CN202270399U - 一种折叶过滤组件及过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种折叶过滤组件及过滤系统，本实用新型折叶过滤组件，包括外筒体、内筒体和过滤层，过滤层为环绕在内筒体外的折叠成波纹形的过滤材料，过滤材料为两层软性的过滤网架和夹在两层过滤网架之间的过滤膜或滤布，过滤材料的所有波叶沿同一个方向紧密缠绕在内筒体上。本实用新型过滤系统包括前述折叶过滤组件。本实用新型过滤组件可实现正过滤和反过滤两种过滤方式，两种过滤方式交换使用，使过滤层的受力方向是变化的，由于能实现正反过滤，能防止长期一个方向过滤造成死膜现象或膜变形不能恢复问题。本实用新型过滤系统不需停机接外部水源，反冲洗操作简单。

Description

一种折叶过滤组件及过滤系统

技术领域

本实用新型涉及一种分离器组件，特别涉及一种折叶过滤组件，本实用新型还涉及一种过滤系统。

背景技术

随着工业的不断革命和生活水平的不断提高，可持续发展战略的实施，人文生态环境要求越来越高，因此节约水资源，卫生用水，减少水污染是当代首要战略问题，因此能够解决工业污水、生活用水，工业生产环节用水的有用、有效过滤问题是永恒的研究主题。目前存在的过滤装置主要有膜分离装置、真空转鼓过滤机、带式过滤机、板框过滤机和介质过滤器等。

膜分离装置是以膜为分离介质，在膜两侧存在某种推动力(如：压力差、浓度差、电位差等)时，原料液组分选择性的透过膜，以达到分离、提纯的目的。

液体膜分离过程主要是指微滤、超滤、纳滤和反渗透过程。这些压力推动膜分离过程可用于溶液的净化、捉取、分离及浓缩。从微滤、超滤、纳滤和反渗透，被分离的分子或颗粒的尺寸越来越小，因此膜孔径必须越来越小，这也意味着膜的传质阻力增加，所以操作压力也是逐渐增大，以获得相似的通量。

总结膜分离技术是世界公认的科技含量高，应用广泛，发展前景光明的新型分离技术学科，液体膜分离过程是其它分离技术不能取代的，但是也应该看到膜分离技术不是万能的，其应用领域一直受到限制，分离技术要攻克的难题是1投资大，2保养维护难度大，3换膜组件周期短，4能耗高，5浓缩液无法处理，6膜组件的制造难度大，多数依赖进口，7对过滤液要求高。比如说在工业污水处理方面，现在普遍采用的处理技术，还是生化法处理技术，即使膜技术有所应用也只是画龙点睛的作用。在工业生产用水预处理方面，如软化水处理目前主要应用树脂交换法，在人们生活用水处理方面也不是膜处理法，面膜技术分离出的水质可以达到纯净水技术完全成熟，但是，为什么不能在上述三大领域广泛应用，只有一个简单明显的原因“成本高”而无数有志之士在膜分离技术应用工业污水方面投入了大量的财力和物力，虽然取得进展，但是，还没有成熟通用的工业污水物理机械处理法(膜为主的方法)技术方案处理工业污水。

真空转鼓过滤机是淀粉等行业的专用设备，主要有两种：一种是回收固体物质设备，如回收淀粉等物质，固液分离难度大；第二种是预涂机，要借助硅藻土、珍珠岩等材料作预涂剂，才能得到合格的过滤液，这样大大增加了过滤成本。从过滤成本和对过滤液过滤难度要求来看，其应用领域受到限制是现实的。

带式过滤机主要是工业污水等行业的除固作用，其主要作用是减少过滤液中的含固量，过滤液质量差，不能回用，只能等待进一步处理再排放。

板框过滤机应用领域较广，处理的过滤液质量可以满足不同的工艺生产需要，生产量和销售量很大，但它存在缺点也不容置疑，不能实现清洁生产，设备体积大，工程安装及占地面积庞大，使用费用高，包括耗能高、滤布更换周期短自动化操作难度高、投资大等。

介质过滤器（代表性的是砂滤器如砂缸）是成本低、技术成熟、应用范围广、使用历史悠久的一种去除悬浮物的过滤器。其缺点是过滤效率低、过滤精度低、反冲洗耗水量大、次数高、易漏砂，普通小型化的砂缸使用周期短、操作难于控制、耗电较高，不论是砂缸还是砂池都是体积很大，因此工程占地面积大、工程安装复杂、工程造价庞大。

综上所述，随着工业科技的不断发展，不论是膜技术还是介质过滤器等，都暴露其不适用的缺点，必须改进提高，或者说要有创新的产品来取代它，这是发展的需要。

中国专利号200910258565.9公开了一种筒式过滤组件，所有浓水层及内筒体按从外到里的顺序依次首尾连通，外筒体上设有浓水进口，内筒体上设有浓水出口，浓水流道很长，在浓水流动过程中越往后过滤效率越低，影响整体过滤效率。并且过滤层制作困难、体积大、耗材多、系统成本高。浓水流道大于8000mm，流道宽度小于5mm,因为流道宽度大于5mm，流道长度小于8000mm系统成本增加太多，让使用者无法接受，所以造成了反冲洗排杂难度增加；有效过滤周期变短，污堵速度加快，造成过滤效率很快降低，除杂能力快速下降，能耗提高。只有增加反冲洗次数，加大强度，使操作变更复杂化。各项费用上升才能保证正常运行。

中国专利号2010206178679公开了层式过滤组件。浓水流道小于2500mm，但是过滤液流道展开是一个一边开口的袋子，过滤液流道长度大于8000mm，宽度小于3mm，该技术方案最适应错流过滤，较清洁水源，水通量低于200L/ m2. h。只能实现一个方向过滤，过滤网只能采用普通材料起支撑和湍流作用。特别是过滤组件两端密封加工难度大、易开漏。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种折叶过滤组件，使其适合正反两过滤方式，过滤层使用寿命长。本实用新型还提供一种采用前述过滤组件的过滤系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型折叶过滤组件，包括外筒体、内筒体和设置在外筒体和内筒体之间的过滤层，所述的过滤层为环绕在内筒体外的折叠成波纹形的过滤材料，过滤材料为两层软性的过滤网架和夹在两层过滤网架之间的过滤膜或滤布，过滤材料的所有波叶沿同一个方向紧密缠绕在内筒体上，外筒体和过滤层之间具有环状的流水通道，外筒体和内筒体上各设有一个进出水口，内筒体上过滤层环绕的部分上设有内管水孔。

为了防止过滤层的两端向过滤层外漏过滤液，所述的过滤层的两端密封固定在内筒体上。

为了能对过滤层实现震荡清洗，提高清洗效果，所述外筒体和内筒体上各设有一个进气口。

为了安装方便，所述的内筒体的一端伸出到外筒体外，内筒体的伸出端的端口为内筒体的进出水口，内筒体上的进气口设在内筒体的伸出端上，外筒体的进气口和进出水口位于外筒体远离内筒体的伸出端的一端上。

为了安装方便，所述的外筒体的一端设有封头，外筒体上的进出水口和进气口设置在封头上，封头内设有堵在外筒体端口上的分水挡板，分水挡板上设有多个与流水通道相通的流水孔。

为了降低水流阻力，节省能源，所述的分水挡板上的流水孔的总截面积、流水通道的径向截面的面积、内筒体上的内筒水孔的总截面积三者均大于外筒体上的进出水口和内筒体上进出水口中较大的一个进出水口的面积。

为了降低滤布或过滤膜的污染速度和程度，减少生物膜在滤布或过滤膜的表面形成的次数，所述的过滤层中的过滤材料的过滤网架采用亲油材料。

为了使过滤网架更好的吸附油脂，所述的过滤层中的过滤网架上与过滤膜或滤布相邻的面为光滑面，所述的过滤层中的过滤网架上背离过滤膜或滤布面上密布有条纹状防滑纹。过滤网架上光滑面能防止过滤网架磨损过滤膜或滤布，过滤网架上条纹面能使过滤网架更好的吸附油脂，条纹面相对于普通凸凹不平面（如密布点状凸起的面）对油脂有更强的吸附能力。

为了降低成本，所述的过滤层中的过滤网架厚度为1-10mm，过滤网架沿内筒体轴向的幅宽小于500mm。

本实用新型过滤系统，包括多个前述中任何一项所述的折叶过滤组件和两个进出水总管，每个折叶过滤组件的外筒体上的进出水口通过阀门连接到一个进出水总管上，每个折叶过滤组件的内筒体上的进出水口通过阀门连接到另一个进出水总管上。

本实用新型有益效果是：本实用新型过滤组件通过调换浓水进口和过滤液出口，可实现正过滤和反过滤两种过滤方式，两种过滤方式交换使用，使过滤层的受力方向是变化的，由于能实现正反过滤，能防止长期一个方向过滤造成死膜现象或膜变形不能恢复问题，减少过滤层的变形，提高了过滤层的使用寿命。并且两种过滤方式中过滤层的浓水流道和过滤液流道长度相等，正反过滤的过滤效果是一样。本实用新型适合于死端过滤方式（过滤时没有浓水排出）。

本实用新型过滤组件在相同外筒体和内筒体的前提下过滤层的装载密度大，最大限度增加过滤面积，并且过滤层紧密缠绕在内筒体上，过滤层耐冲击性好，能处理大流量的浓水，能承受高压气水混合冲洗。过滤层中的浓水流道或过滤液流道较短，耗能小，过滤层是由一整张过滤材料制作，加工制作方便。

本实用新型过滤组件与各领域常用的板式、管式过滤组件、砂缸、板框压滤机相比具有以下优点：

1、低耗    折叶式<<砂缸<板框<板式<管式

2、流速    折叶式>板框> 砂缸

折叶、板框、砂缸都属于死端过滤，折叶压降最小。

3、体积    折叶式<管式<板式<砂缸<板框

4、系统成本  折叶式<砂缸<板框<板式<管式

5、设计弹性  折叶式>>板式>管式>板框 >砂缸

6、易污堵性  折叶式、砂缸和板框都属于死端过滤方式，板框易污堵，折叶式和砂缸不易污堵。

7、易清洗性  折叶式>>砂缸 >板框

本实用新型过滤系统中的过滤组件的反冲洗可利用系统中其它过滤组件的过滤液，不需停机接外部水源，反冲洗操作简单。

附图说明

图1为实用新型的全剖结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是过滤层的过滤材料折叠后的结构示意图；

图4是本实用新型过滤系统的结构示意图；

图中：1、内筒体，2、过滤层，2-1、外过滤网架，2-2、过滤膜，2-3、内过滤网架，2-4、折叶，3、外筒体，4、封头，5分水挡板，6、紧固螺栓，7、密封螺栓，8、密封圈，9、挡圈，10、进出水口Ⅰ，11、进气口Ⅰ，12、流水孔，13、流水通道，14、内管水孔，15、进出水口Ⅱ，16、进气口Ⅱ，17、密封带，18、进出水总管，19、进气总管，20、阀门，21、折叶过滤组件。

具体实施方式

如图1所示的一种折叶过滤组件，它包括内筒体1、过滤层2、外筒体3、封头4、分水挡板5、紧固螺栓6、密封螺栓7、密封圈8、挡圈9、进出水口Ⅰ10、进气口Ⅰ11、流水孔12、流水通道13、内管水孔14、进出水口Ⅱ15、进气口Ⅱ16和密封带17。

内筒体1设置在外筒体3内，内筒体1和外筒体3同轴设置，内筒体1可由一段管体制成，外筒体3的上端与封头4通过法兰、密封圈8和密封螺栓7密封连接，外筒体3的上端口内设有分水挡板5，分水挡板5上设有多个流水孔12，内筒体1的上端焊接有盲板，盲板与分水挡板5通过紧固螺栓6连接固定。外筒体3的下端固定有密封外筒体3下端端口的底板。内筒体1的下端穿过底板伸出到外筒体3外。

封头4上设有进出水口Ⅰ10和进气口Ⅰ11。内筒体1的下端的端口为进出水口Ⅱ15，内筒体1的下端还设有进气口Ⅱ16。

内筒体1和外筒体3之间设有过滤层2，过滤层2由折叠成波纹形的过滤材料制成（如图2所示），折叠后的过滤材料绕在内筒体1上，并且左右两侧密封连接，形成一个套在内筒体1上的环状的波纹形过滤材料，过滤材料的所有的折叶2-4沿同一个方向紧密缠绕在内筒体上（如图2所示），过滤材料包括外过滤网架2-1、内过滤网架2-3和夹在两过滤网架之间的过滤膜2-2，波叶形过滤材料的两端通过密封带17密封固定在内筒体1上。过滤膜2-2也可以用滤布取代。折叶2-4为折叠后的过滤材料中两个由外侧的折叠线相连接的面。分水挡板5和过滤层2之间设有挡圈9，挡圈9套在紧固螺栓6外。

内筒体1上过滤层2环绕的部分上设有多个内管水孔14。

外筒体1和过滤层2之间形成环形的流水通道13，分水挡板5上的流水孔12的总截面积、流水通道13的径向截面的面积、内筒体1上的内管水孔14的总截面积三者均大于外筒体上的进出水口和内筒体上进出水口中较大的一个进出水口的面积。

如图4所示的一种过滤系统，它包括多个折叶过滤组件21，两根进出水总管18和两根进气总管19，折叶过滤组件21采用本具体实施例所述的折叶过滤组件，每个折叶过滤组件21进出水口Ⅰ10通过带阀门20的管道连接到一个进出水总管18上，每个折叶过滤组件的进出水口Ⅱ15通过带阀门20的管道连接到另一个进出水总管18上。每个折叶过滤组件21进气口Ⅰ11通过带阀门20的管道连接到一个进气总管19上，每个折叶过滤组件21的进气口Ⅱ16通过带阀门20的管道连接到另一个进气总管19上。

本折叶过滤组件可实施正、反两种过滤方式。

正过滤时，进出水口Ⅰ10为浓水（待处理水）进口，进出水口Ⅱ15为过滤液出口，正过滤后清洗时，进出水口Ⅱ15为反洗清水进口，进出水口Ⅰ10为污水出口，进气口Ⅰ11为压缩空气进口。

正过滤时工作流程：正过滤时，进出水口Ⅰ10连接浓水的供水设备，进出水口Ⅱ15连接过滤液存放设备，进气口Ⅰ11和进气口Ⅱ16关闭，浓水进入封头4的内腔，经分水挡板5上的多个流水孔12进入流水通道13，浓水经过滤层2过滤后，过滤液通过内管水孔14进入内筒体1，通过进出水口Ⅱ15排出。悬浮杂质和油脂被隔留在过滤膜表面和外过滤网架表面。

正过滤后反冲洗时，进出水口Ⅰ10连接污水接收设备，进出水口Ⅱ15接反洗清水供水设备，进气口Ⅱ16接高压气源，进气口Ⅰ11关闭，反洗清水经进出水口Ⅱ15与压缩空气经进气口Ⅰ11按照一定比例一同进入内筒体1 的内腔，经内筒体1的内管水孔14流入过滤层2，经过滤层2再流入流水通道13，再经过分水挡板5和封头4从进出水口Ⅰ10排出。这期间气水混合液经过滤层2产生振荡，清除掉的杂质和油脂随气水混合液一同快速排出完成反洗。

反过滤时，进出水口Ⅱ15为浓水进口，进出水口Ⅰ10为过滤液出口，反过滤后清洗时，进出水口Ⅰ10为反洗清水进口，进出水口Ⅱ15为污水出口，进气口Ⅰ11为压缩空气进口。

反过滤时工作流程：反过滤时，进出水口Ⅱ15连接浓水（待处理水）的供水设备，进出水口Ⅰ10连接过滤液存放设备，进气口Ⅰ11和进气口Ⅱ16关闭。反过滤后反冲洗时，进出水口Ⅱ15连接污水接收设备，进出水口Ⅰ10接反洗清水供水设备，进气口Ⅰ11接高压气源，进气口Ⅱ16关闭。

反过滤的工艺过程只有过水方向改变，过滤液流道和浓水流道相调换，具体实施过程同正过滤。

正过滤时，在过滤层2中位于过滤膜外侧由外过滤网架撑开的空间为浓水流道，在过滤层2中位于过滤膜内侧由内过滤网架撑开的空间为过滤液流道，浓水流道和滤液流道长度是相等的。

反过滤时，在过滤层2中位于过滤膜外侧由外过滤网架撑开的空间为过滤液流道，在过滤层2中位于过滤膜内侧由内过滤网架撑开的空间为浓水流道，浓水流道和滤液流道长度也是相等的。

本实用新型折叶过滤组件实现了正反过滤，正反过滤效果完全一样，过滤效率提高，正反过滤可以3-5个月操作一次。

本过滤系统中各过滤组件可同时进行正过滤，或者同时进行反过滤，还可以其中几台进行正过滤，其它地采用正过滤的组件的过滤液进行反洗。

Claims (10)

1.一种折叶过滤组件，包括外筒体、内筒体和设置在外筒体和内筒体之间的过滤层，其特征在于：所述的过滤层为环绕在内筒体外的折叠成波纹形的过滤材料，过滤材料为两层软性的过滤网架和夹在两层过滤网架之间的过滤膜或滤布，过滤材料的所有折叶沿同一个方向紧密缠绕在内筒体上，外筒体和过滤层之间具有环状的流水通道，外筒体和内筒体上各设有一个进出水口，内筒体上过滤层环绕的部分上设有内管水孔。

2.根据权利要求1所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的过滤层的两端密封固定在内筒体上。

3.根据权利要求1所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述外筒体和内筒体上各设有一个进气口。

4.根据权利要求3所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的内筒体的一端伸出到外筒体外，内筒体的伸出端的端口为内筒体的进出水口，内筒体上的进气口设在内筒体的伸出端上，外筒体的进气口和进出水口位于外筒体远离内筒体的伸出端的一端上。

5.根据权利要求4所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的外筒体的一端设有封头，外筒体上的进出水口和进气口设置在封头上，封头内设有堵在外筒体端口上的分水挡板，分水挡板上设有多个与流水通道相通的流水孔。

6.根据权利要求5所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的分水挡板上的流水孔的总截面积、流水通道的径向截面的面积、内筒体上的内筒水孔的总截面积三者均大于外筒体上的进出水口和内筒体上进出水口中较大的一个进出水口的面积。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的过滤层中的过滤材料的过滤网架采用亲油材料。

8.根据权利要求7所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的过滤层中的过滤网架上与过滤膜或滤布相邻的面为光滑面，所述的过滤层中的过滤网架上背离过滤膜或滤布面上密布有条纹状防滑纹。

9.根据权利要求7所述的折叶过滤组件，其特征在于：所述的过滤层中的过滤网架厚度为1-10mm，过滤网架沿内筒体轴向的幅宽小于500mm。

10.一种过滤系统，其特征在于：包括多个如权利要求1-6中任何一项所述的折叶过滤组件和两个进出水总管，每个折叶过滤组件的外筒体上的进出水口通过阀门连接到一个进出水总管上，每个折叶过滤组件的内筒体上的进出水口通过阀门连接到另一个进出水总管上。

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