CN204710123U

CN204710123U - 一种实验室用连续式膜组件

Info

Publication number: CN204710123U
Application number: CN201520288915.7U
Authority: CN
Inventors: 胡宁恩; 肖通虎
Original assignee: Ningbo University
Current assignee: Ningbo University
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2025-04-30

Abstract

本实用新型公开了一种实验室用连续式膜组件，该实验室用连续式膜组件分为两种结构，一种为独立式结构膜组件，另一种为并联式结构膜组件。特点是：独立式结构膜组件由外腔层和内腔层构成，并联式结构膜组件由独立式结构膜组件并联构成。优点是：该实验室用连续式膜组件体型小巧，结构简单，易拆解，造价低；既可做实验室用连续式膜生物反应器膜组件，又可做浸没式正渗透膜组件；可以调节不同的工艺参数(如压力，流速)进行测试膜的性能测试；可以对不同性状的测试膜进行对比测试；可实现连续式操作，易清洗，运行管理方便。

Description

一种实验室用连续式膜组件

技术领域

本实用新型属于水处理用膜分离领域。具体来说，涉及一种实验室用连续式膜组件。

背景技术

膜组件是水处理技术中重要的过滤设备，连续式膜分离技术如膜生物反应器、正渗透都会运用到膜组件，其工作原理是：在各种形式的推动力作用下，混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，进而对原液进行分离，从而实现对原液的净化，浓缩和分离的目的。

现有的实验室膜生物反应器以及正渗透装置占地面积大，操作复杂，与之匹配的膜组件体型庞大，结构复杂，不易拆解，造价高，单位膜的处理能力小，使用寿命短，膜污染较重，透水率较低，不易清洗，重复利用率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种装置小巧、密封性好，易拆卸，可组装，操作方便的实验室用连续式膜组件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：所述的一种实验室用连续式膜组件分为两种结构，一种为独立式结构膜组件，所述的独立式结构膜组件由外腔层和内腔层构成，另一种为并联式结构膜组件，所述的并联式结构膜组件由两个以上所述的独立式结构膜组件并联构成。所述的独立式结构膜组件内框上有上接口和下接口，所述的上接口连接上导管，所述的下接口连接下导管，所述的上导管上安装有上导管开关，所述的下导管上安装有下导管开关。所述的并联式结构膜组件上装有独立上导管、独立下导管、并联上导管和并联下导管，所述的独立上导管和独立下导管上安装有独立结构调节开关，所述的并联上导管和并联下导管上安装有并联结构调节开关。

所述的外腔层由左外框、左外密封橡胶圈，左测试膜，右测试膜，右外密封橡胶圈，右外框组成，所述的内腔层由左支撑层无纺布，左内密封橡胶圈，内框、右内密封橡胶圈，右支撑层无纺布组成，所述的左外框、左外密封橡胶圈、左测试膜、右测试膜、右外密封橡胶圈、右外框、左支撑层无纺布、左内密封橡胶圈、内框、右内密封橡胶圈、右支撑层无纺布通过长螺钉和螺母固定。

所述的左外框与所述的内框之间垫有所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈，所述的左外密封橡胶圈紧靠所述的左外框，所述的左内密封橡胶圈紧靠所述的内框，所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈之间外侧放置所述的左测试膜，所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈之间内侧放置所述的左支撑层无纺布。

所述的右外框与所述的内框之间垫有所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈，所述的右外密封橡胶圈紧靠所述的右外框，所述的右内密封橡胶圈紧靠所述的内框，所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈之间外侧放置所述的右测试膜，所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈之间内侧放置所述的右支撑层无纺布。

所述的左测试膜、右测试膜在不同测试用途情况下可以用不渗透薄膜材料替代。

所述的左支撑层无纺布，右支撑层无纺布在测试有支撑层的测试膜的情况下可以不使用。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一种实验室用连续式膜组件体型小巧，结构简单，易拆解，造价低；既可做实验室用连续式膜生物反应器膜组件，又可做浸没式正渗透膜组件；可以调节不同的工艺参数(如压力，流速)进行测试膜的性能测试；独立式结构膜组件和并联式结构膜组件组件可以安装相同或不同性状的测试膜，可测试有支撑层测试膜，也可测试无支撑层测试膜，可在同一环境中单独或同时测定各测试膜的性能，因此可以对不同性状的测试膜进行对比测试；可实现连续式操作，易清洗，运行管理方便。

附图说明

图1为一种实验室用连续式膜组件测试两张无支撑层测试膜时各部件安装顺序图。

图2为一种实验室用连续式膜组件测试一张无支撑层测试膜时各部件安装顺序图。

图3为一种实验室用连续式膜组件测试两张有支撑层测试膜时各部件安装顺序图。

图4a为一种实验室用连续式膜组件独立式结构膜组件结构图，b为一种实验室用连续式膜组件并联式结构膜组件结构图。

图5为一种实验室用连续式膜组件测试六张无支撑层测试膜时并联式结构膜组件结构图。

图6a为一种实验室用连续式膜组件左外框三视图，b为一种实验室用连续式膜组件内框三视图，c为一种实验室用连续式膜组件右外框三视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实验新型作进一步详细描述。

如图4所示，一种实验室用连续式膜组件分为两种结构，一种为独立式结构膜组件(图4a)，另一种为并联式结构膜组件(图4b)，并联式结构膜组件由两个以上的独立式结构膜组件并联构成，独立式结构膜组件由外腔层和内腔层构成。独立式结构膜组件由外腔层和内腔层构成。独立式结构膜组件内框8上有上接口7和下接口15，上接口7连接上导管19，下接口15连接下导管20，上导管19上安装有上导管开关21，下导管20上安装有下导管开关22。并联式结构膜组件上装有独立上导管25、独立下导管26、并联上导管27和并联下导管28，独立上导管25和独立下导管26上安装有独立结构调节开关23，并联上导管27和并联下导管28上安装有并联结构调节开关24。外腔层由左外框2、左外密封橡胶圈3，左测试膜4，右测试膜11，右外密封橡胶圈12，右外框13组成，内腔层由左支撑层无纺布5，左内密封橡胶圈6，内框8、右内密封橡胶圈9，右支撑层无纺布10组成，左外框2、左外密封橡胶圈3、左测试膜4、右测试膜11、右外密封橡胶圈12、右外框13、左支撑层无纺布5、左内密封橡胶圈6、内框8、右内密封橡胶圈9、右支撑层无纺布10通过长螺钉1和螺母14固定(如图1所示)，左外框2与内框8之间垫有左外密封橡胶圈3和左内密封橡胶圈6，左外密封橡胶圈3紧靠左外框2，左内密封橡胶圈6紧靠内框8，左外密封橡胶圈3和左内密封橡胶圈6之间外侧放置左测试膜4，左外密封橡胶圈3和左内密封橡胶圈6之间内侧放置左支撑层无纺布5，右外框13与内框8之间垫有右外密封橡胶圈12和右内密封橡胶圈9，右外密封橡胶圈12紧靠右外框13，右内密封橡胶圈9紧靠内框8，右外密封橡胶圈12和右内密封橡胶圈9之间外侧放置右测试膜11，右外密封橡胶圈12和右内密封橡胶圈9之间内侧放置右支撑层无纺布10，左测试膜4、右测试膜11在不同测试用途情况下可以用不渗透薄膜材料16(如图2所示)替代，左支撑层无纺布5，右支撑层无纺布10在测试有支撑层测试膜17、18(如图3所示)的情况下可以不使用。

实施例一：

在实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试两张无支撑层的测试膜，使用时，将所测试的一张无支撑层的测试膜放置在左外密封橡胶圈3和左支撑层无纺布5之间，作为左测试膜4，左测试膜4下表面朝向内框8，上表面朝向左外框2，另一张无支撑层的测试膜放置在右外密封橡胶圈12和右支撑层无纺布10之间，作为右测试膜11，右测试膜11下表面朝向内框8，上表面朝向右外框13，将左外框2、左外密封橡胶圈3，左测试膜4，左支撑层无纺布5，左内密封橡胶圈6，内框8、右内密封橡胶圈9，右支撑层无纺布10，右测试膜11，右外密封橡胶圈12，右外框13通过长螺钉1和螺母14固定，安装顺序如图1所示，内框8上有上接口7和下接口15，上接口7连接上导管19，下接口15连接下导管20，上导管19上安装有上导管开关21，下导管20上安装有下导管开关22，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置放入实验室用连续式膜生物反应器反应池(图中未示出)，上导管19和下导管20汇集到一条出水导管(图中未示出)，出水导管(图中未示出)上安装有真空压力表(图中未示出)，再连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，然后运行实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置，形成连续式的出水系统。

以上实施例中，采用的是以聚偏氟乙烯为膜材料的无支撑层微滤膜，微滤膜厚度为110μm，真空压力表所测跨膜压差为10KPa，所测进料污水化学需氧量(COD)为400mg/L，出水通量为14L/m²·h，经过膜组件的过滤作用，膜生物反应器的化学需氧量(COD)去除率达到93.26％。

实施例二：

在实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试一张无支撑层的测试膜，使用时，将所测试的一张无支撑层的测试膜放置在左外密封橡胶圈3和左支撑层无纺布5之间，作为左测试膜4，左测试膜4下表面朝向内框8，上表面朝向左外框2，右支撑层无纺布10和右外密封橡胶圈12之间放置不渗透薄膜材料16，将左外框2、左外密封橡胶圈3，左测试膜4，左支撑层无纺布5，左内密封橡胶圈6，内框8、右内密封橡胶圈9，右支撑层无纺布10，不渗透薄膜材料15，右外密封橡胶圈12，右外框13通过长螺钉1和螺母14固定，安装顺序如图2所示，内框8上有上接口7和下接口15，上接口7连接上导管19，下接口15连接下导管20，上导管19上安装有上导管开关21，下导管20上安装有下导管开关22，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置放入实验室用连续式膜生物反应器反应池(图中未示出)，上导管19和下导管20汇集到一条出水导管(图中未示出)，出水导管(图中未示出)上安装有真空压力表(图中未示出)，再连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，然后运行实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置，形成连续式的出水系统。

以上实施例中，采用的是以聚偏氟乙烯为膜材料的无支撑层微滤膜，微滤膜厚度为100μm，真空压力表所测跨膜压差为11KPa，所测进料污水化学需氧量(COD)为480mg/L，出水通量为12L/m²·h，经过膜组件的过滤作用，膜生物反应器的化学需氧量(COD)去除率达到91.8％。

实施例三：

在实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试两张有支撑层的测试膜，这种情况下左外密封橡胶圈3和左内密封橡胶圈6之间内侧不需要放置左支撑层无纺布5，右外密封橡胶圈12和右内密封橡胶圈9之间内侧也不需要放置右支撑层无纺布10，使用时，直接将所测试的一张有支撑层的测试膜放在左外密封橡胶圈3和左内密封橡胶圈6之间，作为左支撑层测试膜17，左支撑层测试膜17的支撑层朝向内框8，分离层朝向左外框2，将另一张有支撑层的测试膜放在右内密封橡胶圈9和右外密封橡胶圈12之间，作为右支撑层测试膜18，右支撑层测试膜18的支撑层朝向内框8，分离层朝向右外框13，将左外框2、左外密封橡胶圈3，左支撑层测试膜16，左内密封橡胶圈6，内框8、右内密封橡胶圈9，右支撑层测试膜17，右外密封橡胶圈12，右外框13通过长螺钉1和螺母14固定，安装顺序如图3所示，内框8上有上接口7和下接口15，上接口7连接上导管19，下接口15连接下导管20，上导管19上安装有上导管开关21，下导管20上安装有下导管开关22，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置放入实验室用连续式膜生物反应器反应池(图中未示出)，上导管19和下导管20汇集到一条出水导管(图中未示出)，出水导管(图中未示出)上安装有真空压力表(图中未示出)，再连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，然后运行实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置，形成连续式的出水系统。

以上实施例中，采用的是以聚偏氟乙烯为膜材料的有支撑层的微滤膜，微滤膜厚度为106μm，真空压力表所测跨膜压差为16KPa，所测进料污水化学需氧量(COD)为600mg/L，出水通量为16L/m²·h，经过膜组件的过滤作用，膜生物反应器的化学需氧量(COD)去除率达到96.6％。

实施例四：

在实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置中，用并联式结构膜组件测试六张无支撑层测试膜，使用时，将所测的六张无支撑层的测试膜按实施例一中所述的方式固定在三个独立式结构膜组件上，再将三个独立式结构膜组件进行并联，并联式结构膜组件上装有独立上导管25、独立下导管26、并联上导管27和并联下导管28，独立上导管25和独立下导管26上安装有独立结构调节开关23，并联上导管27和并联下导管28上安装有并联结构调节开关24，安装好的并联式结构膜组件如图5所示。测试时，将该装置放入实验室用连续式膜生物反应器反应池(图中未示出)，将六个独立结构调节开关23全部关闭，并联上导管27和并联下导管28汇集到一条出水导管(图中未示出)，出水导管(图中未示出)上安装有真空压力表(图中未示出)，再连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，然后运行实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置，形成连续式的出水系统。

以上实施例中，采用的是以聚偏氟乙烯为膜材料的微滤膜，六张微滤膜厚度均为110μm，真空压力表所测跨膜压差为16KPa，所测进料污水化学需氧量(COD)为600mg/L，出水通量为23L/m²·h，经过膜组件的过滤作用，膜生物反应器的化学需氧量(COD)去除率达到97.3％。

实施例五：

在实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置中，用并联式结构膜组件测试六张厚度不同的无支撑层的测试膜进行对比测试，使用时，将所测的六张无支撑层的测试膜按实施例一中所述的方式固定在三个独立式结构膜组件上，再将三个独立式结构膜组件进行并联，并联式结构膜组件上装有独立上导管25、独立下导管26、并联上导管27和并联下导管28，独立上导管25和独立下导管26上安装有独立结构调节开关23，并联上导管27和并联下导管28上安装有并联结构调节开关24，安装好的并联式结构膜组件如图5所示。测试时，将该装置放入实验室用连续式膜生物反应器反应池(图中未示出)，将六个并联结构调节开关24全部关闭，三条独立上导管25和相应的三条独立下导管26汇集到三条出水导管(图中未示出)，三条出水导管(图中未示出)上安装有相应的三个真空压力表(图中未示出)，再连接相应的三个蠕动泵(图中未示出)，相应的三个蠕动泵(图中未示出)连接相应的三个集水槽(图中未示出)，然后运行实验室用连续式膜生物反应器膜测试装置，形成连续式的出水系统。

以上实施例中，采用的是以聚偏氟乙烯为膜材料的无支撑层微滤膜，三个独立式结构膜组件中的六张微滤膜厚度分别为72μm，80μm，94μm，102μm，110μm，124μm，真空压力表所测跨膜压差为15.1KPa，15.9KPa，16.5KPa，所测进料污水化学需氧量(COD)为500mg/L，出水通量为分别为23L/m²·h，21L/m²·h，18L/m²·h，经过膜组件的过滤作用，膜生物反应器的化学需氧量(COD)去除率分别达到94.8％，96.3％，97.1％。

实施例六：

在浸没式正渗透膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试两张无支撑层的测试膜，使用时，将所测的两张无支撑层的测试膜按实施例一中所述的方式固定在独立式结构膜组件上，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置安装于正渗透测试装置中(图中未示出)，上导管19连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，集水槽(图中未示出)连接下导管21，运行浸没式正渗透膜测试装置，形成连续式的出水循环系统。

以上实施例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的正渗透膜，膜厚为110μm，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，所测正渗透膜水通量为24L/m²·h。

实施例七：

在浸没式正渗透膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试一张无支撑层的测试膜，将所测的两张无支撑层的测试膜按实施例二中所述的方式固定在独立式结构膜组件上，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置安装于正渗透测试装置中(图中未示出)，上导管19连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，集水槽(图中未示出)连接下导管21，运行浸没式正渗透膜测试装置，形成连续式的出水循环系统。

以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的正渗透膜，膜厚为110μm，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，所测正渗透膜水通量为22L/m²·h。

实施例八：

在浸没式正渗透膜测试装置中，用独立式结构膜组件测试两张有支撑层的测试膜，将所测的两张无支撑层的测试膜按实施例三中所述的方式固定在独立式结构膜组件上，安装好的独立式结构膜组件如图4a所示，测试时，将该装置安装于正渗透测试装置中(图中未示出)，上导管19连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，集水槽(图中未示出)连接下导管21，运行浸没式正渗透膜测试装置，形成连续式的出水循环系统。

以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的正渗透膜，膜厚为110μm，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，所测正渗透膜水通量为20L/m²·h。

实施例九：

在浸没式正渗透膜测试装置中，用并联式结构膜组件测试六张无支撑层测试膜，使用时，将所测的六张无支撑层的测试膜按实施例一中所述的方式固定在三个独立式结构膜组件上，再将三个独立式结构膜组件进行并联，并联式结构膜组件上装有独立上导管25、独立下导管26、并联上导管27和并联下导管28，独立上导管25和独立下导管26上安装有独立结构调节开关23，并联上导管27和并联下导管28上安装有并联结构调节开关24，安装好的并联式结构膜组件如图5所示。测试时，将该装置安装于正渗透测试装置中(图中未示出)，将六个独立结构调节开关23全部关闭，并联上导管27连接蠕动泵(图中未示出)，蠕动泵(图中未示出)连接集水槽(图中未示出)，集水槽(图中未示出)连接并联下导管28，然后运行实验室用连续式膜生物反应器，形成连续式的出水循环系统。

以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的正渗透膜，六张正渗透膜厚度均为100μm，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，所测正渗透膜水通量为20L/m²·h。

实施例十：

在浸没式正渗透膜测试装置中，用并联式结构膜组件测试六张厚度不同的无支撑层的测试膜进行对比测试，使用时，将所测的六张无支撑层的测试膜按实施例一中所述的方式固定在三个独立式结构膜组件上，再将三个独立式结构膜组件进行并联，安装好的并联式结构膜组件如图5所示。测试时，将该装置安装于正渗透测试装置中(图中未示出)，将六个并联结构调节开关24全部关闭，三条独立上导管27分别连接三个相应的蠕动泵(图中未示出)，三个相应的蠕动泵(图中未示出)连接三个相应的集水槽(图中未示出)，三个相应的集水槽(图中未示出)连接三条相应的独立下导管28，然后运行实验室用连续式膜生物反应器，形成连续式的出水循环系统。

以上实施例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的正渗透膜，三个独立式结构膜组件中的六张正渗透膜厚度分别为74μm，82μm，92μm，104μm，112μm，128μm，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，所测正渗透膜水通量为分别为23L/m²·h，21L/m²·h，18L/m²·h。

可见，我们的这种实验室用连续式膜组件既可做实验室用连续式膜生物反应器膜组件，又可做浸没式正渗透膜组件，可以对不同数量，不同性状的测试膜进行比较，是一种很简洁，有效的膜测试组件。

Claims

1.一种实验室用连续式膜组件，所述的一种实验室用连续式膜组件分为两种结构，一种为独立式结构膜组件，另一种为并联式结构膜组件，其特征在于：所述的独立式结构膜组件由外腔层和内腔层构成，所述的并联式结构膜组件由两个以上的所述的独立式结构膜组件并联构成，所述的独立式结构膜组件内框上有上接口和下接口，所述的上接口连接上导管，所述的下接口连接下导管，所述的上导管上安装有上导管开关，所述的下导管上安装有下导管开关，所述的并联式结构膜组件上装有独立上导管、独立下导管、并联上导管和并联下导管，所述的独立上导管和独立下导管上安装有独立结构调节开关，所述的并联上导管和并联下导管上安装有并联结构调节开关。

2.根据权利要求1所述的一种实验室用连续式膜组件，其特征在于：所述的外腔层由左外框、左外密封橡胶圈，左测试膜，右测试膜，右外密封橡胶圈，右外框组成，所述的内腔层由左支撑层无纺布，左内密封橡胶圈，内框、右内密封橡胶圈，右支撑层无纺布组成，所述的左外框、左外密封橡胶圈、左测试膜、右测试膜、右外密封橡胶圈、右外框、左支撑层无纺布、左内密封橡胶圈、内框、右内密封橡胶圈、右支撑层无纺布通过长螺钉和螺母固定。

3.根据权利要求1所述的一种实验室用连续式膜组件，其特征在于：所述的左外框与所述的内框之间垫有所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈，所述的左外密封橡胶圈紧靠所述的左外框，所述的左内密封橡胶圈紧靠所述的内框，所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈之间外侧放置所述的左测试膜，所述的左外密封橡胶圈和所述的左内密封橡胶圈之间内侧放置所述的左支撑层无纺布，所述的右外框与所述的内框之间垫有所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈，所述的右外密封橡胶圈紧靠所述的右外框，所述的右内密封橡胶圈紧靠所述的内框，所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈之间外侧放置所述的右测试膜，所述的右外密封橡胶圈和所述的右内密封橡胶圈之间内侧放置所述的右支撑层无纺布。

4.根据权利要求1所述的一种实验室用连续式膜组件，其特征在于：所述的独立式结构膜组件中的左测试膜、右测试膜的其中之一在测试一张测试膜的情况下可以用不渗透薄膜材料替代。

5.根据权利要求1所述的一种实验室用连续式膜组件，其特征在于：所述的独立式结构膜组件中的左支撑层无纺布和右支撑层无纺布在测试有支撑层测试膜的情况下可以不使用。