜的连接母件中连接。

3.根据权利要求2所述的组合式陶瓷膜组件，其特征在于还设有产水中心管，产水中心管穿过所有的组合陶瓷膜，产水中心管位于膜片固定盘内部的部分设有通孔。

4.一种根据权利要求1所述的组合式陶瓷膜超滤装置，其特征在于包括过滤水池，过滤水池内部设有组合式陶瓷膜组件，组合式陶瓷膜组件包括产水中心管和组合陶瓷膜，组合陶瓷膜串装在产水中心管上，产水中心管一端通过轴承固定在过滤水池内，另一端延伸出过滤水池与产水泵连接，过滤水池的池壁上设有旋转电机，产水中心管上设有齿轮，旋转电机的输出端和齿轮之间设有链条，过滤水池的底部设有曝气管，曝气管上设有曝气盘，曝气管与过滤水池外的臭氧气罐连接，所述产水中心管还与反洗水泵连接。

5.根据权利要求4所述的组合式陶瓷膜超滤装置，其特征在于过滤水池的一侧设有进水渠，过滤水池和进水渠相邻的侧壁上设有进水闸门，进水渠上设有盖板。