CN203253363U - 外置式管式膜过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种外置式管式膜过滤装置，能够减少装置的总耗能量。外置式管式膜过滤装置包括：进水泵、管式膜、抽吸泵和反洗泵；所述管式膜为卧式设置，包括进水口、产水口和浓排口；所述进水泵用于为所述管式膜输送待过滤液体；所述管式膜的进水口与所述进水泵的出水端连接；所述管式膜的产水口分别与所述反洗泵和所述抽吸泵连接；所述反洗泵用于根据反洗周期对所述管式膜进行反洗；所述抽吸泵用于抽吸过滤后的产水；所述管式膜的浓排口用于输送过滤后的浓水；其中，所述进水泵使得待过滤液体在所述管式膜内的膜表面流速为1.0-2.0m/s；所述反洗泵为清洗液提供一个高于膜内压力0.1-0.5bar的水压。

Description

外置式管式膜过滤装置

技术领域

 本实用新型涉及膜生物反应器领域，尤其涉及一种外置式管式膜过滤装置。

背景技术

随着经济的发展，工业也随之迅猛发展。但在工业发展的同时，也带来了大量的工业废水，例如烟草废水、化工废水、焦化废水、纺织废水以及垃圾渗滤液等。为了优化处理这类工业废水，目前大多采用浸没式膜生物反应器和外置式膜生物反应器。浸没式膜生物反应器中的膜放在生化池中，通过抽水泵将过滤后的液体抽出。由于该膜的膜丝较细，使用过程中不仅容易堵，而且很容易发生断丝等情况。且在维护时，需要将整个浸没式膜生物反应器用吊车吊起，然后清洗，所以投入的人力物力较多，清洗较为不便。相对于浸没式膜生物反应器，外置式膜生物反应器清洗起来较为方便。

为方便清洗，现有外置式膜生物反应器的过滤装置-管式膜系统对污水进行过滤，用错流技术实现对管式膜的清洗，其结构如图1所示，包括生化池101、进水泵102、循环泵103和管式膜104。待过滤液体通过进水管105流入至生化池101内，生化池101内的待过滤液体依次通过进水泵102、循环泵103，加压送入至管式膜104内进行过滤，过滤后的液体由液体管道107流出。由图1可知，管式膜104内过滤后的浓液，经回收管道106部分流回至生化池101内，部分流入至进水泵102和循环泵103之间，重新回收处理。

由于采用错流技术的外置式管式膜生物反应器需要使待过滤液体与膜表面平行，且利用待过滤液体流动时的剪切力将膜表面滞留的颗粒带走，起到了清理膜表面污垢的效果，故在采用错流技术的外置式管式膜生物反应器中，待过滤液体在管式膜的膜表面流速高达3.0-5.0m/s，进水污泥浓度可以达到20-30g/l，对于高浓度污水处理非常帮助。但是要提供高的表面流速，需要循环泵具有较高的流量及扬程，吨水能耗在3.0-7.0kwh。由于工业污水的水量大，且属于中低浓度污水，若采用错流过滤的方式，耗能较大。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种外置式管式膜过滤装置，能够减少装置的总耗能量。

本实用新型提供了一种外置式管式膜过滤装置，包括：进水泵、管式膜、抽吸泵和反洗泵；所述管式膜为卧式设置，包括进水口、产水口和浓排口；

所述进水泵用于为所述管式膜输送待过滤液体；所述管式膜的进水口与所述进水泵的出水端连接；所述管式膜的产水口分别与所述反洗泵和所述抽吸泵连接；所述反洗泵用于根据反洗周期对所述管式膜进行反洗；所述抽吸泵用于抽吸过滤后的产水；所述管式膜的浓排口用于输送过滤后的浓水；

其中，所述进水泵使得待过滤液体在所述管式膜内的膜表面流速为1.0-2.0m/s；所述反洗泵为清洗液提供一个高于膜内压力0.1-0.5bar的水压。

优选地，所述产水口设置在所述管式膜的侧壁上，所述进水口和浓排口设置在所述管式膜的两端；

或，

所述浓排口设置在所述管式膜的侧壁上，所述进水口和产水口设置在所述管式膜的两端。

优选地，所述进水泵、抽吸泵、反洗泵中至少一个泵的频率可调。

优选地，所述反洗周期为0.5-1h，反洗时间为15-60s。

优选地，所述管式膜为内压超滤膜。

优选地，进一步包括预处理过滤器，设置在所述进水泵与所述管式膜之间，用于对待过滤液体进行预过滤。

优选地，进一步包括生化池，与所述进水泵的进水端连接。

优选地，进一步包括循环单元，所述循环单元的进水端与所述管式膜的浓排口连接，所述循环单元的出水端与所述生化池连接。

优选地，所述管式膜的膜管直径为5-8mm，工作压力小于等于10bar。

优选地，所述管式膜包括多个，以串联形式组成管式膜组，每个所述管式膜组分别与所述送水泵连接。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下有益效果:

对待过滤液体过滤时，待过滤液体通过送水泵加压输送至管式膜内，待过滤液体以1.0-2.0m/s的速度在管式膜内的膜表面流动，管式膜对待过滤液体进行过滤，过滤后的产水从管式膜的产水口流出，过滤后剩余的浓水在管式膜的浓排口流出。外置式管式膜过滤装置还设置有反洗泵和抽吸泵，由于待过滤液体在管式膜内流动速度较低，可能有杂质堵住膜，所以设置反洗泵和抽吸泵，并将反洗泵与抽吸泵分别同管式膜的产水口连接。其中，抽吸泵可将经管式膜过滤后的产水抽出，保证膜通量；反洗泵根据反洗周期对管式膜进行反洗。在现有外置式膜生物反应器的过滤装置中，待过滤液体在管式膜的膜表面流速高达3.0-5.0m/s，吨水能耗为3.0-7.0kwh，而本实用新型的待过滤液体在管式膜的膜表面流速仅为1.0-2.0m/s，而且反洗泵采用脉冲式工作模式，减少了装置的总耗能量，吨水能耗仅为0.3-1.0kwh。

进一步地，通过采用高强度、工作压力可达10bar、直径为5-8mm的膜管，可以有效地预防并防止过滤过程中的污堵、断丝等问题。

进一步地，通过采用频率可调的进水泵，当进水泵的频率调大时，可以关闭反洗泵和抽吸泵，即采用了错流式过滤的方式工作。本实用新型能够采用两种方式工作，灵活性较高，而且操作简便。

进一步地，通过采用频率可调的反洗泵和抽吸泵，可以根据水量要求来调节反洗泵和抽吸泵的大小，可以有效地节能，不浪费资源且可满足不同水量的要求。

进一步地，一个进水泵可以同时为多个管式膜提供进水，这样在保证通量的情况下，同时使用多个管式膜，使吨水的平均占地面积较小。

进一步地，低能耗运行时污泥浓度可以达到10-15g/l，与浸没式膜生物处理器相比，可有效地提高生化效率，使污水的处理效果更好。

进一步地，通过采用循环单元，且循环单元的两端分别与管式膜的浓排口和生化池连接，能够将管式膜内过滤后剩余的浓水输送至生化池内，进行回收利用，避免对环境的污染。还可以根据实际情况，将清洗液通过循环单元输送至生化池内回收利用，同时也可以避免对环境的污染。

附图说明                        

图1是现有外置式管式膜过滤装置的结构示意图；

图2是本实用新型外置式管式膜过滤装置第一实施例的示意图；

图3是本实用新型外置式管式膜过滤装置第二实施例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图2所示，为本实用新型外置式管式膜过滤装置第一实施例的示意图。外置式管式膜过滤装置包括：进水泵201、管式膜202、反洗泵203和抽吸泵204。

管式膜202卧式设置。管式膜202包括进水口205、产水口207和浓排口206。产水口207设置在管式膜202的侧壁上，进水口205和浓排口206设置在管式膜202的两端。进水泵201的出水端，即图2中所示的进水泵201的右端，与管式膜202的进水口205连接；管式膜202的产水口207分别与反洗泵203和抽吸泵204连接，可以通过设置阀门来调节反洗泵203和抽吸泵204的开关；管式膜202的产水口207用于输送过滤后的产水；管式膜202的浓排口206用于输送过滤后剩余的浓水。

应理解，管式膜202的进水口205、产水口207、浓排口206不仅可以用于输送水，还可以输送液体。进水泵201用于为管式膜202输送待过滤液体，如图2中所示，待过滤液体从进水泵201的左端进入，经过进水泵201进入了管式膜202内进行过滤。进水泵201使得待过滤液体在管式膜202内的膜表面流速为1.0-2.0m/s。此处应理解，装置刚开始运行时，可将膜表面流速控制在1.0m/s左右，随着运行，可将其慢慢增加直至2.0m/s。待过滤液体经管式膜202过滤后，过滤后的产水通过管式膜202的产水口207流出，其中，抽吸泵204用于提供负压，可将经管式膜202过滤后的产水抽出，保证膜通量。而待过滤液体经管式膜202过滤后剩余的浓水，通过管式膜202的浓排口206流出。

由于待过滤液体在管式膜202内的膜表面流速仅为1.0-2.0m/s，流速较低，不能很好地对管式膜202内的膜形成有效地冲刷，容易发生堵膜的现象。为了防止堵膜，需要反洗泵203定期对管式膜202进行反洗。反洗周期可以根据实际情况设置。

在进行反洗时，反洗泵203使用清洗液对管式膜202进行反洗，清洗液的压力要比膜内水的压力高1-5m，即0.1-0.5bar，使本装置可以在线反洗。反洗后的清洗液可以通过管式膜202的浓排口206流出。

优选地，进水泵201、抽吸泵204、反洗泵203均为可变频调节。因此通过调节进水泵201、抽吸泵204、反洗泵203的频率可有效地控制整个装置所处理的水量（也可以为液体的量），可满足不同水量的要求。且在装置运行过程中，开始时各个泵都是处于较低工作状态，随着过滤的进行，慢慢调节各个泵到一定程度，然后进行过滤。

在现有的采用错流技术的外置式管式膜生物反应器中，待过滤液体在管式膜的膜表面流速高达3-5m/s。而在本实用新型中，待过滤液体在管式膜202的膜表面流速仅为1.0-2.0m/s，而且反洗泵203采用脉冲方式工作，减少了装置总耗能量。

应理解，米每秒（m/s），小时（h），巴（bar）、米（m）、千瓦时（kwh），全文同。

图3为本实用新型外置式管式膜过滤装置第二实施例的示意图，包括：生化池301、进水泵302、预处理过滤器303、管式膜304、反洗泵305、抽水泵306和循环单元307。

生化池301的出水端与进水泵302的进水端连接，进水泵302、预处理过滤器303和管式膜304依次连接，其中，预处理过滤器303与管式膜304的进水口308连接。反洗泵305和抽水泵306分别与管式膜304的产水口309连接。循环单元307的进水端与管式膜304的浓排口310连接，循环单元307的出水端与生化池301连接。

待过滤液体进入生化池301进行处理，处理后的液体从生化池301进入进水泵302。处理后的液体依次通过进水泵302、预处理过滤器303，并进入至管式膜304内。其中，进水泵302使得处理后的液体在管式膜304内的膜表面流速为1.0-2.0m/s。预处理过滤器303能够对处理后的液体进行预处理过滤，提前将一些杂质去除，降低堵膜的发生率。处理后的液体经过管式膜304过滤后，过滤后的产水通过抽水泵306抽出。过滤后剩余的浓水可以通过循环单元307排入至生化池301中，重新循环过滤，防止浓水排放到外界环境中污染环境。

每隔0.5-1h启动反洗泵305对管式膜304进行反洗。反洗泵305将清洗液输入管式膜304内，清洗液的压力要比膜内水的压力高1~5m，即0.1~0.5bar。清洗后的清洗液可以通过循环单元307排入至生化池301中，进行回收利用，防止污染环境。

此处的反洗泵305每隔0.5-1h对管式膜304进行在线清洗，一次清洗15-60s左右，所以对于一天来说，反洗泵305的工作时间很短，因此能耗不是很大。

通过现场应用情况，得到现有的采用错流技术的外置式管式膜生物反应器的吨水能耗是3.0-7.0kwh，而本实用新型外置式管式膜过滤装置的吨水能耗是0.3-1kwh。

进一步地，进水泵302、抽吸泵306及反洗泵305可以为频率可调的。因此通过调节进水泵302、抽吸泵306及反洗泵305的频率可有效地控制整个过滤装置所处理的水量，可满足不同水量的要求。在装置运行过程中，开始时各个泵处于较低工作状态，随着过滤的进行，慢慢调节各个泵到一定程度，然后进行过滤。当进水泵302的频率调大时，可以关闭反洗泵305和抽水泵306，即采用了错流式过滤的方式工作。本实用新型能够采用两种方式工作，灵活性较高，而且操作简便。

优选地，一台进水泵可为两组管式膜组提供进水，且一组管式膜组中最多可以串联8个管式膜，总共16个管式膜组成一个整体，占地面积约为8×2m，在保证通量的情况下，使用大组件的管式膜，使吨水的平均占地面积较小。

本实用新型相对于现有的外置式管式膜过滤装置，具有便于维护和清洗的优点。且在清洗时需要投入的人力物力相对较少，还可以在线反洗，不仅可以用于有反洗的情况，还可以作为错流技术的外置式管式膜过滤装置来使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的一种外置式管式膜过滤装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种外置式管式膜过滤装置，其特征在于，包括：进水泵、管式膜、抽吸泵和反洗泵；所述管式膜为卧式设置，包括进水口、产水口和浓排口；

所述进水泵用于为所述管式膜输送待过滤液体；所述管式膜的进水口与所述进水泵的出水端连接；所述管式膜的产水口分别与所述反洗泵和所述抽吸泵连接；所述反洗泵用于根据反洗周期对所述管式膜进行反洗；所述抽吸泵用于抽吸过滤后的产水；所述管式膜的浓排口用于输送过滤后的浓水；

其中，所述进水泵使得待过滤液体在所述管式膜内的膜表面流速为1.0-2.0m/s；所述反洗泵为清洗液提供一个高于膜内压力0.1-0.5bar的水压。

2.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述产水口设置在所述管式膜的侧壁上，所述进水口和浓排口设置在所述管式膜的两端；

或，

所述浓排口设置在所述管式膜的侧壁上，所述进水口和产水口设置在所述管式膜的两端。

3.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述进水泵、抽吸泵、反洗泵中至少一个泵的频率可调。

4.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述反洗周期为0.5-1h，反洗时间为15-60s。

5.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述管式膜为内压超滤膜。

6.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，进一步包括预处理过滤器，设置在所述进水泵与所述管式膜之间，用于对待过滤液体进行预过滤。

7.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，进一步包括生化池，与所述进水泵的进水端连接。

8.如权利要求7所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，进一步包括循环单元，所述循环单元的进水端与所述管式膜的浓排口连接，所述循环单元的出水端与所述生化池连接。

9.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述管式膜的膜管直径为5-8mm，工作压力小于等于10bar。

10.如权利要求1所述的外置式管式膜过滤装置，其特征在于，所述管式膜包括多个，以串联形式组成管式膜组，每个所述管式膜组分别与所述送水泵连接。

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