一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，屬于能源、水處理、水產(chǎn)、環(huán)境治理與修復(fù)等主要領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微濾和超濾技術(shù)在水處理，水產(chǎn)等方面正得到越來越多的使用。盡管膜技術(shù)具有分離精度高、出水水質(zhì)好、較高的處理效率、穩(wěn)定性和能耗較低等優(yōu)點但是膜易污染等問題又限制了膜技術(shù)的進一步地普及使用。減緩膜污染可以提高過濾效率、減少膜的清洗頻率、減少膜更換的頻率、減少膜過濾的整體造價成本以及運行成本。因此，減緩膜污染將是一件非常有意義的事情。膜污染的減緩一般可以通過錯流過濾、曝氣以及膜的振動來實現(xiàn)。錯流過濾和曝氣可以在膜表面的附近產(chǎn)生剪切作用，但是這種剪切作用越靠近膜表面作用效果就越低，因此，雖然錯流和曝氣對膜污染有一定的減緩作用，但對膜污染的減緩效果并不是太理想。通過膜的振動(振動膜)使得膜表面產(chǎn)生一種剪切作用，而且這種剪切作用越靠近膜的表面作用效果也就越大，因此，對膜污染的減緩效果非常有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決微濾膜或超濾膜在應(yīng)用過程中易受到污染的難題，提供一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，以提高膜濾效率并減少膜的清洗、減少對膜的損傷，從而能夠節(jié)約運行成本。
[0004]本發(fā)明提出的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，由調(diào)頻器1、電機2、轉(zhuǎn)軸3、轉(zhuǎn)盤4、連接桿5、支撐架6、連接板7、膜卡槽8、平板膜組件9、出水口10、板槽連接桿11、豎直導(dǎo)軌12、過濾池13和振幅調(diào)換孔14組成;其特征在于:電機2放置于支撐架6上，電機2與調(diào)節(jié)器I連接，轉(zhuǎn)盤4與電機的轉(zhuǎn)軸3連接，并隨之轉(zhuǎn)動;膜卡槽8位于過濾池13內(nèi)，平板膜組件9固定在膜卡槽8上，膜卡槽8通過板槽連接桿11固定在連接板7下方，連接板7通過連接桿5與轉(zhuǎn)盤4連接，豎直導(dǎo)軌12為若干根，每根豎直導(dǎo)軌12—端固定在支撐架6底部，連接板7開有若干個孔洞，若干根豎直導(dǎo)軌12的另一端穿過連接板7上相應(yīng)的孔洞，且連接板7能在豎直導(dǎo)軌12上作上下移動;通過轉(zhuǎn)盤4的轉(zhuǎn)動，帶動連接板7上下振動，從而實現(xiàn)平板膜組件9的上下振動，減緩膜污染。
[0005]本發(fā)明中，轉(zhuǎn)盤4上設(shè)有若干個上振幅調(diào)換孔14，用以實現(xiàn)振幅的調(diào)整，振幅可以從Imm增加到40mm。
[0006]本發(fā)明中，膜卡槽8上可平行安裝I至數(shù)十個平板膜組件9，以提高電機的工作效率，相鄰的兩個平板膜組件9之間的間距可控制在I?50_。
[0007]本發(fā)明中，調(diào)頻器I的頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。
[0008]本發(fā)明中，金屬支撐架6與其他重物固定在一起或者直接固定在地上，實現(xiàn)軸向振動平板膜裝置的穩(wěn)定工作。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1.在膜過濾過程中，膜非常容易受到污染物的污染，而振動膜可以通過上下振動減緩膜污染，從而可以減少膜的清洗頻率提高膜的過濾效率。
[0010]2.在膜過濾過程中，所用膜組件為平板膜，膜出水利用栗的抽吸實現(xiàn)，膜通量的大小決定出水量的大小，小的膜通量會減小過濾效率，大的膜通量又容易造成膜污染，此振動膜通過快速的上下震動產(chǎn)生一種剪切作用力可以有效的阻止污染物沉積在膜面上，從而可以提高膜通量。
[0011]3.軸向振動平板膜上下振動產(chǎn)生的剪切力只作用于膜附近，對稍遠(yuǎn)于膜表面的位置沒用作用，因此可以減少剪切力對微藻或者活性污泥的破損。
[0012]4.此裝置在振動時，只帶動膜組件上下振動不需要帶動反應(yīng)器里的水溶液，因此可以減少振動能耗。
[0013]5.本裝置隨著振幅或頻率的增加可以減少膜表面附近的濃差極化現(xiàn)象，降低了有機物的濃度梯度，減少了有機物的迀移速率，可以提高對水中有機物的截留作用，從而可以減少排水對自然界水體的污染或者減少水處理中后續(xù)的處理成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是局部剖面圖；
圖3是不同頻率不同振幅下臨界通量的變化；
圖4是在振幅為I cm時，不同頻率下膜過濾情況；
圖中標(biāo)號:I為調(diào)頻器;2為電機;3為轉(zhuǎn)軸;4為轉(zhuǎn)盤;5為連接桿;6為支撐架;7為連接板；8為膜卡槽;9為平板膜組件；10為出水口； 11為板槽連接桿；12為豎直導(dǎo)軌；13為過濾池；14為振幅調(diào)換孔。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0016]實施例1:振動裝置的振幅可以調(diào)節(jié)，振幅可以從Imm增加到40mm。通過轉(zhuǎn)盤4上振幅調(diào)換孔14來實現(xiàn)振幅的調(diào)整，轉(zhuǎn)盤4與電機轉(zhuǎn)軸3連接并隨之轉(zhuǎn)動。平板膜組件9固定在膜卡槽8上，卡槽8固定在連接板7下方，連接板7依靠連接桿5與轉(zhuǎn)盤4連接，并實現(xiàn)膜組件9的上下振動，從而減緩膜污染。平板膜組件9固定在膜卡槽8上，膜卡槽8可以平行安裝I至數(shù)十個平板膜組件9，以提高電機的工作效率，而兩兩平板膜組件9之間的間距可控制在I?50mm.電機2和頻率調(diào)節(jié)器I連接，振動膜的振動的頻率可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)。在振幅為I?40mm時，振動裝置可在頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。振動膜裝置可以上下振動，在連接板7四個角位置各開一個洞，在四個洞的相應(yīng)位置穿插4個不銹鋼柱作為豎直移動的導(dǎo)軌，豎直導(dǎo)軌12固定在金屬支撐架6上。金屬支撐架6可以用來固定電機2和豎直導(dǎo)軌12，并且支撐架6可以與其他重物固定在一起或者固定在地上，實現(xiàn)振動膜的穩(wěn)定工作。
[0017]將此振動膜裝置的振動部分放入待濾溶液中，使得膜組件9完全沒入溶液中，并將金屬支撐架6固定在地面確保振動膜工作時的穩(wěn)定性。在振動膜工作開始前，通過選定轉(zhuǎn)盤4上不同的振幅調(diào)換孔14選定合適的振幅，若在過濾中發(fā)現(xiàn)不合適，可以停止振動更換振幅。同樣地，頻率可以依靠頻率調(diào)節(jié)器I來調(diào)整。可以在裝置啟動前將頻率調(diào)到某一固定值，也可以在運行中改變振動頻率。在過濾時，若是多個膜組件9同時過濾，可以將這些膜組件通過管道并聯(lián)運行，最后通過栗的抽吸實現(xiàn)出水。為盡量減少膜污染，在栗抽吸前先開動振動膜。在膜組件與栗之間安裝一個真空表指示膜的污染情況。在運行一定時間后，通過真空表的指示確定膜的污染情況，當(dāng)真空表的值較高時，說明膜已經(jīng)受到了嚴(yán)重污染，需要清洗。在膜需要清洗時，將振動膜裝置停止振動，并將需要清洗的膜組件取出進物理或者化學(xué)清洗。最后將清洗后的膜或者新膜固定在膜卡槽上，繼續(xù)進行振動過濾。
[0018]實施例2
采用實施例1所述的裝置，在微藻濃度為0.3g/L的情況下，使用0.1微米孔徑的平板超濾膜進行微藻的過濾，膜面積為0.02 m2。由圖3可以看出，在某一固定振幅下，隨著頻率由5增加10 Hz膜的臨界通量也隨之增加；同樣地，在頻率一定的情況下，振幅由5增加到20 mm臨界通量也隨之提高。因此，通過提高頻率或振幅(剪切率)此裝置可以提高臨界通量。
[0019]實施例3
采用實施例1所述的裝置，在微藻濃度為0.3 g/L的情況下，使用0.1微米孔徑的平板超濾膜進行微藻的過濾，膜面積為0.02 m2。由圖4可以看出，在振幅為I cm，通量為40L/m2h的情況下，隨著頻率的增加跨膜壓差明顯地降低，說明頻率的增加可以有效地減緩膜污染。在O Hz下，過濾只進行了2小時，跨膜壓差便升到70 kPa;在5 Hz下過濾進行了 12小時，跨膜壓差升到69 kPa;而在1Hz下，過濾進行了24小時后，跨膜壓差也只升到了3.5 kPa。
【主權(quán)項】
1.一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，由調(diào)頻器(I)、電機(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、轉(zhuǎn)盤(4)、連接桿(5)、支撐架(6)、連接板(7)、膜卡槽(8)、平板膜組件(9)、出水口(10)、板槽連接桿(11)、豎直導(dǎo)軌(1(2)、過濾池(13)和振幅調(diào)換孔(14)組成;其特征在于:電機(2)放置于支撐架(6)上，電機(2)與調(diào)節(jié)器(I)連接，轉(zhuǎn)盤(4)與電機的轉(zhuǎn)軸(3)連接，并隨之轉(zhuǎn)動;膜卡槽(8)位于過濾池(13)內(nèi)，平板膜組件(9)固定在膜卡槽(8)上，膜卡槽(8)通過板槽連接桿(11)固定在連接板(7)下方，連接板(7)通過連接桿(5)與轉(zhuǎn)盤(4)連接，豎直導(dǎo)軌(12)為若干根，每根豎直導(dǎo)軌(I 2)—端固定在支撐架(6)底部，連接板(7)開有若干個孔洞，若干根豎直導(dǎo)軌(12)的另一端穿過連接板(7)上相應(yīng)的孔洞，且連接板(7)能在豎直導(dǎo)軌(12)上作上下移動;通過轉(zhuǎn)盤(4)的轉(zhuǎn)動，帶動連接板(7)上下振動，從而實現(xiàn)平板膜組件(9)的上下振動，減緩膜污染。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)盤(4)上設(shè)有若干個上振幅調(diào)換孔(14)，用以實現(xiàn)振幅的調(diào)整，振幅可以從Imm增加到40mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，其特征在于:膜卡槽(8)上可平行安裝I至數(shù)十個平板膜組件(9)，以提高電機的工作效率，相鄰的兩個平板膜組件(9)之間的間距可控制在I?50_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，其特征在于:調(diào)頻器(I)的頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置，其特征在于:金屬支撐架(6)與其他重物固定在一起或者直接固定在地上，實現(xiàn)軸向振動平板膜裝置的穩(wěn)定工作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動平板膜裝置。在膜技術(shù)用于回收微藻或者水處理時，膜污染一直是難以避免的問題。膜污染會降低膜通量從而降低過濾效率，而膜的清洗不僅會消耗更多的人力物力也會對膜造成損傷降低膜的使用壽命。通過本裝置上下快速振動在膜表面產(chǎn)生的剪切力，能夠有效的阻止污染物的在膜表面的沉積，從而能夠減緩膜污染和提高膜通量。本裝置可通過在轉(zhuǎn)盤上輪換打孔來實現(xiàn)振幅的調(diào)整，轉(zhuǎn)盤與電機轉(zhuǎn)軸連接并隨之轉(zhuǎn)動，振幅可以從1mm增加到40mm。電機和頻率調(diào)節(jié)器連接，振動膜的振動頻率可以通過調(diào)頻器調(diào)節(jié)。在振幅設(shè)為1~40mm時，振動裝置可在頻率為0~60Hz調(diào)節(jié)。此裝置只帶動膜組件上下振動不需要帶動反應(yīng)器里的水溶液，因此可以減少振動能耗。
【IPC分類】B01D63/08
【公開號】CN105709602
【申請?zhí)枴緾N201610060274
【發(fā)明人】張亞雷, 褚華強, 周雪飛, 趙方超, 譚曉波, 郭雋, 任麗, 張文文
【申請人】同濟大學(xué)