CN113813791A - 罐式膜过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于市政给水处理领域的罐式膜过滤装置，罐体上部设置有上盖体，下部设置有下盖体，罐体内设有上分隔板、定位挡泥板和下分隔板，上分隔板与上盖体合围形成产水腔室，下分隔板与下盖体合围形成进水进气腔室，上分隔板与定位挡泥板合围形成排水腔室，定位挡泥板与下分隔板合围形成过滤腔室，膜柱设置于过滤腔室内，膜柱可采用带外壳的外压式中空纤维超滤膜或中空纤维微滤膜，产水腔室和进水进气腔室分别通过上连接件和下连接件与膜柱连通，实现多根膜柱的统一进水、产水、冲洗和排水，本发明布置紧凑，结构简单，管配件少，占地面积小，水耗少，冲洗时间短。

Description

罐式膜过滤装置

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，具体涉及一种用于市政给水处理的罐式膜过滤装置。

背景技术

微滤和超滤是一类由压力驱动的膜过滤技术，能够有效地去除水中的悬浮颗粒、胶体、浊度和病原菌等大分子物质，且相比纳滤和反渗透膜处理技术，所需操作压力较低，在水处理领域具有重大应用潜力。

目前，市场上用于市政给水处理的微滤膜和超滤膜以中空纤维形式为主，一般将中空纤维膜丝布置在壳体内形成膜元件，再由管路分别将多个膜元件的进水、产水和冲洗等端口进行连接形成膜堆，由于各膜元件均需要配置独立的进出水、反冲洗水、气冲洗和化学清洗等管路，膜元件的布置密度较低，占地面积大，管配件多，水头损失多，气水分配均匀性差、造价高。

发明内容

本发明的目的是提供一种罐式膜过滤装置，以实现多根膜柱的统一进水、产水、冲洗和排水。

为了达到上述目的，本发明的一种罐式膜过滤装置，包括罐体、上盖体、下盖体、上分隔板、定位挡泥板、下分隔板、膜柱、上连接件、下连接件、中央支撑管、中央支撑管架和拉杆。所述罐体上部设置有上盖体，下部设置有下盖体，罐体内设有上分隔板、定位挡泥板和下分隔板。其中，上分隔板与上盖体合围形成产水腔室，下分隔板与下盖体合围形成进水进气腔室，上分隔板与定位挡泥板合围形成排水腔室，定位挡泥板与下分隔板合围形成过滤腔室，膜柱设置于过滤腔室内，产水腔室和进水进气腔室分别通过上连接件和下连接件与膜柱连通。

进一步的，所述膜柱包括壳体，壳体内设置有外压式中空纤维超滤膜或外压式中空纤维微滤膜，壳体底部设置有进水进气端口，顶部设置有产水端口。

进一步的，所述膜柱上侧沿径向设置有多个直径约20mm的排水排气孔。

进一步的，所述膜柱采用直立形式布置于过滤腔室内，膜柱间呈正三角形平行排列，膜柱间净距为0～20mm。

进一步的，所述上连接件为圆管形，所述上连接件的上端与产水腔室连通，下端与膜柱产水端口连通，所述上连接件下端的直径大于上端的直径。

进一步的，所述上连接件可以采用刚性不可变形结构，也可以采用可弯曲变形结构，当采用可弯曲变形结构的上连接件时，允许上分隔板的直径小于罐体直径。

进一步的，所述上分隔板和下分隔板可以是单层板，也可以在单层板上焊接肋条形成加筋板。

进一步的，所述下连接件上端与进水进气端口连通，下端与进水进气腔室连通，所述下连接件上端的直径大于下端的直径。

进一步的，所述上盖体上设置有人孔、出水和反冲洗进水连接口和排气管，所述出水和反冲洗进水连接口与过滤腔室连通，所述排气管自上分隔板底部向上延伸至上盖体外部。

进一步的，所述下盖体上设置有进水管连接口、进气管和排水管，所述进水管连接口和进气管分别与进水进气腔室连通，所述排水管自中央支撑管底部延伸至下盖体外部。

进一步的，所述中央支撑管架设置于下盖体平面中心位置，中央支撑管设置于罐体平面中心位置，中央支撑管顶部与上分隔板紧密贴合，下部与中央支撑管架连接，中央支撑管由上而下分别穿过定位挡泥板和下分隔板。

进一步的，所述中央支撑管管径与膜柱直径相等，中央支撑管上部沿径向均匀开孔，所开孔洞底部高度与定位挡泥板安装高度一致，中央支撑管底部沿径向均匀开孔，并与排水管连接。

进一步的，所述过滤腔室内设置有定位挡泥板和拉杆，所述定位挡泥板设置于膜柱排水排气孔的孔底处，开孔直径略大于膜柱直径，所述拉杆为4-20根，与定位挡泥板和下分隔板固定连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明的膜柱布置合理紧凑，占地面积小。

2、本发明的膜过滤设备采用多根膜柱统一进水、产水、冲洗和排水，节约管路和管配件、减少水头损失、提高配水配气均匀性、降低造价。

3、本发明的定位挡泥板在设备安装时有效解决了膜柱定位难题，降低了设备安装和检修难度，在设备运行时可以显著减少冲洗废水的排放量，有效降低设备运行水耗，显著缩短冲洗时间。

4、本发明的上连接件采用可弯曲变形结构时，允许上分隔板的直径小于罐体直径，进一步降低造价。

5、本发明的上分隔板和下分隔板采用加筋板形式时，允许上分隔板的厚度减少，进一步降低造价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的罐式膜过滤装置的剖面图；

图2是本发明实施例2的罐式膜过滤装置的剖面图；

图3是膜柱剖面图；

图4是本发明实施例1的上连接件详图；

图5是本发明实施例2的上连接件详图；

图6是下连接件详图；

图7是本发明实施例1的上分隔板加肋示意图；

图8是本发明实施例2的上分隔板加肋示意图；

图9是下分隔板加肋示意图。

图10是拉杆与膜柱的分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

实施例1

图1是本发明实施例1的罐式膜过滤装置的剖面图。如图1所示，本实施例的罐式膜过滤装置包括罐体1、下盖体2、上盖体3、上分隔板10、下分隔板11、定位挡泥板20、上连接件14、下连接件15、膜柱13、中央支撑管架26、中央支撑管25、拉杆12。

具体的，上分隔板10设置于罐体1内与上盖体3合围形成产水腔室。下分隔板11设置于罐体1内与下盖体3合围形成进水进气腔室。上分隔板10与定位挡泥板20合围形成过排水腔室，定位挡泥板20与下分隔板11合围形成过滤腔室。中央支撑管架26设置于下盖体2的平面中心位置，中央支撑管25设置于罐体1的平面中心位置，中央支撑管25顶部与上分隔板10紧密贴合，下部与中央支撑管架26连接，中央支撑管25由上而下分别穿过定位挡泥板20和下分隔板11。中央支撑管25上部沿径向均匀开孔27，所开孔洞27的底部高度与定位挡泥板安装高度一致，中央支撑管25的底部沿径向均匀开孔，并与排水管7连接。

在本实施例中，上盖体3和下盖体2与罐体1采用法兰连接。上分隔板10由上盖体3法兰与罐体1法兰夹紧固定，下分隔板11由下盖体2法兰与罐体1法兰夹紧固定。

在其他的实施例中，上分隔板10和下分隔板11也可采用焊接、粘结、密封圈、螺丝等一种或多种方式实现密封隔离。

如图8所示，在本实施例中，上分隔板10采用圆形肋条与三角形肋条复合布置的加肋板，直径等于罐体1直径。肋条的连接方式可以是焊接，以在满足受力强度要求的前提下，降低造价。

如图9所示，下分隔板11采用三角形肋条布置的加肋板。肋条的连接方式可以是焊接同上分隔板。

具体的，上分隔板10和下分隔板11分别为上连接件14和下连接件15预留联通孔洞，安装后上连接件14与下连接件15穿越孔洞处采取焊接、法兰连接、粘结、密封圈、螺丝等一种或多种方式实现密封。定位挡泥板20设置于上分隔板10与下分隔板11之间，起膜柱13的定位和冲洗废水导流作用。下分隔板11上设置若干平衡管8。

具体的，多根膜柱13设置于过滤腔室内，产水腔室和进水进气腔室分别通过上连接件和下连接件与过滤腔室内的多根膜柱连接，以满足设备的水处理和冲洗等功能要求。

如图3所示，膜柱13是带外壳的，可以采用外压式中空纤维超滤膜，也可以采用外压式中空纤维微滤膜。底部设置有进水进气端口25，顶部设置有产水端口24，上侧沿径向均匀设置有12个直径20mm的排水排气孔16。

为增加膜柱排列密度，同时满足安装和运维便捷的要求，各膜柱均采用直立布置形式，膜柱间呈正三角形紧密平行排列，膜柱间净距为0～20mm。

如图5所示，在本实施例中上连接件14采用不可显著变形的刚性结构形式，下端与膜柱产水端口24连接，上端穿过上分隔板10，由螺栓紧固密封。其中上连接件14与膜柱13连接端直径大于与产水腔室连接端直径。上连接件14与产水腔室的连接方式是穿过上分隔板10预留孔洞，用螺母固定并配套胶圈密封。

如图6所示，下连接件15的上端与膜柱进水进气端口25连接，下端穿过下分隔板11，穿过部分的短管上设置进气小孔18和进气缝隙19，进气小孔18直径约0.2mm，进气缝隙19宽约0.2mm，长约20mm，供冲洗时进气并形成气垫层。

此外，上盖体3上设置人孔23，出水和反冲洗进水连接口5和排气管9，排气管9延伸至上分隔板10底部。在下盖体2上设置有进水管连接口4、气冲进气管6和排水管7，排水管7与中央支撑管25的底部开孔连接并延伸至下盖体2外部。

在本实例中，定位挡泥板20设置在膜柱排水排气孔16的下缘20mm处，由罐体1内边缘焊接的角钢支撑和固定。

如图10所示，拉杆12安装于定位挡泥板20与下分隔板11之间，直径为20mm，共12根，沿罐体1径向均匀分布，拉杆12与定位挡泥板20和下分隔板11采用螺丝固定。

水处理时，待处理水经进水管连接口4，由膜柱下连接件15、膜柱进水进气端口25进入膜柱13过滤，产水经膜柱产水端口24、上连接件14，进入上盖体3内，由出水和反冲洗进水连接口5输出。以上过滤过程的动力来源可以是进水管连接口4的正向压力，也可以是出水和反冲洗进水连接口5的负压抽吸。

反冲洗单水冲时，停止进水管连接口4进水，冲洗进水由出水和反冲洗进水连接口5进入上盖体3内，经上连接件14、膜柱产水端口24，进入膜柱13内部，反冲洗废水经膜柱排水排气孔16，中央支撑管上部孔洞27，中央支撑管25，由排水管7排出。反冲洗单气冲时，停止进水管连接口4进水，空气由气冲进气管6进入下盖体2，经下连接件15上的进气小孔18和进气缝隙19，进水进气端口25，进入膜柱13，对膜柱13内部的膜丝进行擦洗，尾气经膜柱排水排气孔16和排气管9排出。当化学清洗时，进水和进气流程同水冲洗方式。

实施例2

图2是本发明实施例2的罐式膜过滤装置的剖面图。如图2所示，本实施例的罐式膜过滤装置包括罐体1、下盖体2、上盖体3、上分隔板10、下分隔板11、定位挡泥板20、上连接件14、下连接件15、膜柱13、中央支撑管架26、中央支撑管25、拉杆12。

具体的，上分隔板10设置于罐体1内与上盖体3合围形成产水腔室。下分隔板11设置于罐体1内与下盖体3合围形成进水进气腔室。上分隔板10与定位挡泥板20合围形成排水腔室，定位挡泥板20与下分隔板11合围形成过滤腔室。中央支撑管架26设置于下盖体2的平面中心位置，中央支撑管25设置于罐体1的平面中心位置，中央支撑管25顶部与上分隔板10紧密贴合，下部与中央支撑管架26连接，中央支撑管25由上而下分别穿过定位挡泥板20和下分隔板11。中央支撑管25上部沿径向均匀开孔27，所开孔洞27的底部高度与定位挡泥板安装高度一致，中央支撑管25的底部沿径向均匀开孔，并与排水管7连接。

在本实施例中，上盖体3和下盖体2与罐体1采用法兰连接。上分隔板10由上盖体3法兰与罐体1法兰夹紧固定，下分隔板11由下盖体2法兰与罐体1法兰夹紧固定。

在其他的实施例中，上分隔板10和下分隔板11也可采用焊接、粘结、密封圈、螺丝等一种或多种方式实现密封隔离。

如图7所示，在本实施例中，上分隔板10采用圆形肋条与三角形肋条复合布置的加肋板，直径小于罐体1直径。肋条的连接方式可以是焊接，以在满足受力强度要求的前提下，降低造价。

如图9所示，下分隔板11采用三角形肋条布置的加肋板。肋条的连接方式可以是焊接同上分隔板。

具体的，上分隔板10和下分隔板11分别为上连接件14和下连接件15预留联通孔洞，安装后上连接件14与下连接件15穿越孔洞处采取焊接、法兰连接、粘结、密封圈、螺丝等一种或多种方式实现密封。定位挡泥板20设置于上分隔板10与下分隔板11之间，起膜柱13的定位和冲洗废水导流作用。下分隔板11上设置若干平衡管8。

具体的，多根膜柱13设置于过滤腔室内，产水腔室和进水进气腔室分别通过上连接件和下连接件与过滤腔室内的多根膜柱连接，以满足设备的水处理和冲洗等功能要求。

如图3所示，膜柱13是带外壳的，可以采用外压式中空纤维超滤膜，也可以采用外压式中空纤维微滤膜。底部设置有进水进气端口25，顶部设置有产水端口24，上侧沿径向均匀设置有12个直径20mm的排水排气孔16。

为增加膜柱排列密度，同时满足安装和运维便捷的要求，各膜柱均采用直立布置形式，膜柱间呈正三角形紧密平行排列，膜柱间净距为0～20mm。

如图4所示，在本实施例中上连接件14采用可弯曲变形的柔性结构，下端与膜柱产水端口24连接，上端穿过上分隔板10，由螺栓紧固密封。其中上连接件14与膜柱13连接端直径大于与产水腔室连接端直径。上连接件14与产水腔室的连接方式是穿过上分隔板10预留孔洞，用螺母固定并配套胶圈密封。

如图6所示，下连接件15的上端与膜柱进水进气端口25连接，下端穿过下分隔板11，穿过部分的短管上设置进气小孔18和进气缝隙19，进气小孔18直径约0.2mm，进气缝隙19宽约0.2mm，长约20mm，供冲洗时进气并形成气垫层。

此外，上盖体3上设置人孔23，出水和反冲洗进水连接口5和排气管9，排气管9延伸至上分隔板10底部。在下盖体2上设置有进水管连接口4、气冲进气管6和排水管7，排水管7与中央支撑管25的底部开孔连接并延伸至下盖体2外部。

在本实例中，定位挡泥板20设置在膜柱排水排气孔16的下缘20mm处，由罐体1内边缘焊接的角钢支撑和固定。

如图10所示，拉杆12安装于定位挡泥板20与下分隔板11之间，直径为20mm，共12根，沿罐体1径向均匀分布，拉杆12与定位挡泥板20和下分隔板11采用螺丝固定。

水处理时，待处理水经进水管连接口4，由膜柱下连接件15、膜柱进水进气端口25进入膜柱13过滤，产水经膜柱产水端口24、上连接件14，进入上盖体3内，由出水和反冲洗进水连接口5输出。以上过滤过程的动力来源可以是进水管连接口4的正向压力，也可以是出水和反冲洗进水连接口5的负压抽吸。

反冲洗单水冲时，停止进水管连接口4进水，冲洗进水由出水和反冲洗进水连接口5进入上盖体3内，经上连接件14、膜柱产水端口24，进入膜柱13内部，反冲洗废水经膜柱排水排气孔16，中央支撑管上部孔洞27，中央支撑管25，由排水管7排出。反冲洗单气冲时，停止进水管连接口4进水，空气由气冲进气管6进入下盖体2，经下连接件15上的进气小孔18和进气缝隙19，进水进气端口25，进入膜柱13，对膜柱13内部的膜丝进行擦洗，尾气经膜柱排水排气孔16和排气管9排出。当化学清洗时，进水和进气流程同水冲洗方式。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.罐式膜过滤装置，其特征在于，包括罐体、上盖体、下盖体、上分隔板、定位挡泥板、下分隔板、膜柱、上连接件、下连接件，所述罐体上部设置上盖体，下部设置下盖体，罐体内设有上分隔板、定位挡泥板和下分隔板，其中，上分隔板与上盖体合围形成产水腔室，下分隔板与下盖体合围形成进水进气腔室，上分隔板与定位挡泥板合围形成排水腔室，定位挡泥板与下分隔板合围形成过滤腔室，膜柱设置于过滤腔室内，产水腔室和进水进气腔室分别通过上连接件和下连接件与膜柱连通。

2.如权利要求1所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述膜柱包括壳体，壳体内设置有外压式中空纤维超滤膜或外压式中空纤维微滤膜，壳体底部设置有进水进气端口，顶部设置有产水端口。

3.如权利要求2所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述膜柱上侧沿径向设置有多个直径约20mm的排水排气孔。

4.如权利要求3所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述膜柱采用直立形式布置于过滤腔室内，膜柱间呈正三角形平行排列，膜柱间净距为0～20mm。

5.如权利要求2所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述上连接件为圆管形，所述上连接件的上端与产水腔室连通，下端与膜柱产水端口连通，所述上连接件下端的直径大于上端的直径。

6.如权利要求2所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述下连接件上端与进水进气端口连通，下端与进水进气腔室连通，所述下连接件上端的直径大于下端的直径。

7.如权利要求1所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，还包括中央支撑管和中央支撑管架，所述中央支撑管架设置于下盖体平面中心位置，中央支撑管设置于罐体平面中心位置，中央支撑管顶部与上分隔板紧密贴合，下部与中央支撑管架连接，中央支撑管由上而下分别穿过定位挡泥板和下分隔板。

8.如权利要求7所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述中央支撑管上部沿径向均匀开孔，所开孔洞底部高度与定位挡泥板安装高度一致，中央支撑管底部沿径向均匀开孔，并与排水管连接。

9.如权利要求1所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述上盖体上设置有人孔、出水和反冲洗进水连接口和排气管，所述出水和反冲洗进水连接口与过滤腔室连通，所述排气管自上分隔板底部向上延伸至上盖体外部。

10.如权利要求8所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述下盖体上设置有进水管连接口、进气管和排水管，所述进水管连接口和进气管分别与进水进气腔室连通，所述排水管自中央支撑管底部延伸至下盖体外部。

11.如权利要求1所述的罐式膜过滤装置，其特征在于，所述过滤腔室内设置有定位挡泥板和拉杆，所述定位挡泥板设置于膜柱排水排气孔的孔底处，开孔直径略大于膜柱直径，所述拉杆为4-20根，与定位挡泥板和下分隔板固定连接。

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