[發(fā)明專利]多管外壓式機(jī)械循環(huán)強(qiáng)制錯流固液分離動態(tài)膜系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010123816.5
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101780349A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹達(dá)文;羅文峰;趙向軍
• 申請（專利權(quán)）人: 曹達(dá)文;羅文峰;趙向軍
• 主分類號: B01D37/02
• 分類號: B01D37/02;B01D29/52;B01D29/33
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及給水/污水處理技術(shù)，尤其涉及一種多管外壓式機(jī)械循環(huán)強(qiáng)制錯流固液分離動態(tài)膜系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，水處理膜分離技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。動態(tài)膜分離技術(shù)，由于其相對投資成本低，膜污染容易控制，能耗低等優(yōu)點，成為當(dāng)前膜研究熱點。

動態(tài)膜(Dynamic?membrane)又可以稱為次生膜(second?membrane)，是指通過預(yù)涂劑或活性污泥在微濾膜、超濾膜或大孔徑支撐體表面形成的新膜。動態(tài)膜的形成可以減緩微濾膜、超濾膜面堵塞(Block)和膜污染(Fouling)，或提高大孔支撐體的截留能力。動態(tài)膜一般分為自生膜和預(yù)涂膜兩種類型：自生膜僅需要依靠分離的混合液中物質(zhì)，而預(yù)涂膜則需要向分離的水中投加一種或多種專門組分物質(zhì)，通過直接或預(yù)涂循環(huán)形成。

可以作為動態(tài)膜支撐體的材料和動態(tài)膜裝置形式很多，例如，用有機(jī)材料醋酸纖維素、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、燒結(jié)聚乙烯(PE)、聚砜(PS)等，以及無機(jī)材料燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)金屬微粒濾棒等制成的微濾膜或超濾膜，以及大孔尼龍網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)或無紡布材料，均可以作為動態(tài)膜的支撐體。

一般，由塑料、陶瓷、金屬等燒結(jié)而成的支撐材料稱為多孔材料，不銹鋼網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、聚乙烯網(wǎng)以及工業(yè)濾布、無紡布等支撐材料稱為大孔徑網(wǎng)。多孔材料與大孔徑網(wǎng)對動態(tài)膜起到支撐作用，所以稱為動態(tài)膜的支撐體。

在給水/污水/釀酒行業(yè)，給水、污水或釀酒中的往往存在大量的固體顆粒雜質(zhì)，一般通過固液分離將固體顆粒雜質(zhì)分離出來。另外，在污水/給水處理過程中，需要向水中投加細(xì)小的固體顆粒物質(zhì)，如活性污泥、粉末活性炭、硅藻土等，這些顆粒物質(zhì)能吸附水中的有機(jī)物質(zhì)或在表面生長細(xì)菌，而起到生化作用。這些顆粒物質(zhì)完成凈化水質(zhì)的作用之后，又需要將其從水中分離出來，進(jìn)行固液分離。一般，應(yīng)用于固液分離的動態(tài)膜支撐體需要有以下特點：材料有一定強(qiáng)度，在動態(tài)膜形成后不會塌陷；動態(tài)膜在沖洗工程中容易脫落；支撐體經(jīng)久耐用，不會被腐蝕和機(jī)械損壞；造價低。

多孔材料的孔徑與水中的顆粒物質(zhì)粒徑基本相同，所以這些顆粒間的縫隙就是液體流入的通道。這些通道很曲折，雖然可以保證過濾的精度，但是容易被細(xì)小的顆粒物質(zhì)堵塞；并且這些縫隙也容易滋生細(xì)菌，細(xì)菌表面的粘稠物質(zhì)也會阻塞縫隙。有機(jī)物制成的濾膜、超濾膜容易被顆粒物質(zhì)損傷破壞，影響過濾精度。另外，這些縫隙在多孔材料的內(nèi)部，不容易使用反沖洗、沖洗、刷洗等方法解決縫隙阻塞的問題，通量因此急劇下降，重復(fù)使用效率不高。而大孔徑網(wǎng)其孔徑一般是顆粒物質(zhì)的十幾倍到幾百倍。水中的顆粒物質(zhì)在通過其表面的時候，會產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，而被大孔徑網(wǎng)截留，不塌陷，并逐步增厚，形成濾餅層(濾膜)。水流則通過形成濾餅層的顆粒物質(zhì)間的縫隙流過濾餅層，并通過大孔徑網(wǎng)，顆粒物質(zhì)被截留。這一過程與多孔材料的過濾過程很相似，過濾精度取決于顆粒物質(zhì)粒徑的大小。當(dāng)通量減少到一定程度的時候，就可以進(jìn)行反沖洗、沖洗和刷洗。濾餅層很容易從大孔徑網(wǎng)表面脫落。再經(jīng)過預(yù)涂顆粒物質(zhì)在大孔徑網(wǎng)表面，形成濾餅層，又可以開始下一次過濾過程。濾餅層也即動態(tài)膜。因此，根據(jù)上述要求，大孔徑網(wǎng)更優(yōu)于多孔材料作為固液分離的動態(tài)膜支撐材料。

國家專利局申請?zhí)枮?6229378.4的專利公開了一種飲用水過濾裝置，請參閱圖1至圖2，其分別為國家專利局申請?zhí)?6229378.4飲用水過濾裝置及其濾元的結(jié)構(gòu)示意圖。該飲用水過濾裝置包括頂蓋11、上部為圓柱形、下部為圓錐形的殼體12和安裝在其內(nèi)部的濾元13構(gòu)成。頂蓋11與殼體12用法蘭連接。有孔隔板14設(shè)置在頂蓋11與殼體12之間，濾元13固定安裝在有孔隔板14上，濾元13由圓環(huán)形頂板15、柱16，鋼絲網(wǎng)17、底板18、鋼環(huán)19牢固連接而成，濾元中柱16呈六角形設(shè)置，外面包裹鋼絲網(wǎng)17。柱16先由銅環(huán)19由內(nèi)向外張緊，從而鋼絲網(wǎng)17也被張緊呈六角形，使鋼絲網(wǎng)17在過濾壓力下的變形受到限制，然后再將柱16分別與頂板15和底板18固定連接。裝置在運轉(zhuǎn)時現(xiàn)在濾元13的鋼絲網(wǎng)17上預(yù)涂硅藻土漿液，作為濾膜，隨后開始水過濾，經(jīng)過一段時間的濾水后，反向沖洗濾元13上的濾膜，把濾膜沖洗掉，并把濾元也沖洗干凈，然后再開始新的預(yù)涂-過濾。該飲用水過濾裝置采用大孔徑的鋼絲網(wǎng)作為動態(tài)膜的支撐體進(jìn)行固液分離，能夠有效除去水中對人體有害的物質(zhì)。但是，該裝置還存在以下缺陷：