CN217449656U - 一种超滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超滤系统，包括依次连通的原水箱、进水管路、至少两个膜组件、出水管路和产水箱，膜组件通过超滤膜分隔为膜内和膜外，各膜组件与进水管路之间均设有独立的进水分阀、与出水管路之间均设有独立的出水分阀，各出水分阀下游的出水管路设置有背压阀，出水管路还连通有反洗管路，分别连通各膜组件的膜内且均设有独立的反洗分阀。采用如上结构，超滤膜采用柔性陶瓷膜，在超滤系统产水时，通过各膜组件的出水分阀和反洗分阀独立开闭、背压阀以及反洗管路相配合，实现部分膜组件独立反洗，其余膜组件保持过滤，实现超滤系统整体连续不间断产水，大幅提高超滤系统的产水效率，充分发挥柔性陶瓷膜的性能优势。

Description

一种超滤系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种超滤系统。

背景技术

超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。

现有技术中的超滤系统通常采用聚偏氟乙烯的非对称膜，该种膜的耐污性较差，限定了进水的悬浮物浓度，因此对进水条件和配套设备有较为严格的要求；而即使在进水条件符合要求的情况下，膜外的污泥等杂质仍会较快累积、压实，导致膜堵塞，难以清洗，因此超滤系统采用间歇过滤产水，即通过正常过滤、气洗、排泥、反洗、正洗的步骤循环，以反复清洗膜的方式防止膜外杂质压实，但该种产水方式的效率较低、设备使用寿命较低。

随着超滤膜技术的发展，目前已有一种性能较为优异的柔性陶瓷膜，通过无机陶瓷颗粒与聚四氟乙烯粉料结合制成，该种柔性陶瓷膜在具有较高过滤精度的同时，还具有聚四氟乙烯的特性，即具有较强的耐污性能、抗压强度高、抗拉伸强度高和不易断丝等。该种柔性陶瓷膜为对称膜，其过滤空隙是由挤压拉伸使聚四氟乙烯微晶断裂形成的微孔空隙，较为适用于外压式超滤系统。而对于采用柔性陶瓷膜的超滤系统，由于不存在耐污性较差等问题，目前的间歇过滤产水显然不能适应，无法发挥柔性陶瓷膜的性能优势。

因此，如何提供一种能够发挥柔性陶瓷膜性能优势的超滤系统，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够发挥柔性陶瓷膜性能优势的超滤系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超滤系统，包括依次连通的原水箱、进水管路、至少两个膜组件、出水管路和产水箱，各所述膜组件通过所述进水管路和所述出水管路并联于所述原水箱和产水箱之间，所述膜组件通过超滤膜分隔为膜内和膜外，所述膜外连通所述进水管路，所述膜内连通所述出水管路，各所述膜组件与所述进水管路之间均设有独立的进水分阀、与所述出水管路之间均设有独立的出水分阀，各所述出水分阀下游的所述出水管路设置有背压阀，所述出水管路在所述背压阀的上游还连通有反洗管路，所述反洗管路分别连通各所述膜组件的所述膜内且均设有独立的反洗分阀，各所述膜组件的所述膜外还连通有流向所述原水箱的回流管路，且与所述回流管路之间均设有独立的回流分阀。

采用如上结构，由于柔性陶瓷膜通过反洗便足以使膜外杂质松动脱离，因此在超滤系统产水时，可以通过各膜组件的出水分阀和反洗分阀独立开闭、背压阀以及反洗管路相配合，实现部分膜组件独立反洗，其余膜组件保持过滤，实现超滤系统整体连续不间断产水，大幅提高超滤系统的产水效率，充分发挥柔性陶瓷膜的性能优势。

可选地，所述超滤膜为柔性陶瓷膜；和/或，各所述进水分阀均为流向所述膜外的止回阀；和/或，各所述回流分阀均为流向所述原水箱的止回阀。

可选地，还包括循环水箱，所述循环水箱通过设有清洗阀的清洗管路连通于所述进水管路，所述回流管路还能够连通于所述循环水箱，且二者之间设有回流循环总阀。

可选地，所述清洗管路还设有清洗泵和药剂供给件。

可选地，所述反洗管路还与所述循环水箱连通，二者之间还设有反洗总阀。

可选地，所述产水箱还通过产水箱反洗管路连通至所述出水管路、所述背压阀的上游，且所述产水箱反洗管路设有产水箱反洗阀。

可选地，各所述膜组件的底部还连有排空管路，且均设有独立的排空分阀。

可选地，所述反洗管路的上游位置设有药剂供给件；和/或，所述背压阀和所述出水管路与所述反洗管路的分流处之间还设有出水分流后总阀；和/或，还包括设置于各所述出水分阀下游的动力泵，所述动力泵与各所述出水分阀之间的所述出水管路还设有出水分流前总阀；和/或，所述原水箱与各所述回流分阀之间的所述回流管路还设有回流原水总阀；和/或，所述原水箱与各所述进水分阀之间的所述进水管路还设有进水总阀。

可选地，所述原水箱由原水供给件提供液质。

可选地，所述循环水箱由启动供给件提供液质。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供超滤系统的管路示意图；

图2是图1中超滤系统进行首次启动注水时所应用的部分管路示意图；

图3是图1中超滤系统进行正常过滤时所应用的部分管路示意图；

图4是图1中超滤系统进行正常过滤、膜组件轮流反洗时所应用的部分管路示意图；

图5是图1中超滤系统进行全面反洗清淤时所应用的部分管路示意图；

图6是图1中超滤系统进行化学清洗时所应用的部分管路示意图。

图1-6中的附图标记说明如下：

1原水箱、2进水管路、21进水分阀、3膜组件、4出水管路、41出水分阀、5产水箱、51产水箱反洗管路、52产水箱反洗阀、6动力泵、7背压阀、8反洗管路、81反洗分阀、9回流管路、91回流分阀、10循环水箱、11清洗阀、12清洗管路、13回流循环总阀、14清洗泵、15药剂供给件、16反洗总阀、17排空管路、18排空分阀、19出水分流后总阀、20出水分流前总阀、22回流原水总阀、23进水总阀、24原水供给件、25启动供给件；

21a第一进水分阀、21b第二进水分阀、21c第三进水分阀、21d第四进水分阀、21e第五进水分阀；

3a第一膜组件、3b第二膜组件、3c第三膜组件、3d第四膜组件、3e第五膜组件；

41a第一出水分阀、41b第二出水分阀、41c第三出水分阀、41d第四出水分阀、41e第五出水分阀；

81a第一反洗分阀、81b第二反洗分阀、81c第三反洗分阀、81d第四反洗分阀、81e第五反洗分阀；

91a第一回流分阀、91b第二回流分阀、91c第三回流分阀、91d第四回流分阀、91e第五回流分阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型实施例提供一种超滤系统，请参考图1，包括依次连通的原水箱1、进水管路2、至少两个膜组件3、出水管路4和产水箱5，各膜组件3通过进水管路2和出水管路4并联于原水箱1和产水箱5之间，膜组件3通过超滤膜分隔为膜内和膜外，膜外连通进水管路2，膜内连通出水管路4，各膜组件3与进水管路2之间均设有独立的进水分阀21、与出水管路4之间均设有独立的出水分阀41，出水管路4设置有动力泵6和背压阀7，背压阀7设置于各出水分阀41下游的出水管路4，出水管路4在背压阀7的上游还连通有反洗管路8，反洗管路8分别连通各膜组件3的膜内且均设有独立的反洗分阀81，各膜组件3的膜外还连通有流向原水箱1的回流管路9，且与回流管路9之间均设有独立的回流分阀91。

采用如上结构，由于柔性陶瓷膜通过反洗便足以使膜外杂质松动脱离，因此在超滤系统产水时，可以通过各膜组件3的出水分阀41和反洗分阀81独立开闭、背压阀7以及反洗管路8相配合，实现部分膜组件3独立反洗，其余膜组件3保持过滤，实现超滤系统整体连续不间断产水，大幅提高超滤系统的产水效率，充分发挥柔性陶瓷膜的性能优势。

本实施例超滤系统以设置五个膜组件3为例，请参考图3和图4，为方便表达，将各进水分阀21分别命名为第一进水分阀21a、第二进水分阀21b、第三进水分阀21c、第四进水分阀21d、第五进水分阀21e；将各膜组件3分别命名为第一膜组件3a、第二膜组件3b、第三膜组件3c、第四膜组件3d、第五膜组件3e；将各出水分阀41分别命名为第一出水分阀41a、第二出水分阀41b、第三出水分阀41c、第四出水分阀41d、第五出水分阀4 1e；将各反洗分阀81分别命名为第一反洗分阀81a、第二反洗分阀81b、第三反洗分阀81c、第四反洗分阀81d、第五反洗分阀81e；将各回流分阀91分别命名为第一回流分阀91a、第二回流分阀91b、第三回流分阀91c、第四回流分阀91d、第五回流分阀91e；各进水分阀21、各出水分阀41、各反洗分阀81和各回流分阀91分别与各膜组件3相对应。

请参考图3，此时为超滤系统的正常过滤状态，各进水分阀21、各出水分阀41均处于打开状态，各反洗分阀81和各回流分阀91均关闭，动力泵6为管路内液质的流动提供动力，需要过滤的液质能够从原水箱1流出，分别经过进水管路2、膜组件3和出水管路4，最终流入产水箱5，进水管路2和出水管路4分别连通膜组件3的膜外和膜内，使液质在膜组件3内需要穿过柔性陶瓷膜进行过滤，液质内的杂质便会积存于柔性陶瓷膜的外表面。

当超滤系统已经过滤到一定时间后，各膜组件3内的柔性陶瓷膜外便均会存在杂质层，导致过滤效率降低，此时开始对各膜组件3轮流回流反洗，请参考图4，本实施例中以单独反洗第三膜组件3c为例，除需要反洗的第三膜组件3c外的其他膜组件3仍保持正常过滤，控制第三进水分阀21c、第三出水分阀41c关闭，第三反洗分阀81c、第三回流分阀91c打开，同时背压阀7控制出水管路4内的压力，使部分液质分流至反洗管路8，该部分液质便能够流入第三膜组件3c的膜内，透过柔性陶瓷膜向外冲洗杂质层，杂质层随液质共同通过回流管路9流回原水箱1，直至第三膜组件3c反洗完成，第三膜组件3c即可继续进行过滤产水。

除第三膜组件3c以外的其他膜组件3同样能够通过该步骤进行轮流反洗，直至各膜组件3均完成反洗，在该过程中超滤系统始终保持产水，能够有效提高超滤系统的产水效率，充分利用柔性陶瓷膜的性能优势而进行连续产水。在上述过滤产水、轮流反洗的过程中，通过各阀门的开闭切换，动力泵6作为产水动力的同时还能够作为反洗动力，大幅提高超滤系统的运行效率，同时动力泵6处于持续运行状态而无需频繁启停，能够有效延长动力泵6的使用寿命。

可以理解，上文所描述的轮流反洗可以是在同一时间仅有一个膜组件3进行反洗，也可以是在同一时间对多个膜组件3进行反洗，本实用新型对此不做限定，只要在轮流反洗的过程中，还存在至少一个膜组件3正常进行过滤产水，使超滤系统整体进行连续产水即可。由于本实施例中膜组件3需要轮流反洗，因此至少需要设置两个膜组件3才能够实现超滤系统连续产水。

此外，连通于同一膜组件3的出水分阀41和反洗分阀81还可以集成为两位三通阀，同样能够通过改变连通位点而实现轮流反洗，当然，出水分阀41和反洗分阀81还可以是其他能够实现上述功能的阀结构，本实用新型对此不做限定。

本实施例中各进水分阀21均为流向膜组件3的膜外的止回阀；回流分阀91均为流向原水箱1的止回阀。

进水分阀21和回流分阀91采用止回阀后，只需调节各出水分阀41和各反洗分阀81以及背压阀7的压力，而无需调节各进水分阀21和各回流分阀91，即可控制各膜组件3实现轮流反洗，正常过滤的液质仅能从进水管路2通过进水分阀21进入膜组件3内，反洗的液质也仅能从回流管路9通过回流分阀91流回原水箱1，无需控制也同样能够实现各进水分阀21和各回流分阀91的功能，提高超滤系统轮流反洗操作的便捷性，间接降低控制系统的成本。

可以理解，各进水分阀21和回流分阀91还可以采用其他阀结构，本实用新型对此不做限定，只要各进水分阀21能够防止膜组件3中的液质回流至进水管路2，回流分阀91能够防止回流管路9中的液质回流至膜组件3内即可。

本实施例中还包括循环水箱10，循环水箱10通过设有清洗阀11的清洗管路12连通于进水管路2，回流管路9还能够连通于循环水箱10，且二者之间设有回流循环总阀13；清洗管路12还设有清洗泵14和药剂供给件15；反洗管路8还与循环水箱10连通，二者之间还设有反洗总阀16。

循环水箱10用于超滤系统的首次启动注水进而化学清洗。

请参考图2，超滤系统在启动之前，内部的各管路以及各膜组件3内均不存在液质，此时若直接启动动力泵6开始过滤，其动力可能不足以将原水箱1内的液质充满各管路和各膜组件3，且此种启动方式动力泵6处于空泵状态容易损坏；此时打开清洗阀11、回流循环总阀13、反洗总阀16以及各进水分阀21、各出水分阀41、各回流分阀91，并启动清洗泵14，清洗泵14能够将循环水箱10内的液质泵入已经形成循环回路的管路中，液质经过清洗管路12、进水管路2、各膜组件3后，通过出水管路4和反洗管路8回流至循环水箱10内，或者通过回流管路9回流至循环水箱10内，直至管路循环内充满液质；此时再关闭清洗阀11、回流循环总阀13、反洗总阀16以及各回流分阀91，启动动力泵6，超滤系统即可进行正常过滤产水。

需要说明，若原水箱1高位布置，即原水箱1的水平位置高于各管路和各膜组件3时，在超滤系统启动前可通过打开各阀门，原水箱1内的液质仅通过重力便能够完成注水，无需额外进行循环水箱10的首次启动注水操作。

请参考图6，当超滤系统需要化学清洗时，与上述首次启动注水所开启的阀门相同，且设置于清洗管路12的药剂供给件15为管路循环内输送清洗用药剂，药剂随管路循环内液质的流动流向各膜组件3内，对各膜组件3进行化学清洗。

本实施例中产水箱5还通过产水箱反洗管路51连通至出水管路4、背压阀7的上游，且产水箱反洗管路51设有产水箱反洗阀52。

请参考图5，当超滤系统需要全面反洗清淤时，开启产水箱反洗阀52，动力泵6便可将产水箱5内的液质通过产水箱反洗管路51、出水管路4和反洗管路8输送至各膜组件3的膜内，液质通过柔性陶瓷膜并冲洗附着于膜外的杂质层，杂质层脱落后便随液质共同通过回流管路9回流至原水箱1，全面反洗清淤完成。

上述全面反洗清淤和化学清洗的周期应根据实际应用中的过滤情况进行判断，本实施例中若存在超滤系统产水量下降四分之一、跨膜压差上升1bar、运行跨膜压差的最大值达到2.1bar三者中的任一情况，则判断超滤系统需要全面反洗清淤和化学清洗。

本实施例中各膜组件3的底部还连有排空管路17，且均设有独立的排空分阀18。当超滤系统需要停机进行维护等操作时，需要将管路内以及各膜组件3内的液质清空，此时打开各膜组件3底部的排空分阀18，管路内和各膜组件3内的液质便会从排空管路17排出超滤系统，便于超滤系统的维护等操作。

本实施例中反洗管路8的上游位置设有药剂供给件15，以在各膜组件3轮流反洗时为反洗液质提供反洗用药剂；

本实施例中背压阀7和出水管路4与反洗管路8的分流处之间还设有出水分流后总阀19，出水分流后总阀19用于控制出水管路4的彻底分流，即控制出水管路4的液质流向产水箱5或反洗管路8；

本实施例中动力泵6与各出水分阀41之间的出水管路4还设有出水分流前总阀20，出水分流前总阀20能够在超滤系统进行全面反洗去污和化学清洗时，较为便捷的防止各膜组件3内的液质流向出水管路4；

本实施例中原水箱1与各回流分阀91之间的回流管路9还设有回流原水总阀22，回流原水总阀22能够控制回流管路9与原水箱1之间是否连通；

本实施例中原水箱1与各进水分阀21之间的进水管路2还设有进水总阀23，进水总阀23能够在超滤系统进行全面反洗去污和化学清洗时，较为便捷的防止原水箱1内的液质流向各膜组件3；

本实施例中原水箱1由原水供给件24提供液质；循环水箱10由启动供给件25提供液质。原水供给件24为超滤系统提供需要过滤的原水，启动供给件25为超滤系统提供首次启动注水所需的液质。

另外，本实施例中由于采用柔性陶瓷膜，其仅通过反洗便能够松动膜外的杂质层，因此无需设置现有技术中的空气擦洗步骤，本实施例中将空气擦洗步骤及其所需的系统取消，有效简化超滤系统的操作流程。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种超滤系统，其特征在于：包括依次连通的原水箱(1)、进水管路(2)、至少两个膜组件(3)、出水管路(4)和产水箱(5)，各所述膜组件(3)通过所述进水管路(2)和所述出水管路(4)并联于所述原水箱(1)和产水箱(5)之间，所述膜组件(3)通过超滤膜分隔为膜内和膜外，所述膜外连通所述进水管路(2)，所述膜内连通所述出水管路(4)，各所述膜组件(3)与所述进水管路(2)之间均设有独立的进水分阀(21)、与所述出水管路(4)之间均设有独立的出水分阀(41)，各所述出水分阀(41)下游的所述出水管路(4)设置有背压阀(7)，所述出水管路(4)在所述背压阀(7)的上游还连通有反洗管路(8)，所述反洗管路(8)分别连通各所述膜组件(3)的所述膜内且均设有独立的反洗分阀(81)，各所述膜组件(3)的所述膜外还连通有流向所述原水箱(1)的回流管路(9)，且与所述回流管路(9)之间均设有独立的回流分阀(91)；

所述超滤膜为柔性陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：各所述进水分阀(21)均为流向所述膜外的止回阀；

和/或，各所述回流分阀(91)均为流向所述原水箱(1)的止回阀。

3.根据权利要求1所述的超滤系统，其特征在于：还包括循环水箱(10)，所述循环水箱(10)通过设有清洗阀(11)的清洗管路(12)连通于所述进水管路(2)，所述回流管路(9)还能够连通于所述循环水箱(10)，且二者之间设有回流循环总阀(13)。

4.根据权利要求3所述的超滤系统，其特征在于：所述清洗管路(12)还设有清洗泵(14)和药剂供给件(15)。

5.根据权利要求3所述的超滤系统，其特征在于：所述反洗管路(8)还与所述循环水箱(10)连通，二者之间还设有反洗总阀(16)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的超滤系统，其特征在于：所述产水箱(5)还通过产水箱反洗管路(51)连通至所述出水管路(4)、所述背压阀(7)的上游，且所述产水箱反洗管路(51)设有产水箱反洗阀(52)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的超滤系统，其特征在于：各所述膜组件(3)的底部还连有排空管路(17)，且均设有独立的排空分阀(18)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的超滤系统，其特征在于：所述反洗管路(8)的上游位置设有药剂供给件(15)；

和/或，所述背压阀(7)和所述出水管路(4)与所述反洗管路(8)的分流处之间还设有出水分流后总阀(19)；

和/或，还包括设置于各所述出水分阀(41)下游的动力泵(6)，所述动力泵(6)与各所述出水分阀(41)之间的所述出水管路(4)还设有出水分流前总阀(20)；

和/或，所述原水箱(1)与各所述回流分阀(91)之间的所述回流管路(9)还设有回流原水总阀(22)；

和/或，所述原水箱(1)与各所述进水分阀(21)之间的所述进水管路(2)还设有进水总阀(23)。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的超滤系统，其特征在于：所述原水箱(1)由原水供给件(24)提供液质。

10.根据权利要求3-5中任一项所述的超滤系统，其特征在于：所述循环水箱(10)由启动供给件(25)提供液质。

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