本实用新型专利技术提供一种微纳米气浮过滤结构和微纳米气浮过滤装置，该微纳米气浮过滤结构包括容纳腔、旋转驱动单元和膜过滤单元，膜过滤单元设置在容纳腔内，旋转驱动单元设置在容纳腔外，旋转驱动单元驱动膜过滤单元旋转，膜过滤单元包括中空旋转轴和过滤膜，中空旋转轴内设置有渗液通道，过滤膜均设置在中空旋转轴上，过滤膜内设置有产水通道，产水通道与渗液通道连通，容纳腔内设置有气浮曝气单元，气浮曝气单元设置在过滤膜的下方，气浮曝气单元能排出微纳米气泡；该微纳米气浮过滤装置包括上述微纳米气浮过滤结构。本实用新型专利技术能减少膜表面沉积物，提高过滤效率和稳定性。提高过滤效率和稳定性。提高过滤效率和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
微纳米气浮过滤结构和微纳米气浮过滤装置
[0001]本技术涉及膜过滤
，具体是涉及一种微纳米气浮过滤结构和微纳米气浮过滤装置。
技术介绍
[0002]横流过滤是液体流向与过滤膜相切的一种“错流过滤”形式，由于其高表面错流，提高了膜表面的剪切力，对膜表面有一定冲刷作用，可以使过滤过程始终在积累少量滤饼条件下工作，在一定程度上改善了膜分离过程中的浓差极化和膜污染，但随着过滤时间增加，受液体回流阻力等因素的影响，流体对膜表面产生的切向流速，随着时间推移不足把过滤膜表面的沉积层冲扫殆尽。随着膜分离方式相关理论与实验研究的深入，对横流过滤方式进行优化得到动态错流过滤，它是利用流体旋转产生的离心力、剪切力及料液的湍流作用，使料液对膜表面产生较高的切向流速度，从而抑制滤饼层的增长，能更加有效地消除膜表面污染、降低浓差极化，增加膜系统过滤的稳定性。
[0003]但在某些诸如生物制药、新型纳米材料制备、污水处理等领域中，存在物料的粘度较高、杂质含量高、固含量比较高等情况，这就极易造成膜过滤装置在较短的时间内达到污染水平，导致过滤效率下降、过滤稳定性变差、浓缩比较低等现象的发生。
[0004]现有技术中存在一种旋转式陶瓷膜过滤装置，通常采用规则的圆盘膜片来实现，该类膜片固定在中空旋转轴上。该方式比较方便圆膜片的机械固定和安装，但却会导致料液在流场内趋于有序而使得颗粒物在膜表面逐渐沉积，进而导致在分离过程中，膜片的抗污染能力下降，从而限制了该类旋转膜过滤系统的应用领域。
技术实现思路
[0005]本技术的第一目的是提供一种能减少膜表面沉积物，提高过滤效率和稳定性的微纳米气浮过滤结构。
[0006]本技术的第二目的是提供一种包含上述微纳米气浮过滤结构的微纳米气浮过滤装置。
[0007]为了实现上述的第一目的，本技术提供的一种微纳米气浮过滤结构，包括容纳腔、旋转驱动单元和膜过滤单元，膜过滤单元设置在容纳腔内，旋转驱动单元设置在容纳腔外，旋转驱动单元驱动膜过滤单元旋转，膜过滤单元包括中空旋转轴和过滤膜，中空旋转轴内设置有渗液通道，过滤膜均设置在中空旋转轴上，过滤膜内设置有产水通道，产水通道与渗液通道连通，容纳腔内还设置有气浮曝气单元，气浮曝气单元设置在过滤膜的下方，气浮曝气单元能排出微纳米气泡。
[0008]由上述方案可见，旋转驱动单元驱动膜过滤单元旋转时，容纳腔内的流体会产生无序湍流，通过设置气浮曝气单元排出大量的微纳米气泡，并在旋转离心力、剪切力的配合作用下，微纳米气泡会发生爆破并形成涡流，有利于增强湍流的无序度，从而可有效减少过滤膜表面颗粒物沉积、延缓过滤膜表面污染，进而使其能够更适应高浓度、高固含、高粘度
特效的物料环境，极大的提高旋转膜的分离过滤效率和性能；微纳米气泡在上升过程中，粘附在流体中的污染物或颗粒物上，使污染物或颗粒物的浮力大于重力和上浮阻力，从而使污染物或颗粒物上浮，有利于减小污染物或颗粒物沉积在过滤膜表面，起到扫掠过滤膜表面，削弱浓差极化，减少膜污染的作用。
[0009]进一步的方案是，气浮曝气单元设为气浮膜，气浮膜设置在中空旋转轴上并位于过滤膜正下方，气浮膜能跟随中空旋转轴旋转。
[0010]由上述方案可见，通过将气浮膜设置在中空旋转轴上，当中空旋转轴旋转时，气浮膜与过滤膜同步旋转，两者处于相对静止状态，使得气浮膜发射出的气泡能作用于过滤膜表面上，有利于减少过滤膜表面污染。
[0011]进一步的方案是，气浮膜设置有第一进气通道和多个出气微孔，第一进气通道分别与多个出气微孔连通；中空旋转轴内还设置有第二进气通道，第二进气通道与第一进气通道连通。
[0012]由上述方案可见，通过在中空旋转轴内设置第二进气通道，用于向气浮膜内部通气，使得气浮膜可以一边旋转一边向外排放微纳米气泡。
[0013]进一步的方案是，过滤膜和气浮膜之间形成有错流通道，错流通道与容纳腔连通。
[0014]由上述方案可见，通过设置错流通道，一方面方便流体从错流通道内过滤进入过滤膜内部，另一方面方便微纳米气泡作用于错流通道内的流体并扫掠过滤膜表面。
[0015]进一步的方案是，过滤膜设置有多个，气浮膜设置有多个，气浮膜与过滤膜上下间隔排列布置，气浮膜与过滤膜平行设置。
[0016]由上述方案可见，多个过滤膜和多个气浮膜间隔排列布置，使得每一过滤膜的下方至少具有一气浮膜，确保每一过滤膜均能被气浮膜排放的微纳米气泡所影响。
[0017]进一步的方案是，过滤膜和气浮膜均与中空旋转轴可拆卸连接，过滤膜和气浮膜可交换安装位置，两者交换位置后，所述第二进气通道与所述过滤膜的产水通道连通。
[0018]由上述方案可见，需要时，可将过滤膜能与气浮膜交换位置安装，利用气体强化清洗过滤膜，实现在线主动清洗，有利于进一步减少过滤膜表面污染物，保证系统运行的连续性和稳定性。
[0019]进一步的方案是，气浮曝气单元设置在容纳腔的底壁，中空旋转轴能相对气浮曝气单元旋转。
[0020]由上述方案可见，通过将气浮曝气单元设置在容纳腔的底壁，气浮曝气单元的微纳米气泡能作用于其上的所有过滤膜，有利于节省气浮曝气单元的作用。
[0021]为了实现上述的第二目的，本技术提供的一种微纳米气浮过滤装置，包括安装支架、分离罐和上述的微纳米气浮过滤结构，分离罐设置在安装支架上，微纳米气浮过滤结构的膜过滤单元和气浮曝气单元均设置在分离罐内，微纳米气浮过滤结构的旋转驱动单元设置在分离罐外。
[0022]进一步的方案是，膜过滤单元的中空旋转轴的一端穿出分离罐之外，中空旋转轴在穿出分离罐的一端连通地设置有渗透液出口，渗透液出口与中空旋转轴的渗液通道连通。
[0023]进一步的方案是，分离罐的下部设置有进液管和排污管，分离罐的上部设置有排液管，进液管和排污管以及分离罐的上部均设置有压力检测器。
附图说明
[0024]图1是本技术微纳米气浮过滤装置实施例的结构图。
[0025]图2是本技术微纳米气浮过滤装置实施例中微纳米气浮过滤结构的结构图。
[0026]图3是本技术微纳米气浮过滤装置实施例中膜过滤单元和气浮曝气单元的剖视图。
[0027]以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。
具体实施方式
[0028]参见图1至图3，本实施例提供的微纳米气浮过滤装置，包括安装支架1、分离罐2和微纳米气浮过滤结构，分离罐2设置在安装支架1上，分离罐2内设置有容纳腔。微纳米气浮过滤结构包括旋转驱动单元3、膜过滤单元4和气浮曝气单元，膜过滤单元4和气浮曝气单元均设置在分离罐2的容纳腔内，旋转驱动单元3设置在分离罐2的下部外侧并设置在安装支架1上，旋转驱动单元3能驱动膜过滤单元4旋转。膜过滤单元4在旋转过程中，会使得容纳腔内的流体产生无序湍流，气浮曝气单元能排出大量的微纳米气泡，以增加无序湍流的无序度，起到增加流体流动及湍流扰动的作用。
[0029]膜过滤单元4包括中空旋转本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.微纳米气浮过滤结构，包括容纳腔、旋转驱动单元和膜过滤单元，所述膜过滤单元设置在所述容纳腔内，所述旋转驱动单元设置在所述容纳腔外，所述旋转驱动单元驱动所述膜过滤单元旋转，所述膜过滤单元包括中空旋转轴和过滤膜，所述中空旋转轴内设置有渗液通道，所述过滤膜均设置在所述中空旋转轴上，所述过滤膜内设置有产水通道，所述产水通道与所述渗液通道连通，其特征在于：所述容纳腔内还设置有气浮曝气单元，所述气浮曝气单元设置在所述过滤膜的下方，所述气浮曝气单元能排出微纳米气泡。2.根据权利要求1所述的微纳米气浮过滤结构，其特征在于：所述气浮曝气单元设为气浮膜，所述气浮膜设置在所述中空旋转轴上并位于所述过滤膜正下方，所述气浮膜能跟随所述中空旋转轴旋转。3.根据权利要求2所述的微纳米气浮过滤结构，其特征在于：所述气浮膜设置有第一进气通道和多个出气微孔，所述第一进气通道分别与多个所述出气微孔连通；所述中空旋转轴内还设置有第二进气通道，所述第二进气通道与所述第一进气通道连通。4.根据权利要求3所述的微纳米气浮过滤结构，其特征在于：所述过滤膜和所述气浮膜之间形成有错流通道，所述错流通道与所述容纳腔连通。5.根据权利要求4所述的微纳米气浮过滤结构，其特征在于：所述过滤膜设置有多个，所述气浮膜设置有多个，所述气浮膜与...
【专利技术属性】
技术研发人员：左金宝，明亮，吴云峰，徐远征，
申请(专利权)人：珠海滢凯工业技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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