CN201516332U - 一种外压式预涂动态膜组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种外压式预涂动态膜组件，主要由耐压壳体5、管式基膜4和压力表6、10部件组成，耐压壳体5两端连接挡板11，两挡板11对称开孔，两挡板11分别和法兰3、8连接，法兰3出口和阀门1连接，法兰8出口通过三通管分别和压力表10及阀门9连接，耐压壳体5正中部设有开口和压力表6连接，上部设有切向开口和阀门7连接，下部设有切向开口和阀门2连接，管式基膜4穿过两挡板11对称开孔，用硅橡胶密封圈套住管式基膜4两端，并用螺丝和不锈钢压片12压紧固定，至少填装1根及以上的管式基膜4。利用本装置制备的动态膜可以有效地处理废水，不仅具有良好的渗透性能和截留能力，还能大大减缓基膜污染，延长基膜使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种膜分离技术的膜组件，尤其涉及一种应用于废水处理的外压式预涂动态膜组件。
背景技术
在废水处理领域，膜分离技术具有极大的应用前景，具有低耗、高效、不产生二次污染、操作稳定、出水水质可靠等优点。可应用于化工、石化、医药、轻工等行业废水的处理，已经得到世界各国的普遍重视。其中动态膜分离技术具有抗污染能力强、渗透量高及再生性能好等优点，特别是在减缓基膜污染方面显示出其独特性能，已经得到有关学者的高度重视，是未来非常有前途的膜分离技术。目前国内外动态膜分离技术的研究仍处于起步阶段，并未实现大规模工业化应用。主要由于成膜机理、涂膜工艺装置、预涂膜剂材料选择及相关应用等方面还有待进一步深入研究。动态膜可分为自生动态膜和预涂动态膜，其中预涂动态膜是在一定的跨膜压力驱动之下，含有预涂剂的溶液透过基膜壁时，在基膜表面形成具有分离性能的滤饼层。在预涂膜过程中，涂膜工艺装置的设计与选取直接决定了预涂动态膜在运行过程中的分离性能及控制，而动态膜组件则是其关键部件。因此，开发设计出高性能动态膜组件是非常有意义的。目前，以错流方式过滤的预涂动态膜一般在管式基膜内壁制得，如ZL99230536.5和ZL200710047459.7等工艺装置中的膜组件都采用该方式制备动态膜。这种类型的动态膜组件存在一些不足之处。首先，在制备动态膜时，不易观测动态膜表面完整性及其厚度，从而影响到动态膜的运行控制。另外，利用该方式制备的动态膜处理废水时，一定厚度的污染物会被截留在动态膜表面，同时还存在一层凝胶层，加上动态膜层自身有一定厚度，而使用的管式基膜内径非常小，一般在9mm左右，从而导致基膜内腔流通截面减少，有效过滤面积减少，大大降低渗透通量。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种高效、低廉的一种外压式预涂动态膜组件。
本实用新型为了实现上述目的而采取的技术方案包括：主要由耐压壳体、管式基膜、压力表及法兰组成，其中耐压壳体两端设有挡板和法兰，耐压壳体为不锈钢管组成，钢管内设有填装的管式基膜，挡板对称开孔，且开孔处设有压片，管式基膜设有密封圈密封镶嵌在挡板的开孔内，法兰出口通过管道和阀门连接，阀门再和清水排放管连接，法兰出口通过三通管分别和压力表及阀门连接，阀门再和反冲洗进水管连接，耐压壳体外侧正中部设有开口和压力表连接，上部设有切向开口通过管道和阀门连接，阀门再和出水管连接，下部设有切向开口通过管道和阀门连接，阀门再和进水管连接。
为了进一步详述本实用新型，所述的耐压壳体为不锈钢管组成，其管径需根据填装管式基膜根数而定，至少填装1根及以上的管式基膜。
所述的耐压壳体两端焊接至少10mm厚的不锈钢挡板，挡板的直径和耐压壳体外径相同，且两端挡板对称开孔，孔径比所填装管式基膜外径大2mm，每个挡板开孔数目和填装管式基膜的根数相同。
本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：
(1)利用该动态膜组件制备动态膜时，可更容易观测动态膜表面完整性及控制动态膜层厚度，以适应于不同特征废水的处理。
(2)该动态膜组件采取切向进料方式，可减少料液对动态膜层的冲刷，减少动态膜层的脱落，从而增强动态膜稳定性及截留效果。
(3)利用外压式制备的预涂动态膜处理废水时，一定厚度的污染物被截留在动态膜表面，同时还存在一层凝胶层，加上动态膜层自身有一定厚度，虽然导致动态膜组件壳层流通截面减少，但能使有效过滤面积增大，具有较高的过滤面积/体积比，可大大减缓渗透通量的降低，从而增加基膜反冲洗周期，降低运行成本。
附图说明
图1为外压式预涂动态膜组件总体结构示意图；
图2为图1中法兰端面俯视图，即A-A视图；
图3为图2中外压式预涂动态膜组件封头剖面图，即B-B视图。
图中：1、2、7、9为阀门，5为耐压壳体，4为管式基膜，6中部压力表、10为上部压力表，3下法兰、8上法兰，11为挡板，12为压片。
具体实施方式
实施例，如图1、图2和图3所示，本实用新型涉及一种外压式预涂动态膜组件，主要由耐压壳体5、管式基膜4、中部压力表6、上部压力表10及下法兰3、上法兰8组成，其中耐压壳体5两端设有挡板11和下法兰3、上法兰8，耐压壳体5为不锈钢管组成，钢管内设有填装的管式基膜4，挡板11上设有带压片的开孔，管式基膜4设有密封圈密封镶嵌在挡板11的开孔内，下法法兰3出口通过管道和阀门1连接，阀门1再和清水排放管连接，上法兰8出口通过三通管分别和上部压力表10及阀门9连接，阀门9再和反冲洗进水管连接，耐压壳体5外侧正中部设有开口和中部压力表6连接，上部设有切向开口通过管道和阀门7连接，阀门7再和出水管连接；下部设有切向开口通过管道和阀门2连接，阀门2再和进水管连接。
耐压壳体为不锈钢管组成，其管径需根据填装管式基膜根数而定，至少填装1根及以上的管式基膜4。耐压壳体5两端焊接至少10mm厚的不锈钢挡板11，挡板11的直径和耐压壳体5外径相同，且两端挡板11对称开孔，孔径比所填装管式基膜外径大2mm，每个挡板开孔数目和填装管式基膜4的根数相同。再把下法兰3、上法兰8的内侧分别和两挡板11的外周边焊接，所使用的下法兰3、上法兰8内径和耐压壳体5外径相同。
在两挡板11外表面钻3～6个带丝螺孔，具体螺孔数目根据管式基膜4的根数而定，且不能钻穿挡板11，保证耐压壳体5内的液体不通过螺丝孔缝隙渗出。再把管式基膜4从两端挡板11开孔穿过，并用密封圈套住管式基膜4两端口，并使密封圈正好镶嵌在挡板11开孔中，所采用的密封圈材料为硅橡胶；再用带孔的不锈钢压片12套住密封圈端口并水平压紧，不锈钢压片12有大孔和小孔，其中大孔数目、孔径及其布置和挡板11的开孔相同，小孔数目及其布置和挡板11外侧带丝螺孔相同，小孔孔径和挡板11带丝螺孔的外螺纹孔径相当；再用和该螺孔配套的不锈钢螺杆穿过不锈钢压片12的小孔，并旋进挡板11带丝螺孔内，固定管式基膜4两端，从而起到密封基膜内外腔的作用。
法兰3出口通过管道和阀门1连接，阀门1再和清水排放管连接，上法兰8出口通过三通管分别和上部压力表10及阀门9连接，阀门9再和反冲洗进水管连接。耐压壳体5外侧正中部设有开口和中部压力表6连接；上部设有切向开口通过管道和阀门7连接，阀门7再和出水管连接；下部设有切向开口通过管道和阀门2连接，阀门2再和进水管连接。
本实用新型动态膜组件的工作原理是：利用该动态膜组件可以制备预涂动态膜、处理废水及反冲洗。
制备预涂动态膜：先关闭阀门9，打开阀门1、2和7，使涂膜液在一定压力及流速下经阀门1切向流进膜组件壳层空间，在壳程空间中至下而上流过，涂膜剂在一定的跨膜压力之下被截留在管式基膜外壁，形成一层预涂动态膜，涂膜余液从膜组件上部设置的切向出水口经阀门7流出，渗透清液进入基膜管程空间后再从阀门1流出。循环运行约15分钟后，可形成稳定的动态膜。
处理废水：预涂动态膜制备完成后，可使待处理废水在一定压力及流速下经阀门1切向流进膜组件壳层空间，在壳程空间中至下而上流过，在一定的跨膜压力和错流速度之下废水中微细污染物被动态膜截留在下来，清水透过动态膜层和基膜管壁后进入基膜管程空间，渗透液经阀门1流出。
反冲洗：当渗透通量降低非常明显时，必须进行反冲洗恢复基膜通透性能。先关闭阀门7和9，再打开阀门2，清水从反冲洗进水管流经阀门9进入膜组件基膜管程空间，控制好阀门1的开度，在高压低速条件下反冲洗，清水反向渗透到膜组件的壳程空间，把基膜外壁上的动态膜及污染物冲刷掉，也可把进入基膜孔隙中的细微污染物冲洗掉，清洗液从阀门2流出。
Claims (5)
1.一种外压式预涂动态膜组件，主要由耐压壳体(5)、管式基膜(4)、上部压力表(10)、中部压力表(6)及上法兰(8)、下法兰(3)组成，其特征在于，耐压壳体(5)两端设有挡板(11)和法兰，耐压壳体(5)为不锈钢管组成，钢管内设有填装的管式基膜(4)，挡板对称开孔，且开孔处设有压片，管式基膜(4)设有密封圈密封镶嵌在挡板的开孔内，下法兰(3)出口通过管道和阀门(1)连接，阀门(1)再和清水排放管连接，上法兰(8)出口通过三通管分别和上部压力表(10)及阀门(9)连接，阀门(9)再和反冲洗进水管连接，耐压壳体(5)外侧正中部设有开口和中部压力表(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种外压式预涂动态膜组件，其特征在于，所述的耐压壳体(5)上部设有切向开口通过管道和阀门(7)连接，阀门(7)再和出水管连接，下部设有切向开口通过管道和阀门(2)连接，阀门(2)再和进水管连接。
3.根据权利要求1所述的一种外压式预涂动态膜组件，其特征在于，所述的耐压壳体(5)管径需根据填装管式基膜根数而定，至少填装1根及以上的管式基膜(4)。
4.根据权利要求1所述的一种外压式预涂动态膜组件，其特征在于，所述的耐压壳体(5)两端焊接至少10mm厚的不锈钢挡板(11)，挡板(11)的直径和耐压壳体(5)外径相同，且两端挡板(11)对称开孔，孔径比所填装管式基膜外径大2mm，每个挡板开孔数目和填装管式基膜(4)的根数相同。
5.根据权利要求1所述的一种外压式预涂动态膜组件，其特征在于，管式基膜(4)填装的基膜为单通道管式微滤膜，是具有微孔结构的烧结玻璃、烧结金属、陶瓷及碳无机材料，孔径在1～2μm之间。
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|---|---|---|---|---|
| CN102000512A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-04-06 | 曹达文 | 一种外压式无循环固液分离动态膜装置 |
| WO2012079276A1 (zh) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | Luo Wenfeng | 一种外压式无循环固液分离动态膜装置 |
| CN108654382A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-10-16 | 唐山骏驰水务工程有限公司 | 一种净水膜桶及净水设备 |
| CN112844061A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-28 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种管式陶瓷功能膜可控涂膜装置及方法 |
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