CN219050918U - 一种死端过滤膜反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种死端过滤膜反应装置，属于过滤膜技术领域。本实用新型的死端过滤膜反应装置，包括膜反应器，膜反应器通过进液管以及与进液管连通的蠕动泵与储水槽相通；所述膜反应器的底部内壁上固定有膜组件，并通过出液管出液至滤液槽，所述滤液槽置于称量机构上，具体使用中，通过称量机构记录膜通量的变化情况了解膜表面的抗污染性能，以分析膜污染及废液降解情况及降解机理，进而解决膜分离技术存在有污垢缺陷会导致性能损失、渗透通量降低的问题。

Description

一种死端过滤膜反应装置

技术领域

本实用新型属于过滤膜技术领域，更具体地说，涉及一种死端过滤膜反应装置。

背景技术

微滤、超滤、纳滤及反渗透等先进的膜技术的工作原理为通过一层薄膜介质分离纯化料液中的物质，从而获得更为纯净的产品，其在废水处理、纯水制造、蛋白分离、海水淡化等方面应用广泛。在应用膜的工程中，一般在实验室中先通过小部分料液实验来选定膜的种类和数量。

膜分离技术作为一种新型的分离技术，因其高截留率、能耗低、效率高、适用范围广、操作简单等特点备受关注，使其在废水处理领域具有极大的应用潜力。但膜分离技术存在有污垢缺陷问题，会导致性能损失、渗透通量降低等，从而增加操作成本。

为了解决膜分离过程中的这些缺陷，同时提高对待处理废液的降解效果，将膜分离过程与纳米材料相结合，通过纳米材料的特性来改善膜性能，利用高级氧化产生自由基对待处理废液进行降解，有效降解膜表面的污染物，减缓膜表面的污染。但是传统的死端过滤膜反应装置，价格昂贵，过滤能耗高，并且滤膜容易破损。为了研究滤膜在高级氧化体系下的抗污染性能情况，开发一款用于实验室模拟的死端过滤膜反应装置非常有必要。

实用新型内容

1.要解决的问题

针对现有膜分离技术存在有污垢缺陷会导致性能损失、渗透通量降低的问题，本实用新型提供一种死端过滤膜反应装置，可用于滤膜在高级氧化技术处理下的膜表面抗污染性能研究，即通过记录膜通量的变化情况了解膜表面的抗污染性能。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种死端过滤膜反应装置，包括膜反应器，膜反应器通过进液管以及与进液管连通的蠕动泵与储水槽相通；所述膜反应器的底部内壁上固定有膜组件，并通过出液管出液至滤液槽，所述滤液槽置于称量机构上，具体使用中，通过称量机构记录膜通量的变化情况了解膜表面的抗污染性能，以分析膜污染及废液降解情况，进而解决膜分离技术存在有污垢缺陷会导致性能损失、渗透通量降低的问题。

进一步地，还包括与所述膜反应器通过进气管连通的气瓶，所述进气管还连通有压力控制器，以保持膜反应器内部压力恒定，避免气压因素影响膜通量的变化。

进一步地，膜组件包括砂芯漏斗支撑层以及承载砂芯漏斗支撑层的密封橡胶圈凹槽，砂芯漏斗支撑层上固定有超滤膜，以提高超滤膜固定的稳定性。

进一步地，膜反应器的顶端通过石英玻璃圆顶覆盖，膜反应器和石英玻璃圆顶的边沿处通过带橡胶垫的螺旋夹子夹紧，提高密封性，避免气压因素影响试验。

进一步地，称量机构为自动记录滤液质量变化的电子天平，即时记录，操作方便。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一种死端过滤膜反应装置，可用于各种滤膜的抗污染性能以及有机废液的降解研究，以得到各类膜材料表面的抗污染性能情况，为改性复合膜用于有机废液的降解研究提供设备支持；膜反应器底部为带砂滤芯的载膜支撑层，既膜组件部分，在使用过程中可以避免滤膜损坏，对滤膜起到支撑的作用；废液上进下出，反应物料完全通过催化膜进行反应，使物料与催化膜接触充分。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型死端过滤膜反应装置的结构原理图；

图2为本实用新型死端过滤膜反应装置中膜反应器的结构示意图；

图3为本实用新型死端过滤膜反应装置中膜组件的结构示意图。

图中：1、储水槽；2、蠕动泵；3、膜反应器；4、压力控制器；5、气瓶；6、滤液槽；7、称量机构；8、筒体；9、膜组件；10、石英玻璃圆顶；11、带橡胶垫的螺旋夹子；12、进液管；13、进气管；14、砂芯漏斗支撑层；15、密封橡胶圈凹槽；16、出液管。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

实施例1

本实施例的死端过滤膜反应装置，如图1、2所示，包括膜反应器3，膜反应器3通过进液管12以及储水槽1相通；进液管12上还连通有蠕动泵2，通过调节蠕动泵2转速，控制储水槽1到膜反应器3进水流速，保证膜反应器3内液位高度恒定；膜反应器3的筒体8底部内壁上固定有膜组件9，并通过出液管16出液至滤液槽6，所述滤液槽6置于称量机构7上，称量机构7用于测量滤液槽6内渗滤液体积或重量的变化。膜反应器3整体为石英玻璃材料，可防止材料与氧化剂反应。

本实施例的死端过滤膜反应装置，在具体使用中，通过称量机构7记录膜通量的变化情况了解膜表面的抗污染性能，以分析膜污染及废液降解情况，进而解决膜分离技术存在有污垢缺陷会导致性能损失、渗透通量降低的问题。

实施例2

本实施例的死端过滤膜反应装置，基本结构同实施例1，不同或改进之处在于：还包括与所述膜反应器3通过进气管13连通的气瓶5，一般是氮气瓶，所述进气管13还连通有压力控制器4，通过微调压力控制器4，控制氮气瓶内氮气进入量进而保证膜反应器3压力恒定，为废液跨膜提供恒定跨膜压力，以保持膜反应器3内部压力恒定，避免气压因素影响膜通量的变化。膜反应器3的进液管12以及进气管13上均设置玻璃控制阀，分别控制废液进入和氮气进入。

如图3所示，膜组件9包括砂芯漏斗支撑层14以及承载砂芯漏斗支撑层14的密封橡胶圈凹槽15，砂芯漏斗支撑层14上固定有超滤膜，以提高超滤膜固定的稳定性，在使用过程中砂芯漏斗支撑层14可以避免滤膜损坏，对滤膜起到有效和稳定的支撑作用。膜反应器3的顶端通过石英玻璃圆顶10覆盖，膜反应器3和石英玻璃圆顶10的边沿处通过带橡胶垫的螺旋夹子11夹紧，膜反应器筒体与上端石英玻璃及下端带砂芯漏斗支撑层连接处均夹有密封橡胶圈，保证膜反应器的水密性及气密性，避免气压因素影响试验。称量机构7为自动记录滤液质量变化的电子天平，即时记录，操作方便。石英玻璃圆顶10直径为100mm厚度为4mm，呈圆饼状；膜反应器的筒体8，筒体中间部内径为65mm，上下为直径100mm圆筒。

运行前，将待处理废液倒入储水槽1，将滤膜放在膜组件9中。运行时，打开蠕动泵2，将储水槽1中的废液运输到膜反应器3；打开氮气瓶5和压力控制器4，使膜反应器3内压力恒定；打开电子天平用于记录滤液槽6内滤液质量变化情况，通过滤液质量变化情况得到膜表面抗污染情况。

对比实验1：装置运行30min后，向储水槽1滴加一定量过硫酸盐溶液，记录滤液槽6中滤液体积，得到膜通量变化情况。实验中，使用的滤膜、滤液体积、跨膜压力、废液流速均相同，此实验是为了研究有过硫酸盐下滤膜材料的抗污染性能。

对比实验2：装置运行30min后，向储水槽1滴加相同量去离子水，记录滤液槽6中滤液体积，得到膜通量变化情况。实验中，使用的滤膜、滤液体积、跨膜压力、废液流速均相同，此实验是为了研究无过硫酸盐下滤膜材料的抗污染性能。

对比实验3：装置运行30min后，向储水槽1滴加一定量过硫酸盐溶液，每隔一定时间取等量滤液槽6中滤液，同时快速用等量甲醇淬灭，经高效液相色谱检测，得到待处理废液的降解情况。实验中，使用的滤膜、滤液体积、跨膜压力、废液流速均相同，此实验是为了研究滤膜材料对待处理废液的降解情况。

对比实验4：通过改变其他影响因素，如待处理废液初始pH、待处理废液浓度、过硫酸盐滴加浓度、其他离子含量等。在装置运行30min后，每隔一定时间取等量滤液槽6中滤液，同时快速用等量甲醇淬灭，经高效液相色谱检测，得到待处理废液的降解情况。实验中，使用的滤膜、滤液体积、跨膜压力、废液流速均相同，此实验是为了研究不同影响因素对待处理废液的降解效果及降解的机理分析。

本实用新型装置可用于研究膜的抗污染性能，通过记录膜通量变化等参数以分析膜污染情况。

Claims (5)

1.一种死端过滤膜反应装置，包括膜反应器(3)，其特征在于，所述膜反应器(3)通过进液管(12)以及与进液管(12)连通的蠕动泵(2)与储水槽(1)相通；所述膜反应器(3)的底部内壁上固定有膜组件(9)，并通过出液管(16)出液至滤液槽(6)，所述滤液槽(6)置于称量机构(7)上。

2.根据权利要求1所述一种死端过滤膜反应装置，其特征在于，还包括与所述膜反应器(3)通过进气管(13)连通的气瓶(5)，所述进气管(13)还连通有压力控制器(4)。

3.根据权利要求2所述一种死端过滤膜反应装置，其特征在于，所述膜组件(9)包括砂芯漏斗支撑层(14)以及承载砂芯漏斗支撑层(14)的密封橡胶圈凹槽(15)，砂芯漏斗支撑层(14)上固定有超滤膜。

4.根据权利要求3所述一种死端过滤膜反应装置，其特征在于，所述膜反应器(3)的顶端通过石英玻璃圆顶(10)覆盖，膜反应器(3)和石英玻璃圆顶(10)的边沿处通过带橡胶垫的螺旋夹子(11)夹紧。

5.根据权利要求1至4任一所述一种死端过滤膜反应装置，其特征在于，所述称量机构(7)为自动记录滤液质量变化的电子天平。

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