CN211069664U - 一种微米级过滤膜、污水过滤装置及污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及膜过滤技术领域，具体涉及一种微米级过滤膜、污水过滤装置及污水处理系统。本实用新型提供的微米级过滤膜，采用纯织物组织结构表面形成了孔隙几何形状对称的对称膜或轮廓对称孔隙不对称的基本对称膜，其以物理编织物表面形成过滤孔隙，通道长度短；省去了在基布或骨架上涂覆涂层，采用经、纬丝内相邻单纤间的间隙形成过滤孔隙及出水通道，将过滤孔隙限制在微米级范围内，并降低微米级过滤膜的生产成本。本实用新型提供的污水过滤装置，采用了上述对称膜过滤膜结构，其过滤孔的通道长度短，并且由于孔积率高，仅需要一个小压差就可实现污水过滤的清水分离，不需要额外提供动力进行污水过滤，降低污水处理成本。

Description

一种微米级过滤膜、污水过滤装置及污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及膜过滤技术领域，具体涉及一种微米级过滤膜、污水过滤装置及污水处理系统。

背景技术

过滤膜常见的有平面膜和管状膜，采用无纺布或织造物为基布或骨架，其表面覆有涂层，并在涂层上形成微米孔，微米孔的孔径小于被过滤物。膜是分离两相的中间相，被过滤物被阻隔在正面，以完成过滤。其中，表面涂层的微米孔采用发泡工艺形成，其具体存在以下缺陷：首先，通过涂层内的各多孔层之间连通至涂层表面，从而导致液体经微孔流到背面的通道较长，且盲孔较多，在过滤膜的实际使用过程中，需要在被过滤物一侧施加比较大的压力才能实现良好的过滤效果，其成本高；其次，微米级过滤膜膜孔控制技术要求高，孔积率较低，并且生产过程有机溶剂污染较大。

采用上述过滤膜的微米级污水处理厂的生化污水膜处理系统，其常见的形式主要有框架式平面膜滤系统和管状膜滤系统、管状膜浸入式挂膜系统，清水分离需要对污水加压或采用自吸泵抽取清水，均需要消耗大量电力，有较高的处理成本。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的微米级过滤膜膜孔控制技术要求高，成本高、孔积率较低，并且生产过程有机溶剂污染较大的缺陷，从而提供一种微米级过滤膜、污水过滤装置及污水处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种微米级过滤膜，所述过滤膜为由经丝和纬丝交织而成的织物组织结构，所述经丝包含若干根第一单纤；所述纬丝包含若干根第二单纤；所述第一单纤和第二单纤的表面均具有若干凹陷结构；

在上述织物组织结构中，所述第一单纤和第二单纤分布为一层或多层；所述凹陷结构使得同一束经丝内的任意相邻的两根第一单纤之间具有若干第一间隙，同一束纬丝内的任意相邻的两根第二单纤之间具有若干第二间隙；

其中，位于织物组织结构最上层的第一间隙、第二间隙构成所述过滤膜的过滤孔隙；相对应的，位于织物组织结构最上层以下的第一间隙和/或第二间隙构成所述过滤孔隙的出水通道。

上述微米级过滤膜中，所述织物组织结构为平纹组织结构或其他组织结构。

上述微米级过滤膜中，所述第一单纤和/或第二单纤为圆孔单纤或异形单纤。

上述微米级过滤膜中，所述凹陷结构的形状为锯齿形、波浪形、或圆弧形。

上述微米级过滤膜中，所述凹陷使得所述第一单纤和所述第二单纤表面为具有不规则坑凹的粗糙面。

本实用新型还提供一种污水过滤装置，其包括，至少一个浸入式膜管或浸入式膜片，其具有至少一层上述的微米级过滤膜；集水管，其与所述浸入式膜管或浸入式膜片连通，用于收集过滤膜过滤的水；虹吸管或下置式排水管，其与所述集水管连通，将所述过滤的水排出。

上述污水过滤装置中，还包括，引水管，其设置于所述虹吸管与所述集水管之间，并连通所述虹吸管与所述集水管；或者，所述引水管设置于所述下置式排水管与所述集水管之间，并连通所述下置式排水管与所述集水管。

上述污水过滤装置中，所述虹吸管上设置有出水阀；或者，所述下置式排水管上设置有出水阀。

本实用新型还提供一种污水处理系统，其包括至少一个污水池，所述污水池中包含上述的污水过滤装置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的微米级过滤膜，其由经丝和纬丝交织而成的织物组织结构，所述经丝包含若干根第一单纤；所述纬丝包含若干根第二单纤；所述第一单纤和第二单纤分布为一层或多层，且表面均具有若干凹陷结构；在上述织物组织结构中，所述凹陷结构使得同一束经丝内的任意相邻的两根第一单纤之间具有若干第一间隙，同一束纬丝内的任意相邻的两根第二单纤之间具有若干第二间隙；所述第一间隙和第二间隙互相交错，构成所述过滤膜的过滤孔隙和出水通道；其过滤孔小于被过滤物的直径，以达到过滤的效果。本实用新型提供的微米级过滤膜，纯织物组织结构表面形成了孔隙几何形状对称的对称膜或轮廓对称孔隙不对称的基本对称膜，其以物理编织物表面形成过滤孔隙，通道长度短；省去了在基布或骨架上涂覆涂层，解决了现有技术中采用发泡工艺形成的过滤孔通道长，需要加压才能实现良好过滤效果、孔积率低、以及过滤孔大小及均匀性不好控制的技术缺陷，且采用经丝内相邻单纤间的间隙与纬丝内相邻单纤间的间隙形成过滤孔隙和出水通道，可以很容易地将过滤孔限制在微米级范围内，并降低微米级过滤膜的生产成本。

2.本实用新型提供的污水过滤装置，其采用上述的微米级过滤膜，在进行污水过滤时，使污水通过过滤膜，并由集水管收集后，经虹吸管或下置式排水管排出。因为采用了上述过滤膜结构，其过滤孔的通道长度短，并且由于孔积率高，因此，仅需要一个小压差就可实现污水过滤的清水分离，不需要额外提供动力进行污水过滤，降低污水处理成本。

3.本实用新型提供的污水处理系统，在污水池中采用上述的污水过滤装置，可提高污水处理效率以及降低污水处理成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的过滤膜的组织结构示意图；

图2为本实用新型提供的污水过滤装置和污水处理系统示意图；

附图标记说明：

1-过滤膜；11-经丝；111-第一单纤；112-第一间隙；12-纬丝；121-第二单纤；122-第二间隙；2-膜管；3-集水管；4-引水管；5-反冲注水阀；6-反冲注水管；7-虹吸管；8-出水阀；9-出水口；100-地平线；101-污水池；102-污水水位线。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种微米级过滤膜，所述过滤膜1为由经丝11和纬丝12交织而成的织物组织结构，所述经丝11包含若干根第一单纤111；所述纬丝12包含若干根第二单纤121；所述第一单纤111和第二单纤121的表面均具有若干凹陷结构；在上述织物组织结构中，所述第一单纤111和第二单纤121分布为多层；所述凹陷结构使得同一束经丝11内的任意相邻的两根第一单纤111之间具有若干第一间隙112，同一束纬丝12内的任意相邻的两根第二单纤121之间具有若干第二间隙122；其中，位于织物组织结构最上层的第一间隙112、第二间隙122构成所述过滤膜1的过滤孔隙；相对应的，位于织物组织结构最上层以下的第一间隙和第二间隙构成所述过滤孔隙的出水通道。

此处，位于织物组织结构最上层的第一间隙112、第二间隙122是指，在过滤膜用于与污水接触那一面，最表层的第一单纤111和第二单纤121之间形成的间隙，该间隙在过滤过程中起阻挡被过滤物的作用；而除了上述最表层的间隙以外的间隙，其均形成过滤后水的出水通道。

本实施例提供的微米级过滤膜的作为过滤孔隙的第一间隙112或第二间隙122小于被过滤物的直径，以达到过滤的效果。并且该微米级过滤膜，在纯织物组织结构表面形成了孔隙几何形状对称的对称膜或轮廓对称孔隙不对称的基本对称膜，其以物理编织物表面形成过滤孔隙，通道长度短；省去了在基布或骨架上涂覆涂层，解决了现有技术中采用发泡工艺形成的过滤孔通道长，需要加压才能实现良好过滤效果、孔积率低、以及过滤孔大小及均匀性不好控制的技术缺陷；并且，采用经丝内相邻单纤间的间隙与纬丝内相邻单纤间的间隙形成过滤孔隙和内通道，可以很容易地将过滤孔限制在微米级范围内，并降低微米级过滤膜的生产成本。

本实施例提供的微米级过滤膜中，经丝11和纬丝12均为束状结构，其包括的若干条第一单纤111和第二单纤121在形成织物组织结构时，可以以上述多层的方式进行编织，同样，其也可以以单层的方式进行编织，亦或是其中的一种单纤为单层，另外一种单纤为多层的方式进行编织。当第一单纤111或第二单纤121以单层的方式进行编织时，位于织物组织结构最上层的第一间隙112、第二间隙122构成所述过滤膜1的过滤孔隙；相对应的，位于织物组织结构最上层以下的第一间隙和/或第二间隙构成所述过滤孔隙的出水通道。

其中，在实际的组织结构中，上述若干第一间隙112之间可以互相不连通，也可以互相连通。例如，通过控制组织结构交织的紧度，使同一束经丝11内的相邻的两根第一单纤111外表面可互相接触，从而使所述第一间隙112互相不连通；也可以使上述相邻的两根第一单纤111外表面的至少一部分不相接触，从而使第一间隙112可互相连通。另外，上述若干第二间隙122之间可以以同样的方式实现互相不连通或互相连通。

本实施例提供的微米级过滤膜，其织物组织结构为平纹组织结构或其他组织结构，以使得微米级过滤膜的过滤孔均匀分布。

本实施例提供的微米级过滤膜，所述第一单纤111和第二单纤121均可选择为圆孔单纤或异形单纤；另外，所述第一单纤111和第二单纤121可选择为化纤丝。

如图1所示，本实施例提供的微米级过滤膜，其中的第一单纤111和第二单纤121其表面的若干凹陷结构呈均匀过渡的圆弧形，上述第一单纤111和第二单纤121采用逐渐循环变换直径的方式体现出所述的凹陷结构。除此之外，上述凹陷结构还可以选择为锯齿形或波浪形。

另外，第一单纤111和第二单纤121的表面的凹陷结构也可以选择为凹槽或凹坑，其包括圆弧形、锯齿形或波浪形的凹槽或凹坑，也可以选择为不规则形状的凹槽或凹坑。第一单纤111和第二单纤121的表面也可以选择为具有不规则坑凹的粗糙面，可通过上述粗糙面互相接触产生间隙。

本实施例提供的微米级过滤膜，在组织结构的形成过程中，可以通过控制经丝11和纬丝12的交织紧度，以控制相邻经丝和相邻纬丝之间的缝隙，以使该缝隙满足具体过滤尺寸的需求。

实施例2

本实施例提供一种污水过滤装置，如图2所示，其包括，多个浸入式膜管2，该浸入式膜管是指在使用时可浸入至污水池101的污水水位线102以下；上述浸入式膜管2内具有一层或多层实施例1所述的微米级过滤膜。该膜管2具有入口和出口，所述入口可选择为在膜管2侧壁开设若干通水孔，膜管的入口也可选择为膜管的下端，以使污水进入膜管2；所述出口可选择为在膜管2的上端。还包括集水管3，其与所述浸入式膜管2或浸入式膜片连通，用于收集过滤膜1过滤后的污水；虹吸管7其与所述集水管3连通，将所述过滤后的污水排出。

该污水过滤装置采用上述的微米级过滤膜，在进行污水过滤时，使污水通过过滤膜，并由集水管收集后，经虹吸管排出。因为采用了上述对称膜的过滤膜结构，其过滤孔的通道长度短，并且由于孔积率高，因此，仅需要一个小压差就可实现污水过滤的清水分离，不需要额外提供动力进行污水过滤，降低污水处理成本。

上述污水过滤装置中，还包括，引水管4，其设置于所述虹吸管7与所述集水管3之间，并连通所述虹吸管7与所述集水管3；还可包括，反冲注水管6，其通过三通分别与所述虹吸管7和集水管3连通；所述反冲注水管6上设置有反冲注水阀5，用于反冲清洗所述过滤膜1。

上述污水过滤装置中，所述虹吸管7上设置有出水阀8；可选择地，所述出水阀设置在出水口9附近，用以控制出水口的开关以及排水量。

可选择地，上述污水过滤装置中，浸入式的膜管2可设置为一个。

可选择地，上述污水过滤装置中，虹吸管7可替换成下置式排水管，其与所述集水管3连通，用于在污水池下方将所述过滤的污水排出。

可选择地，上述污水过滤装置中，浸入式膜管2可替换为膜片，该膜片是指污水处理用的平面膜组；膜片通过公知的方式，例如可以是滤水通道，与集水管3连通。

实施例3

本实施例提供一污水处理系统，如图2所示，其包括至少一个污水池101，其为半地上污水池，其部分露出地平线100，可选择地，上述污水池101也可设置为地上污水池。所述污水池101中设置有实施例2提供的污水过滤装置，该污水处理系统可由中央控制器进行统一控制。

该污水处理系统运行方式如下：出水阀9关闭，反冲注水阀6开启，向污水过滤装置内灌水，该装置内进满水后，反冲注水阀6关闭出水阀9打开，系统开始工作。由于出水口低于污水水位线，出水口会形成压差，污水池中的清水通过过滤膜1孔隙进入支撑管2集水管3，由引水管4收集进入虹吸管7，对外排放。系统工作—定时间后进入反冲程序，出水阀9关闭，反冲注水阀6打开，出水阀9关闭，对污水过滤装置供水反冲，对过滤膜进行反向渗透，使膜表面吸附污泥剥离并脱落，污泥脱落后，系统进入反冲注水阀6关闭出水阀9打开的下—个工作循环。阀门可为电动阀，可由中央控制器实现排水和反冲自动循环。

本实施例提供的污水处理系统采用实施例1提供的对称膜或基本对称膜利用虹吸原理对地上或半地上污水池进行生化污水清水分离，除控制系统外无动力消耗。

另外，本实施例提供的处理系统，还可以设置有辅助真空泵或自吸泵，将上述辅助的真空泵或自吸泵与出水口9连通，在污水处理系统运行之前，先行在虹吸管7内施加负压，以在整个污水过滤装置内形成水流路，辅助上述污水过滤装置的初始运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种微米级过滤膜，所述过滤膜(1)为由经丝(11)和纬丝(12)交织而成的织物组织结构，其特征在于：

所述经丝(11)包含若干根第一单纤(111)；

所述纬丝(12)包含若干根第二单纤(121)；

所述第一单纤(111)和第二单纤(121)的表面均具有若干凹陷结构；

在上述织物组织结构中，

所述第一单纤(111)和第二单纤(121)分布为一层或多层；

所述凹陷结构使得同一束经丝(11)内的任意相邻的两根第一单纤(111)之间具有若干第一间隙(112)，同一束纬丝(12)内的任意相邻的两根第二单纤(121)之间具有若干第二间隙(122)；

其中，位于织物组织结构最上层的第一间隙(112)、第二间隙(122)构成所述过滤膜(1)的过滤孔隙；相对应的，位于织物组织结构最上层以下的第一间隙(112)和/或第二间隙(122)构成所述过滤孔隙的出水通道。

2.根据权利要求1所述的微米级过滤膜，其特征在于，所述织物组织结构为平纹组织结构或其他组织结构。

3.根据权利要求1所述的微米级过滤膜，其特征在于，所述第一单纤(111)和/或第二单纤(121)为圆孔单纤或异形单纤。

4.根据权利要求1所述的微米级过滤膜，其特征在于，所述凹陷结构的形状为锯齿形、波浪形、或圆弧形。

5.根据权利要求1所述的微米级过滤膜，其特征在于，所述凹陷使得所述第一单纤(111)和所述第二单纤(121)表面为具有不规则坑凹的粗糙面。

6.一种污水过滤装置，其特征在于，包括：

至少一个浸入式膜管(2)或浸入式膜片，其具有至少一层如权利要求1-5任一项所述的微米级过滤膜；

集水管(3)，其与所述浸入式膜管(2)或浸入式膜片连通，用于收集过滤膜(1)过滤的水；

虹吸管(7)或下置式排水管，其与所述集水管(3)连通，将所述过滤的水排出。

7.根据权利要求6所述的污水过滤装置，其特征在于，还包括，引水管(4)，

其设置于所述虹吸管(7)与所述集水管(3)之间，并连通所述虹吸管(7)与所述集水管(3)；

或者，所述引水管(4)设置于所述下置式排水管与所述集水管(3)之间，并连通所述下置式排水管与所述集水管(3)。

8.根据权利要求7所述的污水过滤装置，其特征在于，还包括，反冲注水管(6)，

其通过三通分别与所述虹吸管(7)和集水管(3)连通；

或者，所述反冲注水管(6)通过三通分别与所述下置式排水管和集水管(3)连通；

所述反冲注水管(6)上设置有反冲注水阀(5)。

9.根据权利要求6所述的污水过滤装置，其特征在于，所述虹吸管(7)或下置式排水管上设置有出水阀(8)。

10.一种污水处理系统，其特征在于，包括至少一个污水池(101)，所述污水池(101)中包含如权利要求6-9任一项所述的污水过滤装置。

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