用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置，它包括膜组件（9）、进水管、进水泵（4）、集水管（12）和原水箱（2），所述膜组件用具有亲水膜的中空平板陶瓷膜片间隔放置在框体内形成，所述膜组件密封叠加形成膜组合件，所述膜组合件上端与进水管上端密封相连，膜组合件下端开口沉没在原水箱（2）内的原水中，使膜组合件内能形成密封的过滤通道，所述中空平板陶瓷膜片具有的中空集流孔一端封闭、另一端敞开并与集水管相通。本实用新型专利技术可实现利用毛细管力和虹吸力作为过滤压力，既有合适的过滤膜通量，又不会造成膜孔堵塞，几乎不需反洗，使用成本十分低廉，解决了陶瓷膜过滤成本高、投入大、易污染、难再生的问题。

【技术实现步骤摘要】
用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置
本技术涉及废水处理装置，尤其是涉及一种利用平板亲水膜毛细管力和膜片高度差产生的虹吸力作为动力来过滤处理废水的处理装置。
技术介绍
现在用陶瓷平板膜处理污水的工艺主要有以下两种：①.将平板膜组件浸没在污水原液中，利用泵抽吸的死端过滤，污水中颗粒溶质被膜面拦截，水通过膜面被净化出来，膜面膜孔被堵塞后，反洗再生；这种应用长期稳定过滤通量一般在5-30L/m2·h（生活污水）；②.污水原液经泵抽吸在膜框内正压通过，同时经流膜框内平板膜阵列间隙，与平板膜面形成十字交叉错流，同样溶质颗粒被膜面拦截，水通过膜被净化出来，同时大部分被拦截的溶质颗粒被高速流经膜面的液流带走，这种过滤分离方式膜抗污染能力较第一种好，长期稳定通量也高一些，约为10-40L/m2·h（生活污水）。但是上述两种固液分离方式都是膜件浸没在原水中，膜面受到的液体压力较大，污染物在膜面上的堆积就会增厚，如增压通量会急速下降，为保证出水量，过滤压力就会自然加大，这样一些小颗粒极易进入膜孔，引起不可逆堵塞，造成过滤分离动力（压力）不能恒定，且一直在变化中，过滤通量就会随污染物增厚而急剧下降，导致反冲洗动力消耗增大，由于污染物在膜面上的堆积增厚，为保证出水量，压力就会自然加大，这样一些小颗粒极易进入膜孔，引起不可逆堵塞。所以上述两种过滤方式膜极易被污染，直至产生不可逆污染，结果就是：频繁反洗动力耗损大，频繁药洗成本高、效率极低，且实践经验证明：反洗药洗结果也不理想，最后稳定过滤通量极低，且操作复杂，膜保养和再生难度大，结果常常是项目不能正常运行，需要重新调换膜组件，因此现有平板膜处理存在膜孔容易堵塞，稳定过滤通量较小，投资大，反冲洗次数多、反冲洗难度大，膜再生困难，动力耗损增大，运行成本高，所以平板陶瓷膜大规模推广就成问题了。
技术实现思路
针对上述现有技术中所存在的问题，本技术分析了存在问题的原因是：平板膜过滤是属于微孔过滤，在微孔过滤中，无论是平板膜还是管状膜它们都存三个动力学操作区：超临界区、临界区和次临界区；次临界压力是指中空平板膜处于能维持过滤又不会堵塞的过滤压力，当过滤压力小于次临界压力时，过滤在次临界区运行，膜过滤和跨膜压差保持稳定，膜污染速度很慢，且污染是可逆污染，过滤处于膜通量在相对稳定的状态下长时间运行，在长时间过滤运行中既可保持一定稳定的过滤量，又不堵塞，不需要频繁的进行反清洗；当过滤压力大于次临界压力和小于临界压力时，过滤在临界区运行，系统在低污染率下运行一段时间，操作压力线性缓慢增长，后期最终变得迅速，导致过滤通量减小，产生膜污染；当过滤压力大于临界压力时，过滤进入超临界区，跨膜压差增加迅速且不稳定，形成部分不可逆污染，膜通量就会在短时间内急剧下降，需要频繁停止过滤运行而进行高压反冲洗，每次冲洗后膜通量峰值下降，形成峰值线不断下降的锯齿形，在该段时间内平均膜通量在10L/m2·h以下，处理生活污水的运行成本在1元/立方米以上。综合上述，在一定的操作条件下，使过滤压力处于临界区，特别是处于次临界区内，使膜通量维持在临界通量区，最好处于次临界通量区，从而能维持高膜通量长期稳定运行。而从操作压力方面来讲：当操作（过滤）压力低于临界压力时，膜通量随压力的增加而增大，而高于此值会引起膜污染加剧，在实际运行操作中动力控制的过滤系统，其过滤压力要保持在临界压力或次临界压力以下恒定是很难做到的。针对上述现有技术中所存在的亲水性平板膜特别是亲水性的中空板式陶瓷膜在大规模推广使用中遇到的投资成本高、通量低、易污染、再生困难、运行成本高的问题，本专利技术提出了一种解决上述问题的方法，本专利技术所述的方法其本的原理是：不需要外加抽水压力作为过滤动力，而是利用原水高度落差产生的虹吸力和亲水膜毛细管力作为过滤压力（即过滤水的动力值），通过调节膜组合件的叠层高度，改变虹吸力大小来控制过滤压力始终位于临界压力区域内，最好是位于次临界区域内进行。本技术所述用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置，用具有亲水膜的中空平板陶瓷膜片制成框膜组件，将框膜组件密封叠加形成膜组合件，将膜组合件上端与进水管上端密封相连，膜组合件下端开口沉没在原水中，使膜组合件内形成密封的过滤通道，利用中空平板陶瓷膜片的毛细管力和高度形成的虹吸力作为过滤动力，通过控制膜组合件的高度，使过滤压力值小于陶瓷膜板临界压力值，所述中空平板陶瓷膜内具有的中空集流孔一端封闭、另一端与集水管相连通。进一步地，为了提高过滤效果，所述膜组合件下端设置有带支承架的气振箱，支承架下端固定在原水箱内并浸没在原水中，所述支承架最好是弹性支承架。进一步地，所述膜组合件上端密封设置有布水器，所述布水器下端内设置有蜂窝状孔板，布水器上端与进水管上端密封相连。进一步地，所述进水泵为大流量低扬程水泵。进一步地，所述原水箱上设置有反洗装置。进一步地，所述膜组合件最上层净水出水口和最下层净水出水口的高度差为2.5米以下或5.4米以下。当本技术在于：一是过滤处于次临界压力区域运行时，膜片表面上的污物与膜结合力很弱，膜表面上的污物极易被在膜表面上形成的剪切流带走而不易被污染，即使污染了也是可逆污染，很容易使膜再生；用大流量低扬程水泵把原液抽至膜组顶部布水器，通过地心引力让水自由落体落下履盖润湿膜表面，这时液体被膜毛贼细管力吸入膜毛细管内，当膜内毛细管全部被充满后，膜集水腔充满水，最后净水管充满水并在净水集水管的虹吸力作用下通过净水排水管排出，同时液体冲刷膜表面产生十字错流，水流与膜面产生剪切运动，可极大地减轻膜污染和浓度差极化的影响，中空平板膜面上的污染物极易冲刷而被除去，再加上次临界低恒压过滤效应，膜污染极低。本技术从操作压力方面来讲：采用亲水膜毛细管力为基础再偶合原水自然高度落差产生的虹吸力，通过调整膜组合件高度落差（实际上是调节净水出水管高度），可控制过滤操作在次临界区域或临界区域某一压力值运行，这时膜表面污物与膜结合力极弱，极易被剪切流带走不易被污染，即使污染了也是可逆污染，很容易使膜再生；第三，用大流量低扬程水泵把原液抽至膜组顶部盛布水器，然后通过地心引力让水自由落体落下冲击膜表面产生十字错流，水流与膜面产生剪切运动，可极大地减轻膜污染和浓度差极化的影响，平板膜膜面上的污染物极易冲刷而被除去，再加上次临界低恒压过滤效应，膜污染极低。本专利技术利用亲水膜毛细管力、虹吸力形成的过滤动力在临界压力以下某一定值，因而可实现低恒压操作和十字错流机制的完美结合，使这一污水净化处理方法具有运行可行性、稳定性和巨大的成本优势，甚至可能给亲水性平板陶瓷膜带来革命性的推广前景。本技术采用铝矾土（含烧铝矾土）、堇青石、石英、高岭土（含烧高岭土）、瓷土（球土）（含其烧矿）或它们的复合，作为基体材料来制造亲水陶瓷膜，同时还用它们制备表面膜材（超滤和微滤），这样就可大幅度降低陶瓷膜的成本，其成本与现有技术中亲水陶瓷膜采用SiC、α-Al2O3、融熔刚玉等材料制作载体材料和用SiC、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO或它们的复合来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置，它包括膜组件（9）、进水管、进水泵（4）、集水管（12）和原水箱（2），其特征是：所述膜组件用具有亲水膜的中空平板陶瓷膜片（23）间隔放置在框体（28）内形成，所述膜组件密封叠加形成膜组合件，所述膜组合件上端与进水管上端密封相连，膜组合件下端开口沉没在原水箱（2）内的原水（15）中，使膜组合件内能形成密封的过滤通道，所述中空平板陶瓷膜片具有的中空集流孔（22）一端封闭、另一端敞开并与集水管（12）相连通。/n

【技术特征摘要】
1.用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置，它包括膜组件（9）、进水管、进水泵（4）、集水管（12）和原水箱（2），其特征是：所述膜组件用具有亲水膜的中空平板陶瓷膜片（23）间隔放置在框体（28）内形成，所述膜组件密封叠加形成膜组合件，所述膜组合件上端与进水管上端密封相连，膜组合件下端开口沉没在原水箱（2）内的原水（15）中，使膜组合件内能形成密封的过滤通道，所述中空平板陶瓷膜片具有的中空集流孔（22）一端封闭、另一端敞开并与集水管（12）相连通。


2.根据权利要求1所述的用自然力作动力的恒压错流过滤水处理装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汉阳，龙日军，吴根洋，刘忠超，程家太，查昊燃，倪小兰，
申请(专利权)人：江西博鑫精陶环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36