專利名稱：一種高效、節(jié)能的膜分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效、節(jié)能的膜分離裝置，屬于分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含固態(tài)粒子(固相粒子，微生物，大分子)的液態(tài)流體的過濾、澄清是人類生產(chǎn)活動中常見的工藝過程。一般地做法是讓流體通過多孔過濾介質(zhì)，包括濾帛、濾布等。上述固態(tài)物質(zhì)就被阻擋在過濾介質(zhì)表面，流過過濾介質(zhì)的流體得到凈化和澄清。傳統(tǒng)的模式是所謂的封端過濾，流體在重力或外加壓力的作用下流過介質(zhì)，固體懸浮粒子在過濾介質(zhì)表面截留聚集，其厚度隨時間增加并被壓實(shí)，從而阻滯了流體的進(jìn)一步快速滲流，以致不得不終止過濾操作；其固體濾出物為膠體和超細(xì)粒子時過濾效率很低，操作必然是間歇式的，要定期地清除濾餅，清洗濾膜或是一次性的丟棄(如在濾帛的情況下)。基于這一原理，發(fā)展了不少工業(yè)過濾裝置，例如板框過濾，在一系列板框上固定著過濾介質(zhì)(通常為織物性濾布)，可以通過加壓擠壓的方式提高固-液分離的效率。問題是仍然是間歇操作，勞動差和強(qiáng)度大，而且由于過濾介質(zhì)是一般的網(wǎng)狀織物，往往會出現(xiàn)漏濾等現(xiàn)象，因而也是一種低效率、低質(zhì)量的液-固分離方式。上個世紀(jì)60-70年代開始，出現(xiàn)了膜分離技術(shù)，即采用有機(jī)高分子或無機(jī)材質(zhì)的多孔膜材料實(shí)現(xiàn)這種固-液分離過程。這種膜與前述的濾布、濾帛的不同之處是有特殊的孔結(jié)構(gòu)，從而能獲得更高的分離能力和效果?；诳讖酱笮〔煌梢苑譃槲V膜(膜孔徑在IOOnm以上)、超濾膜(孔徑小于IOOnm)和納濾膜(孔徑為1_2歷)。在分離操作實(shí)踐中， 被分離的固-液混合物在泵的驅(qū)動下以一定速度流經(jīng)管狀膜元件的通道，液體在泵提供的跨膜壓差作用下(例如。陶瓷膜管內(nèi)壓力為3-5atm，流出液側(cè)若為大氣，則壓力為latm) 通過膜孔滲流出去。由于液體在膜表面上高速流動(通常膜面流速為4-6m/s)，由于切向力的存在，固體粒子在表面上很難形成濾餅，濃差極化形成的附面層厚度很薄，因而過濾作用隨時間衰減很慢。這種過濾方式中，流體流動方向與滲流方向垂直，通常稱為交叉流動或錯流。與封端過濾完全不同的是，這種操作方式的最大優(yōu)點(diǎn)之一是可以連續(xù)操作、大規(guī)模應(yīng)用，因而廣泛應(yīng)用于果汁飲料、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工冶金、生物技術(shù)、能源環(huán)保、水處理等眾多工業(yè)民用領(lǐng)域取得了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，并在不斷開拓其應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了利用膜分離元件的單位體積中膜分離面積大的特點(diǎn)，合理保留和汲取封端過濾和交叉流過濾的特長，避免各自的缺點(diǎn)，提出了一種綜合性膜分離操作模式。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案高效、節(jié)能的膜分離裝置，包括原料槽、沉降池，其特征在于所述的原料槽底部采用分離管道連通到沉降池的上開口，所述的分離管道中間依次設(shè)有第一閥門、進(jìn)液泵、第二閥門、過濾芯組件、第三閥門，所述的過濾芯側(cè)壁上設(shè)有濾液管道，所述的濾液管道上安裝有流量計(jì)和第四閥門，所述的過濾芯與第四閥門之間設(shè)有反沖設(shè)備，所述的反沖設(shè)備下端連通濾液管道設(shè)有第五閥門，所述的原料槽側(cè)壁還采用回流管道連通沉降池側(cè)壁，所述回流管道中間設(shè)有第六閥門，所述的沉降池底部設(shè)有帶有第七閥門的沉積物出口。所述的高效、節(jié)能的膜分離裝置，所述的原料槽與沉降池處于同高度以便沉降池中的液體流入原料槽中，以便回到膜分離過程。所述的高效、節(jié)能的膜分離裝置，所述的分離管道高于沉降池以便原料具有高壓進(jìn)行膜分離。本實(shí)用新型的有益效果(1)省去了料液的泵循環(huán)操作，既降低了設(shè)備投資又可以大大降低能耗。(2)原則上可以任意組件串并聯(lián)設(shè)計(jì)，大大改善空間利用率，而所有組件，不論上下、前后都具有同樣的夸膜壓力因而可以充分發(fā)揮膜的功能。(3)由于基本上是靜止的封端過濾過程，可以適當(dāng)提高夸膜壓力，充分提高陶瓷膜的耐壓優(yōu)勢，單位膜面積的通量可以顯著提高，從而可以進(jìn)一步減少膜面積和設(shè)備投資。(4)由于不存在液體的長時間高速流動，從而不會出現(xiàn)溫升和固體懸浮物被打碎等現(xiàn)象。(5)工藝過程中的高固含量料液被排放到專門的沉降池中，由于正常定向過濾時間比濃液排放和反沖洗過程的時間長的多，沉降作用具有充分的時間進(jìn)行，上清液可以泵到儲液罐中，這就合理的利用了重力沉降作用，進(jìn)一步節(jié)省了能源。(6)同樣原因反沖裝置的啟動時間比一股錯流膜過濾效率低時間短，這樣一臺反沖裝置可以同時用于多臺膜過濾裝置，換句話說可以用小功率的反沖設(shè)備，從而使設(shè)備和操作費(fèi)用進(jìn)一步節(jié)省。

圖1本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、原料槽，2、沉降池，3/5/7/8/9/11/13、閥門，4、進(jìn)液泵，6、過濾芯，10、反沖
設(shè)備，12、流量計(jì)，14、分離管道，15、濾液管道，16、回流管道。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種高效、節(jié)能的膜分離裝置，包括原料槽1、沉降池2，所述的原料槽 1底部采用分離管道14連通到沉降池2的上開口，所述的分離管道14中間依次設(shè)有閥門 3、進(jìn)液泵4、閥門5、過濾芯6、閥門7，所述的過濾芯6側(cè)壁上設(shè)有濾液管道15，所述的濾液管道15上安裝有流量計(jì)12和閥門13，所述的過濾芯6與閥門13之間設(shè)有反沖設(shè)備10，所述的反沖設(shè)備10下端連通濾液管道15設(shè)有閥門11，所述的原料槽1側(cè)壁還采用回流管道 16連通沉降池2側(cè)壁，所述回流管道16中間設(shè)有閥門9，所述的沉降池2底部設(shè)有帶有閥門8的沉積出口。
權(quán)利要求1.一種高效、節(jié)能的膜分離裝置，包括原料槽、陶瓷膜組件，沉降池，其特征在于所述的原料槽底部采用分離管道連通到沉降池的上開口，所述的分離管道中間依次設(shè)有第一閥門、進(jìn)液泵、第二閥門、過濾膜組件、第三閥門，所述的過濾膜組件側(cè)壁上設(shè)有濾液管道，所述的濾液管道上安裝有流量計(jì)和第四閥門，所述的過濾膜組件與第四閥門之間設(shè)有反沖設(shè)備，所述的反沖設(shè)備下端連通濾液管道設(shè)有第五閥門，所述的原料槽側(cè)壁還采用回流管道連通沉降池側(cè)壁，所述回流管道中間設(shè)有第六閥門，所述的沉降池底部設(shè)有帶有第七閥門的沉積物出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效、節(jié)能的膜分離裝置，其特征在于所述的原料槽與沉降池處于同高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效、節(jié)能的膜分離裝置，其特征在于所述的分離管道高于沉降池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效、節(jié)能的膜分離裝置，包括原料槽、陶瓷膜組件，沉降池，原料槽底部采用分離管道連通到沉降池的上開口，分離管道中間依次設(shè)有第一閥門、進(jìn)液泵、第二閥門、過濾膜組件、第三閥門，過濾膜組件側(cè)壁上設(shè)有濾液管道，濾液管道上安裝有流量計(jì)和第四閥門，過濾膜組件與第四閥門之間設(shè)有反沖設(shè)備，反沖設(shè)備下端連通濾液管道設(shè)有第五閥門，原料槽側(cè)壁還采用回流管道連通沉降池側(cè)壁，回流管道中間設(shè)有第六閥門，沉降池底部設(shè)有帶有第七閥門的沉積物出口。本實(shí)用新型提高了單位膜面積的通量，減少了膜面積和設(shè)備投資；且能避免傳統(tǒng)錯流過濾過程經(jīng)常出現(xiàn)的溫升和固體懸浮物被打碎等現(xiàn)象，而且一臺設(shè)備可同時用于多臺膜過濾裝置，既降低了設(shè)備投資又大大降低能耗。
文檔編號B01D36/04GK202096888SQ20112005667
公開日2012年1月4日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者孟廣耀 申請人:合肥長城新元膜科技有限責(zé)任公司