降低膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法。所述装置主要包括若干膜过滤单元，所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，膜元件连接有膜元件产水管路；旋转驱动单元，用以驱动膜过滤单元旋转并与膜过滤单元支撑连接；湍流强化器，用于强化流场。所述方法主要包括：旋转膜过滤单元，搅拌旋转膜过滤单元旁的流体。本发明专利技术在膜过滤单元的旋转过程中，结合湍流强化器使得位于膜元件之间的错流通道内的流体受到四个不同的变化的力场，使得错流通道的过滤原液形成了更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

【技术实现步骤摘要】
降低膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法
本专利技术属于膜过滤
，特别涉及一种该领域内降低膜污染的旋转式过滤结构、装置以及方法。
技术介绍
在水处理行业中，膜过滤技术发展十分迅速。膜过滤是一种分离高效、过滤品质优良的一种过滤手段，其分离对象可覆盖毫米颗粒、微米颗粒、甚至纳米颗粒及离子之间的分离。在近二十年中，随着全球经济的发展和工业技术的拓展，其使用的行业也越来越多。陶瓷膜是膜过滤行业中的一支新军，随着行业的发展也有了蓬勃发展的应用，但其主要的应用对象仍然是颗粒物的分离。例如，污水中的活性污泥，发酵液中的细菌体等等。在过滤过程中，这些颗粒物会随着流体过滤的方向趋向膜表面，在膜面形成滤饼层。一般认为，滤饼层的发生和发展符合边界层理论的相关过程和原理，因此膜污染的发生是不可避免的，这也为膜(如陶瓷膜)的应用，甚至是所有微/超滤的应用带来困扰。目前针对膜污染有效的抗污染手段包括：高表面错流降低边界层厚度和滤饼层特性，空气曝气形成局部涡流，改变边界层性质、添加颗粒改变滤饼层结构等等。由于陶瓷膜本身的加工生产限制，长期以来均为管式陶瓷膜在市面应用，其抗污染手段主要采用高表面错流的方式来完成。随着平板陶瓷膜的应用，能够采用的抗污染手段也呈现出多样性，旋转式过滤装置就是其中一种典型的装置。现有技术中，旋转式陶瓷膜过滤装置多采用完整的圆盘陶瓷膜片来实现，然后通过隔圈将圆盘陶瓷膜片夹持固定在中空旋转轴上。该方法对于陶瓷膜本身的机械紧固和安装带来了方便，却会因过滤原液流体趋于有序而使得颗粒物在膜表面逐渐沉积下来，导致分离过程中膜元件抗污染能力下降，从而导致陶瓷膜应用领域受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的一个目的是提供一种降低膜污染的旋转式过滤结构，该结构可使流体较为无序，从而可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染；本专利技术的另一个目的是提供一种含有该旋转式过滤结构的装置，该装置通过在上述过滤结构的基础上增加湍流强化装置，使得流体更加无序，进一步减少了膜表面颗粒物的沉积，降低了膜污染。同时，本专利技术也提供了一种降低膜污染的方法，通过该方法的应用，也可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：说明：本专利技术下述方案中提到的膜元件、膜过滤单元等特征名词，如无特别说明，所述的“膜”指代的是本专利技术保护主题中所述的“陶瓷膜”。为简化用词，如采用膜元件代替陶瓷膜元件，因此，它们是明确的指代关系，并非上下位关系。降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，所述膜元件连接有膜元件产水管路；旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，用以驱动膜过滤单元旋转；所述的若干膜元件间隔平行设置，之间形成有供流体流经的错流通道；所述膜元件产水管路设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，处于所述空置空间的过滤流体在膜元件产水管路的旋转下发生无序湍流。上述旋转式过滤结构中，多个膜元件平行间隔设置，之间形成有错流通道；膜过滤单元在旋转驱动单元带动下旋转时，由于角速度的存在，位于错流通道内的过滤原液进行膜过滤的同时，形成与过滤方向不一致的错流，避免了膜表面颗粒物的沉积。此外由于空置空间的存在，处于空置空间区域内的流体在膜元件产水管路的旋转搅拌下发生无序湍流现象，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到几个不同方向的力，形成了更高的无序度，因此较为彻底地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，很大程度上降低了膜污染。所述旋转驱动单元包括一空心旋转轴，所述膜元件产水管路的出水端与所述空心旋转轴相连接。旋转驱动单元中动力部分带动空心旋转轴旋转，由于膜元件产水管路直接固连在空心旋转轴上，因此，空心旋转轴旋转时，膜元件、膜元件产水管路都同时旋转，三者之间形成一个相对的静态状态，这样，空心旋转轴不仅给膜元件产水管路旋转提供了动力，同时膜元件产水管路产出的过滤清液可汇集到空心旋转轴后集中排出。由此可知，空心旋转轴的设置极大了优化了结构。所述旋转驱动单元还包括可放置膜过滤单元的驱动篮筐，所述驱动篮筐在旋转驱动单元的动力下带动膜过滤单元绕预定的中心旋转。驱动篮筐主要用于放置置膜过滤单元，驱动篮筐在旋转驱动单元的驱动下，带动置膜过滤单元旋转。进一步地，作为一种优选的技术方案，所述驱动篮筐可直接固连在所述空心旋转轴上。空心旋转轴带动驱动篮筐旋转，处于驱动篮筐中的膜过滤单元随同旋转。旋转空心轴此时不仅起到传递动力的作用，也同时起到支撑固定驱动篮筐的作用，结构上更为优化。所述膜过滤单元还包括有固持件，所述固持件将所述的若干个膜元件平行固定成组。优选地，所述膜元件为方形平板膜元件。本专利技术还提供了一种降低膜污染的旋转式过滤装置，该装置在上述所述旋转式过滤结构的基础上，增设了一湍流强化器，所述湍流强化器设置在所述空置空间的下方。优选地，所述湍流强化器为曝气湍流强化器或超声波湍流强化器。湍流强化器增强了空置空间区域内流体的湍流，该部分空间的流体在湍流强化器及膜元件产水管路的旋转搅拌下更加无序，该部分流体湍流后进入错流通道，与错流通道内的过滤原液再次叠加，使得错流通道的过滤原液同时受到多个不同方向的力，形成了较旋转式过滤结构而言更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。具体地，所述超声波湍流强化器包括超声波振板、超声波发生振子及超声波电场电源；其中，所述超声波振板铺设在所述空置空间的下方，内部设有超声波发生振子，所述超声波发生振子与所述超声波电场电源电性连接。进一步地，所述过滤装置还包括一用于容置过滤装置主体的箱体，所述箱体的下部设有浓缩液排放管路；所述超声波湍流强化器或曝气湍流强化器设置在箱体底部的上表面。本专利技术最后还提供了一种降低陶瓷膜污染的方法，该方法在上述结构、装置的精神基础上演化而来，包含下述关键步骤：S1、将多个陶瓷膜元件间隔平行设置，任一陶瓷膜元件与相邻的陶瓷膜元件之间形成供流体流经的错流通道，且陶瓷膜元件上的产水管路均朝着陶瓷膜元件的同一端方向设置；S2、将多个陶瓷膜元件同时或不同时绕预定中心线旋转，所述中心线位于陶瓷膜元件的外侧。优选地，所述产水管路均连接于朝向中心线一侧方向的中空管；所述中空管可带动多个陶瓷膜元件转动。优选地，在多个陶瓷膜元件同时或不同时绕预定中心线旋转的同时，在预定中心线的下方增设湍流强化装置，经湍流强化装置使流体无序，形成四个大体的不同方向流场，从而形成一个较高的无序度。由上述技术方案可知，本专利技术的大体工作原理是：待过滤液在压力驱动下，会发生沿膜表面垂直方向流体迁移，从而完成过滤过程，待过滤颗粒被膜表面截留趋向沉积在膜表面，此为流体的第一方向。经上述各单元组合，装置内的流体在上述空心旋转轴及上述膜元件组合的旋转驱动下由靠近中心轴线侧的中心区域向箱体容器周边移动，从而形成膜表面的错流，该错流方向与流体的第一方向垂直，此为流体第二方向。与此同时，由于膜表面的流体滞留，可使流体发生与驱动轴旋转方向大体一致的膜表面错流，该错流方向与上述第一方向、第二方向均垂直，此为流体的第三方向；与此同时，由于湍流强化器具备一定的强化流场分布特性，该分布方向与上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件(201)，所述膜元件(201)连接有膜元件产水管路(203)；旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，以驱动膜过滤单元旋转；其特征在于，所述的若干膜元件(201)间隔平行设置，之间形成有供流体流经的错流通道(202)；所述膜元件产水管路(203)设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，位于所述空置空间内的过滤流体在膜元件产水管路(203)的旋转下发生无序湍流。

【技术特征摘要】
1.降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件(201)，所述膜元件(201)连接有膜元件产水管路(203)；旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，以驱动膜过滤单元旋转；其特征在于，所述的若干膜元件(201)间隔平行设置，之间形成有供流体流经的错流通道(202)；所述膜元件产水管路(203)设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，位于所述空置空间内的过滤流体在膜元件产水管路(203)的旋转下发生无序湍流。2.根据权利要求1所述的旋转式过滤结构，其特征在于，所述旋转驱动单元包括一空心旋转轴(204)，所述膜元件产水管路(203)的出水端与所述空心旋转轴(204)相连接。3.根据权利要求1所述的旋转式过滤结构，其特征在于，所述旋转驱动单元还包括可放置膜过滤单元的驱动篮筐(208)，所述驱动篮筐(208)在旋转驱动单元的动力下带动膜过滤单元绕预定的中心旋转。4.根据权利要求2所述的旋转式过滤结构，其特征在于，所述旋转驱动单元还包括可放置膜过滤单元的驱动篮筐(208)，所述驱动篮筐(208)固连在所述空心旋转轴(204)上。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王夏，郭庆，王文川，聂菲，
申请(专利权)人：雅安沃克林环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51