CN209865780U - 一种超声辅助膜滤装置 - Google Patents

Abstract

一种超声辅助膜滤装置，属于天然产物提取装置技术领域。包括微滤膜管、超滤膜管、反渗透膜管，微滤膜管由微滤外管、微滤内管及微滤腔体构成，微滤腔体内设置第一超声波发生器；超滤膜管由超滤外管、超滤内管及超滤腔体构成，超滤腔体内设置第二超声波发生器；反渗透膜管由反渗透外管、反渗透内管及反渗透腔体构成，反渗透腔体内设置第三超声波发生器。上述一种超声辅助膜滤装置，利用不同超声波频率对膜过滤浓缩的促进作用不同，综合提高料液微滤、超滤、反渗透浓缩的效率，并且利用不同超声波频率对微滤膜、超滤膜、反渗透膜的清洗作用不同，从而达到改善不同膜组件污染的目的。

Description

一种超声辅助膜滤装置

技术领域

本实用新型属于天然产物提取装置技术领域，具体为一种超声辅助膜滤装置。

背景技术

膜过滤技术是指以压力为推动力的膜分离技术又称为膜过滤技术，它是深度水处理的一种高级手段。在一定的压力下，当原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的分离和浓缩的目的。

微滤膜（MF）过滤技术是筛分过程，属于精密过滤的一种。它可以分为表面型和深层型两类。微滤操作有无流动（deadend）和错流（crossflow）过滤两种形式，前者类型的膜应用于稀料液和小规模应用，滤芯大多为一次性。后者又称切线流操作或叉流过滤，适应于工业大规模应用，这类膜的特点是需要周期性的在线清洗、再生以恢复膜的过滤性能。MF主要应用于制药工业的除菌过滤澄清，电子工业集成电路生产用水等，另外在城市污水处理、废水处理前的预处理也已得到广泛应用。

超滤膜（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，它利用的是筛分原理分离，对有机物截留分子量从3000～300000 Dalton可选，适用于大分子物质与小分子物质分离、浓缩和纯化过程。早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品、饮料加工、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。

反渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。浓溶液随着水的不断流入而被不断稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力足够用来阻止水继续净流入时，渗透处于平衡状态，即达到动态平衡。当在浓溶液液上外加压力，且该压力大于渗透压时，则浓溶液中的水就会克服渗透压而通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透。由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，主要应用于医药用水、纯净水制备和热敏感性物质的浓缩，主要应用在食品、饮料、制备纯水等方面。

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，其方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的一般上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。

超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一。超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。利用超声的机械效应、空化效应、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等。自从1928年美国普林斯顿大学化学实验室的科技人员首次发现超声波有加速二甲基硫酸水解和亚硫酸还原硫酸钾反应作用以来，声学与化学相互交叉渗透的超声化学作为一门新兴的边缘学科发展十分迅速，特别是在20世纪80年代发展更为迅速，并且随着功率超声波仪器设备的实用新型与制造技术的日趋完善等，使超声化学技术广泛应用于食品加工、化学、化工、医疗、医药和农药等许多领域。

超声波对膜组件的清洗具有良好的应用前景。超声波清洗膜是通过液体为作用媒质的，由于液体中空化核的尺寸并不相同，因此要在极短的超声波作用时间内使空化效应达到最佳，就应针对不同尺寸的空化核应用不同频率的超声波作用。目前还没有将超声波技术应用在膜组件设备中用以提高过滤浓缩效率和膜的清洗效率的报道。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于设计提供一种超声辅助膜滤装置的技术方案，其将超声波处理技术与膜滤技术相结合，利用不同超声波频率对膜过滤浓缩的促进作用不同，综合提高料液微滤、超滤、反渗透浓缩的效率，并且利用不同超声波频率对微滤膜、超滤膜、反渗透膜的清洗作用不同，从而达到改善不同膜组件污染的目的。

所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于包括微滤膜管、超滤膜管、反渗透膜管，微滤膜管由微滤外管、微滤内管两层配合构成，微滤外管、微滤内管之间腔体构成微滤腔体，微滤腔体内设置第一超声波发生器；超滤膜管由超滤外管、超滤内管两层配合构成，超滤外管、超滤内管之间腔体构成超滤腔体，超滤腔体内设置第二超声波发生器；反渗透膜管由反渗透外管、反渗透内管两层配合构成，反渗透外管、反渗透内管之间腔体构成反渗透腔体，反渗透腔体内设置第三超声波发生器；微滤内管顶部设置微滤料液入口、底部设置微滤料液出口，超滤内管顶部设置超滤料液入口、底部设置超滤料液出口，反渗透内管顶部设置反渗透料液入口、底部设置反渗透滤料液出口；微滤料液出口连接超滤料液入口，超滤料液出口连接反渗透料液入口。

所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于微滤腔体内设置与第一超声波发生器对应的第一超声波控制器。

所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于超滤腔体内设置与第二超声波发生器对应的第二超声波控制器。

所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于反渗透腔体内设置与第三超声波发生器对应的第三超声波控制器。

上述一种超声辅助膜滤装置，其将超声波处理技术与膜滤技术相结合，利用不同超声波频率对膜过滤浓缩的促进作用不同，综合提高料液微滤、超滤、反渗透浓缩的效率，并且利用不同超声波频率对微滤膜、超滤膜、反渗透膜的清洗作用不同，从而达到改善不同膜组件污染的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-微滤料液入口、2-第一超声波控制器、3-微滤外管、4-微滤腔体、5-微滤内管、6-第一超声波发生器、7-微滤料液出口、8-超滤料液入口、9-第二超声波控制器、10-超滤外管、11-超滤腔体、12-超滤内管、13-第二超声波发生器、14-超滤料液出口、15-反渗透料液入口、16-第三超声波控制器、17-反渗透外管、18-反渗透腔体、19-反渗透内管、20-第三超声波发生器、21-反渗透滤料液出口。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示，该超声辅助膜滤装置，包括微滤膜管、超滤膜管、反渗透膜管，微滤膜管由微滤外管3、微滤内管5两层配合构成，微滤外管3、微滤内管5之间腔体构成微滤腔体4，微滤腔体4内设置第一超声波发生器6；超滤膜管由超滤外管10、超滤内管12两层配合构成，超滤外管10、超滤内管12之间腔体构成超滤腔体11，超滤腔体11内设置第二超声波发生器13；反渗透膜管由反渗透外管17、反渗透内管19两层配合构成，反渗透外管17、反渗透内管19之间腔体构成反渗透腔体18，反渗透腔体18内设置第三超声波发生器20；微滤内管5顶部设置微滤料液入口1、底部设置微滤料液出口7，超滤内管12顶部设置超滤料液入口8、底部设置超滤料液出口14，反渗透内管19顶部设置反渗透料液入口15、底部设置反渗透滤料液出口21；微滤料液出口7连接超滤料液入口8，超滤料液出口14连接反渗透料液入口15。

进一步，微滤腔体4内设置与第一超声波发生器6对应的第一超声波控制器2。

进一步，超滤腔体11内设置与第二超声波发生器13对应的第二超声波控制器9。

进一步，反渗透腔体18内设置与第三超声波发生器20对应的第三超声波控制器16。

第一超声波发生器6、第二超声波发生器13、第三超声波发生器20主要用于发射不同的超声波频率，其频率分别由第一超声波控制器2、第二超声波控制器9、第三超声波控制器16调节。第一超声波发生器6、第二超声波发生器13、第三超声波发生器20产生的频率范围不同且无交叉，同时第一超声波控制器2、第二超声波控制器9、第三超声波控制器16可调节的频率范围随之不同。

该超声辅助膜滤装置的运行模式为：料液先从微滤料液入口1进入微滤内管5，第一超声波控制器2调节第一超声波发生器6发出适宜微滤处理的超声波频率，微滤后的溶液由微滤料液出口7流出，然后进入超滤料液入口8，第二超声波控制器9调节第二超声波发生器13发出适宜超滤处理的超声波频率，超滤后的溶液由超滤料液出口14流出，然后进入反渗透料液入口15，第三超声波控制器16调节第三超声波发生器20发生适宜反渗透浓缩处理的超声波频率，反渗透浓缩后的溶液由反渗透滤料液出口21流出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超声辅助膜滤装置，其特征在于包括微滤膜管、超滤膜管、反渗透膜管，微滤膜管由微滤外管（3）、微滤内管（5）两层配合构成，微滤外管（3）、微滤内管（5）之间腔体构成微滤腔体（4），微滤腔体（4）内设置第一超声波发生器（6）；超滤膜管由超滤外管（10）、超滤内管（12）两层配合构成，超滤外管（10）、超滤内管（12）之间腔体构成超滤腔体（11），超滤腔体（11）内设置第二超声波发生器（13）；反渗透膜管由反渗透外管（17）、反渗透内管（19）两层配合构成，反渗透外管（17）、反渗透内管（19）之间腔体构成反渗透腔体（18），反渗透腔体（18）内设置第三超声波发生器（20）；微滤内管（5）顶部设置微滤料液入口（1）、底部设置微滤料液出口（7），超滤内管（12）顶部设置超滤料液入口（8）、底部设置超滤料液出口（14），反渗透内管（19）顶部设置反渗透料液入口（15）、底部设置反渗透滤料液出口（21）；微滤料液出口（7）连接超滤料液入口（8），超滤料液出口（14）连接反渗透料液入口（15）。

2.如权利要求1所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于微滤腔体（4）内设置与第一超声波发生器（6）对应的第一超声波控制器（2）。

3.如权利要求1所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于超滤腔体（11）内设置与第二超声波发生器（13）对应的第二超声波控制器（9）。

4.如权利要求1所述的一种超声辅助膜滤装置，其特征在于反渗透腔体（18）内设置与第三超声波发生器（20）对应的第三超声波控制器（16）。