CN110075717B - 降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法。所述装置主要包括若干膜过滤单元，所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，膜元件连接有膜元件产水管路；旋转驱动单元，用以驱动膜过滤单元旋转并与膜过滤单元支撑连接；湍流强化器，用于强化流场。所述方法主要包括：旋转膜过滤单元，搅拌旋转膜过滤单元旁的流体。本发明在膜过滤单元的旋转过程中，结合湍流强化器使得位于膜元件之间的错流通道内的流体受到四个不同的变化的力场，使得错流通道的过滤原液形成了更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

Description

降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法

技术领域

本发明属于膜过滤技术领域，特别涉及一种该领域内降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置以及方法。

背景技术

在水处理行业中，膜过滤技术发展十分迅速。膜过滤是一种分离高效、过滤品质优良的一种过滤手段，其分离对象可覆盖毫米颗粒、微米颗粒、甚至纳米颗粒及离子之间的分离。在近二十年中，随着全球经济的发展和工业技术的拓展，其使用的行业也越来越多。

陶瓷膜是膜过滤行业中的一支新军，随着行业的发展也有了蓬勃发展的应用，但其主要的应用对象仍然是颗粒物的分离。例如，污水中的活性污泥，发酵液中的细菌体等等。在过滤过程中，这些颗粒物会随着流体过滤的方向趋向膜表面，在膜面形成滤饼层。一般认为，滤饼层的发生和发展符合边界层理论的相关过程和原理，因此膜污染的发生是不可避免的，这也为膜（如陶瓷膜）的应用，甚至是所有微/超滤的应用带来困扰。

目前针对膜污染有效的抗污染手段包括：高表面错流降低边界层厚度和滤饼层特性，空气曝气形成局部涡流，改变边界层性质、添加颗粒改变滤饼层结构等等。

由于陶瓷膜本身的加工生产限制，长期以来均为管式陶瓷膜在市面应用，其抗污染手段主要采用高表面错流的方式来完成。随着平板陶瓷膜的应用，能够采用的抗污染手段也呈现出多样性，旋转式过滤装置就是其中一种典型的装置。

现有技术中，旋转式陶瓷膜过滤装置多采用完整的圆盘陶瓷膜片来实现，然后通过隔圈将圆盘陶瓷膜片夹持固定在中空旋转轴上。该方法对于陶瓷膜本身的机械紧固和安装带来了方便，却会因过滤原液流体趋于有序而使得颗粒物在膜表面逐渐沉积下来，导致分离过程中膜元件抗污染能力下降，从而导致陶瓷膜应用领域受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，该结构可使流体较为无序，从而可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染；本发明还提供一种含有该旋转式过滤结构的装置，该装置通过在上述过滤结构的基础上增加湍流强化装置，使得流体更加无序，进一步减少了膜表面颗粒物的沉积，降低了膜污染。同时，本发明也提供了一种降低陶瓷膜污染的方法，通过该方法的应用，也可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

说明：本发明下述方案中提到的膜元件、膜过滤单元等特征名词，如无特别说明，所述的“膜”指代的是本发明保护主题中所述的“陶瓷膜”。为简化用词，如采用膜元件代替陶瓷膜元件，因此，它们是明确的指代关系，并非上下位关系。

降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：

若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，所述膜元件连接有膜元件产水管路；

旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，用以驱动膜过滤单元旋转；

所述的若干膜元件间隔平行设置，之间形成有供流体流经的错流通道；所述膜元件产水管路设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，处于所述空置空间的过滤流体在膜元件产水管路的旋转下发生无序湍流。

上述旋转式过滤结构中，多个膜元件平行间隔设置，之间形成有错流通道；膜过滤单元在旋转驱动单元带动下旋转时，由于角速度的存在，位于错流通道内的过滤原液进行膜过滤的同时，形成与过滤方向不一致的错流，避免了膜表面颗粒物的沉积。此外由于空置空间的存在，处于空置空间区域内的流体在膜元件产水管路的旋转搅拌下发生无序湍流现象，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到几个不同方向的力，形成了更高的无序度，因此较为彻底地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，很大程度上降低了膜污染。

所述旋转驱动单元包括一空心旋转轴，所述膜元件产水管路的出水端与所述空心旋转轴相连接。

旋转驱动单元中动力部分带动空心旋转轴旋转，由于膜元件产水管路直接固连在空心旋转轴上，因此，空心旋转轴旋转时，膜元件、膜元件产水管路都同时旋转，三者之间形成一个相对的静态状态，这样，空心旋转轴不仅给膜元件产水管路旋转提供了动力，同时膜元件产水管路产出的过滤清液可汇集到空心旋转轴后集中排出。由此可知，空心旋转轴的设置极大了优化了结构。

所述旋转驱动单元还包括可放置膜过滤单元的驱动篮筐，所述驱动篮筐在旋转驱动单元的动力下带动膜过滤单元绕预定的中心旋转。驱动篮筐主要用于放置置膜过滤单元，驱动篮筐在旋转驱动单元的驱动下，带动置膜过滤单元旋转。

进一步地，作为一种优选的技术方案，所述驱动篮筐可直接固连在所述空心旋转轴上。空心旋转轴带动驱动篮筐旋转，处于驱动篮筐中的膜过滤单元随同旋转。旋转空心轴此时不仅起到传递动力的作用，也同时起到支撑固定驱动篮筐的作用，结构上更为优化。

所述膜过滤单元还包括有固持件，所述固持件将所述的若干个膜元件平行固定成组。优选地，所述膜元件为方形平板膜元件。

本发明还提供了一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，该装置在上述所述旋转式过滤结构的基础上，增设了一湍流强化器，所述湍流强化器设置在所述空置空间的下方。优选地，所述湍流强化器为曝气湍流强化器或超声波湍流强化器。

湍流强化器增强了空置空间区域内流体的湍流，该部分空间的流体在湍流强化器及膜元件产水管路的旋转搅拌下更加无序，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液再次叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到多个不同方向的力，形成了较旋转式过滤结构而言更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

具体地，所述超声波湍流强化器包括超声波振板、超声波发生振子及超声波电场电源；其中，所述超声波振板铺设在所述空置空间的下方，内部设有超声波发生振子，所述超声波发生振子与所述超声波电场电源电性连接。

进一步地，所述过滤装置还包括一用于容置过滤装置主体的箱体，所述箱体的下部设有浓缩液排放管路；所述超声波湍流强化器或曝气湍流强化器设置在箱体底部的上表面。

本发明最后还提供了一种降低陶瓷膜污染的方法，该方法在上述结构、装置的精神基础上演化而来，包含下述关键步骤：

S1、将多个陶瓷膜元件间隔平行设置，任一陶瓷膜元件与相邻的陶瓷膜元件之间形成供流体流经的错流通道，且陶瓷膜元件上的产水管路均朝着陶瓷膜元件的同一端方向设置；

S2、将多个陶瓷膜元件同时或不同时绕预定中心线旋转，所述中心线位于陶瓷膜元件的外侧。

优选地，所述产水管路均连接于朝向中心线一侧方向的中空管；所述中空管可带动多个陶瓷膜元件转动。

优选地，在多个陶瓷膜元件同时或不同时绕预定中心线旋转的同时，在预定中心线的下方增设湍流强化装置，经湍流强化装置使流体无序，形成四个大体的不同方向流场，从而形成一个较高的无序度。

由上述技术方案可知，本发明的大体工作原理是：

待过滤液在压力驱动下，会发生沿膜表面垂直方向流体迁移，从而完成过滤过程，待过滤颗粒被膜表面截留趋向沉积在膜表面，此为流体的第一方向。经上述各单元组合，装置内的流体在上述空心旋转轴及上述膜元件组合的旋转驱动下由靠近中心轴线侧的中心区域向箱体容器周边移动，从而形成膜表面的错流，该错流方向与流体的第一方向垂直，此为流体第二方向。与此同时，由于膜表面的流体滞留，可使流体发生与驱动轴旋转方向大体一致的膜表面错流，该错流方向与上述第一方向、第二方向均垂直，此为流体的第三方向；与此同时，由于湍流强化器具备一定的强化流场分布特性，该分布方向与上述所有流体方向不一致，从而形成流体的第四方向。由于上述四个方向的不一致，可显著改善待过滤流体的初始无序度。进而大大降低膜表面的颗粒物沉降，降低了污染。

此外，由于旋转的作用，暴露于湍流强化场中的空置空间区域内的流体在膜元件产水管路搅拌下也随之发生湍流变化，因此水体的湍流强化场随时间也在不断变化，一定程度上也增强了过滤流体的湍流程度。也即是说，可通过改变旋转的速度，实现空置空间的变化率，进一步增强过滤流体的湍流程度。

由此可知，本发明在膜过滤的同时，形成多个与过滤方向不一致的错流，使得流体本身湍流程度得到强化，能够有效的降低膜表面污染。

通过上述技术方案及本发明工作原理的结合启示可知，可归纳出本发明较为重要的几点有益效果：

1、膜过滤单元旋转时，由于角速度的存在，位于错流通道内的过滤原液在进行膜过滤的同时，形成与过滤方向不一致的错流，避免了膜表面颗粒物的沉积。此外由于空置空间的存在，处于空置空间区域内的流体在膜元件产水管路的旋转搅拌下发生无序湍流现象，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到几个不同方向的力，形成了较高的无序度，很大程度上地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

2、湍流强化器增强了空置空间区域内流体的湍流，该部分空间区域内的流体在湍流强化装置及膜元件产水管路的旋转搅拌下更加无序，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液再次叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到更多个不同方向的力，形成了更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

3、设置空心旋转轴，空心旋转轴旋转时，固连在其上的驱动篮筐、装设于驱动篮筐中的膜元件，膜元件产水管路都同时旋转，它们形成一个相对的静态状态。这样，空心旋转轴不仅给驱动篮筐提供了支撑，还给膜元件产水管路旋转提供了动力，同时膜元件产水管路产出的过滤清液也可汇集到空心旋转轴后集中排出，整体上极大地优化了旋转式过滤结构/装置的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明旋转式过滤装置的三维简化剖视结构示意图（图中仅示出了一个膜过滤单元）；

图2为本发明正向视角的结构简化示意图；

图3为本发明中颗粒物在膜表面受力方向的示意图；

图4为本发明膜元件无遮挡条件下的湍流加强区域分布俯视示意图；

图5为本发明膜元件在遮挡条件下的湍流加强分布区域示意图；

图6为本发明膜元件旋转15°后湍流加强区域改变的分布俯视示意图；

图7为本发明膜元件旋转45°后湍流加强区域改变的分布俯视示意图；

图8为本发明膜元件旋转90°后湍流加强区域改变的分布俯视示意图；

图9为本发明含有湍流强化装置的一个实施例示意图；

图10为本发明含有湍流强化装置的另一个实施例示意图。

附图标记：

101：进水管 102：箱体

103：浓缩液排放管 104：清液出水管

201：膜元件 202：错流通道

203：膜元件产水管路 204：空心旋转轴

205：固持件 206：减速机构

207：动力电机 208：驱动篮筐

208-1：主体部分 208-2：底座部分

301：湍流强化器

301-1：曝气湍流强化器 301-2：超声波湍流强化器

302：进气管 303：超声波振板

304：超声波发生振子 305：超声波电场电源

306：超声波强化湍流场

DR1：流体过滤方向（即第一方向）

DR2：离心力场方向（即第二方向）

DR3：空心转动轴切线方向（即第三方向）

DR4：湍流强化场方向（即第四方向）

F1：无遮挡条件下的湍流加强分布区域

F2：膜元件遮挡下的湍流加强分布区域

F3：膜元件旋转15°后的湍流加强分布区域

F4：膜元件旋转45°后的湍流加强分布区域

F5：膜元件旋转90°后的湍流加强分布区域。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开实施例提供了多个不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明的一个实施例如下：

本发明所述旋转式过滤结构所公开的实施例与旋转式过滤装置所公开的实施例基本相同，旋转式过滤装置主要在旋转式过滤结构的基础上增加了湍流强化器301。因此，本实施例主要以旋转式过滤结构为示例说明，通过本实施例的阐述，本领域技术人员在理解旋转式过滤结构的基础上，基本上也可理解在旋转式过滤装置的结构。

参见图1～图2，降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构包括：

若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件201，所述膜元件201连接有膜元件产水管路203。需说明的是，图1仅示出了一个膜过滤单元，通常而言，膜过滤单元应当至少设置2个，间隔180°设置；或者以空心旋转轴204处的大体中心线圆周布置多个，如3个、4个等，这依据实际使用场合及过滤要求相应设置。

旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，用以驱动膜过滤单元旋转。本实施例中旋转驱动单元的结构不作限制，理论上只要能驱动膜过滤单元绕着预定的中心线旋转即可达到预期的效果。

具体地，膜过滤单元主要由膜元件201间隔平行组合而成，之间形成有供流体流经的错流通道202，错流通道202内靠近膜元件201的边缘处设置有固持件205，所述固持件205将所述的若干个膜元件201平行固定成组。膜元件产水管路203设置在旋转驱动单元一侧方向，如图1～图2中均朝向空心旋转轴204这一侧。由于膜元件产水管路203均设置在空心旋转轴204这一侧，所以膜过滤单元与旋转驱动单元之间形成一空置空间，也就是图2中膜过滤单元内侧与空心旋转轴204之间显示的区域部分，（此空置空间并非完全空置，仅是相对于周边区域比较而言，这里主要是流体部分及膜元件产水管路203），处于所述空置空间区域部分的的过滤流体在膜元件产水管路203的旋转搅动下发生无序湍流。

参见图3，工作状态下，流体在压力差作用下透过膜元件201表面，膜元件201内部形成的过滤清液经膜元件产水管路203排出。流体穿过膜元件201的方向，即流体过滤方向（第一方向）DR1。在此流动方向上，流体中的颗粒物会逐步在膜表面沉积，形成滤饼层，成为过滤过程中的主要阻力来源。与此同时，膜元件201也处于旋转过程中，膜元件201表面的颗粒还会受到其它方向的推动，其方向一般是离心力场方向（第二方向）DR2与空心旋转轴切向方向（第三方向）DR3的组合方向。离心力场方向（第二方向）DR2与流体过滤方向（第一方向）DR1是相互垂直的，空心旋转轴切向方向（第三方向）DR3与流体过滤方向（第一方向）DR3也是相互垂直的。因此流体过滤过程中，颗粒物从膜表面的水平迁移。由于膜元件201的最内侧本身具有一定的速度，因此颗粒将在膜表面由内侧向外侧得到加速，从而得到越来越高的错流流速，使得膜表面的沉积污染层变的越来越薄，从而避免了膜污染。

具体地，旋转驱动单元可主要由空心旋转轴204、减速机构206、动力电机207、驱动篮筐208构成。工作时，动力电机207输出的动力经减速机构206降速后带动空心旋转轴204旋转。因空心旋转轴204的下端固连驱动篮筐208，侧面固连膜元件产水管路203，又因驱动篮筐208中装设有膜过滤单元，因此，当空心旋转轴204转动时，膜过滤单元、驱动篮筐208及膜元件产水管路203随同空心旋转轴204一起旋转，它们之间形成一个相对的静态状态，这样，空心旋转轴204不仅给膜元件产水管路203旋转提供了动力，同时膜元件产水管路203产出的过滤清液可汇集到空心旋转轴204后集中排出。可以理解的是，为使过滤清液顺利从空心旋转轴204排出，通常空心旋转轴204的末端可与其它抽吸设备联用，如离心泵等实现负压抽吸。

本实施例中，驱动篮筐208包含主体部分208-1及用于固定主体部分208-1的底座部分208-2，底座部分208-2可连接在空心旋转轴204的底端，从而达到空心旋转轴204旋转时带动驱动篮筐208旋转之需求。当然，本领域技术人员也可作出其它变通，如底座部分208-2并非是必需的，在缺少底座部分208-2时，驱动篮筐208的主体部分可借助膜元件产水管路203直接连接在空心旋转轴204上，不过此时膜元件产水管路203应当是刚性的，足以承担起驱动篮筐208的重量。

驱动篮筐208的主体部分208-1除了具有固定膜过滤单元的结构外，还应当是具有便于过滤流体方便流动的网眼结构或者是条状孔结构，如图1所示，当然，这里并不限于上述结构，还可以是其它的变通结构。

本实施例中，膜元件201内部有过滤通道，表面有高精度的过滤层，一般地，其过滤精度在0.02微米到0.4微米。实际使用时可根据待过滤液的颗粒粒径分布选择。优选地，膜元件201为方形平板膜元件，具体理由将结合下述的膜过滤装置详细说明。

本发明的另一个实施例是：

本实施例公开了一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，该过滤装置在上述旋转式过滤结构的基础上主要增设了湍流强化器301。具体地，所述的旋转式过滤装置包括一个箱体102，箱体102的上端部分设置有进水管101，下端部分设置有浓缩液排放管103，箱体102内侧底端位于空置空间下方处设置有湍流强化器301。待过滤原液经进水管101进入箱体102中，过滤后的清液经空心旋转轴204及清液出水管104排出，过滤后余下的浓缩液则经浓缩液排放管103排出。

优选地，所述湍流强化器301为曝气湍流强化器301-1或者是超声波湍流强化器301-2。

参见图9及结合图3所示，当湍流强化器301为曝气湍流强化器301-1时，曝气湍流强化器301-1之所需空气由进气管302送入，由于空气较过滤流体更轻，因此会在密度推动下向上运动。由于空气鼓泡的扰动，和空气泡本身的破碎重组，其会在其上方形成湍流强化场，其方向一般称为湍流强化场方向（第四方向）DR4。第四方向与颗粒物其他几个受力方向（即DR1、DR2、DR3）均不同，因此可形成更高的无序度。

由于湍流强化器301的加入，位于空置空间下方接近湍流强化器301的这部分区域内的流体较之以前会更加无序，本发明姑且将这部分区域定义为湍流强化场。

湍流强化场是湍流发生的空间区域，其空间与所述的空置空间并不一定完全重合。只有两者重合时方能得到更为理想的抗污染效果，因此本本实施例会尽量考虑在空置空间内形成湍流强化场，因为这样比较有利于降低陶瓷膜的污染。

优选的，膜元件201为方形平板膜元件，当膜元件201为方形平板膜元件，随着空心旋转轴204的转动，转动的膜元件201在该湍流强化场中在不同时间具有不同的面积，从而湍流强化场中的粒子将受到不同强度的扰动，因此其无序度也是时刻变化的，参见图4～图8。

具体地，当曝气湍流强化器301-1上方几乎没有任何遮挡物（除了膜元件201及驱动篮筐208的底座部分外）时，其曝气影响的湍流加强分布区域如F1，如图4；当其上方布置有相关遮挡物时，如图5所示，其曝气影响的湍流加强分布区域将改变为F2。如果膜元件201没有在转动，则F2将稳定。从宏观上可忽略其影响。如图6所示，当膜元件201转动15度时，其湍流加强分布区域又将发生变化，成为F3。F3的空间分布与F2的空间分布存在较大差异。由于本案例中，湍流强化器301为空气引起的湍流，因此在F3中的空气泡分布将与F2中的空气泡分布有较大差异，这也将引起空气泡的合并或破碎过程，从而带来比F2静态时更高的无序程度。F3中的颗粒物随之进入错流通道202，也比F2静态时进入错流通道202时具有更复杂的运动模式，因此在膜表面沉积的现象得以延缓，从而提升了膜元件201运行时的抗污染性能。如图7所示，当膜元件201依次旋转至45度，其湍流加强分布区域又将发生变化，成为F4。如图8所示，旋转至90度时，其湍流加强分布区域又将发生变化，成为F5。F4空间分布与F3空间分布发生了明显改变，F5空间分布又与F4空间分布发生了明显改变。因此膜元件201在旋转过程中，空气扰流的区域（湍流强化场）也将时刻变化，从而提升了流体整体的无序度，使得在过滤过程中的颗粒物不易在膜表面沉积。

试验验证：

待过滤液为悬浮颗粒浓度为10g/L的活性污泥混合液，采用传统的过滤装置，当跨膜压差为20kPa时，膜过滤通量为25.2L/(m²*h)。采用如上所述的旋转式过滤装置进行测试。当跨膜压差为25kPa时，未开启湍流强化装置的膜过滤通量为29.3L/(m²*h)，开启湍流强化时，膜过滤通量为35.2L/(m²*h)，较传统的的过滤装置相比，膜过滤通量分别增加了14%及40%。膜过滤通量的增加从反面验证了膜元件201表面颗粒物的沉积大大减少。

参加图10，当湍流强化器301为超声波湍流强化器301-2时，超声波电场电源305产生高频电流，经由超声波发生振子304和超声波振板303转换后可形成具有确定方向的超声波场，由于流体中的溶液可接受超声波场的能量传递，当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，流体中将形成气泡空穴，该空穴会迅速膨胀，然后又突然闭合，继而形成超声波强化湍流场306。该湍流场的空间分布随膜元件201旋转时，其扰流的区域也将时刻变化，从而提升了流体整体的无序度，使得在过滤过程中的颗粒物不易在膜表面沉积。

试验验证：

待过滤液为悬浮颗粒浓度为2%的碳酸钙颗粒混合液，采用传统的过滤装置，当跨膜压差为25kPa时，膜过滤通量为160L/(m²*h)。采用如上所述的旋转式过滤装置进行测试。当跨膜压差为25kPa时，未开启湍流强化装置的膜过滤通量为195L/(m²*h)，开启湍流强化时，膜过滤通量为243L/(m²*h)，较传统的的过滤装置相比，膜过滤通量分别增加了22%及51%。膜过滤通量的增加从反面验证了膜元件201表面颗粒物的沉积大大减少。

上述无论是在曝气湍流强化器301-1的使用场合还是在超声波湍流强化器301-2的使用场合，为了确保空气气泡顺利进入空置空间所处区域，优选地，驱动篮筐208的底座部分208-2开设有较大的贯穿孔，某种意义上底座部分208近似一个框架结构而不是实体板结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：

若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件（201），所述膜元件（201）连接有膜元件产水管路（203）；

旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，以驱动膜过滤单元旋转；

其特征在于，所述膜过滤单元以所述旋转驱动单元的旋转中心为中心，呈圆周方式布置；所述膜元件（201）为方形平板膜元件，相邻的所述膜元件（201）之间形成有供流体流经的错流通道（202）；

所述膜元件产水管路（203）设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，位于所述空置空间内的过滤流体在膜元件产水管路（203）的旋转下发生无序湍流；改变所述旋转驱动单元的旋转速度，实现空置空间的变化，增强过滤流体的湍流程度；

所述旋转驱动单元包括空心旋转轴（204）和可放置膜过滤单元的驱动篮筐（208）；所述膜元件产水管路（203）的出水端与所述空心旋转轴（204）相连接；所述驱动篮筐（208）固连在所述空心旋转轴（204）上，其在旋转驱动单元的动力下带动膜过滤单元以所述空心旋转轴（204）为预定的中心旋转。

2.根据权利要求1所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，其特征在于，所述膜过滤单元还包括一固持件（205），所述固持件（205）将所述的若干个膜元件（201）平行固定成组。

3.降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，包括权利要求1或2所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，其特征在于，该装置还包括一湍流强化器（301），所述湍流强化器（301）设置在所述空置空间的下方。

4.根据权利要求3所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，其特征在于，所述湍流强化器（301）为曝气湍流强化器（301-1）或超声波湍流强化器（301-2）。

5.根据权利要求4所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，其特征在于，所述超声波湍流强化器（301-2）包括超声波振板（303）、超声波发生振子（304）及超声波电场电源（305）；其中，所述超声波振板（303）铺设在所述空置空间的下方，内部设有超声波发生振子（304），所述超声波发生振子（304）与所述超声波电场电源（305）电性连接。

6.根据权利要求3所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤装置，其特征在于，该过滤装置还包括一用于容置过滤装置主体的箱体（102），所述箱体（102）的下部设有浓缩液排放管路（103）。

7.基于权利要求1或2所述的降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构的降低陶瓷膜污染的方法，其特征在于，该方法包含下述步骤：

S1、将多个方形平板膜元件间隔平行设置，任一方形平板膜元件与相邻的方形平板膜元件之间形成供流体流经的错流通道，且方形平板膜元件上的产水管路均朝着方形平板膜元件的同一端方向设置；

S2、将多个方形平板膜元件同时绕预定中心线旋转，所述中心线位于方形平板膜元件的外侧。

8.根据权利要求7所述的降低陶瓷膜污染的方法，其特征在于，在多个方形平板膜元件同时绕预定中心线旋转的同时，在预定中心线的下方增设湍流强化器，经湍流强化器使流体无序，形成四个大体的不同方向流场。

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