[實用新型]一種振動剪切膜分離設備

有效

• 申請號: 201520039808.0
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN204544009U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 韓嚴和;王鵬;陳家慶;姬宜朋;張芮鑫
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01D63/16
• 分類號: B01D63/16;B01D65/08
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

技術領域

本實用新型涉及一種膜分離設備，屬于污水處理、污水深度處理、食品濃縮提純、藥品濃縮提純、廢液濃縮回用、廢油回收利用、海水淡化、飲用水凈化等領域。

背景技術

膜分離技術已經發展了200多年，早在1748年，Abbe?Nollet率先發現了膜分離現象，Abbe?Nollet發現水通過豬膀胱的速度大于酒精，并首先創造了Osmosis一詞；1865年，Fick用硝基纖維素合成了人類歷史上第一張人工合成膜；1960年，LoeB和Sourirajan成功制造出具有高脫鹽率和高膜通量的非對稱醋酸纖維素反滲透膜。從此，膜分離技術開始大規模的工業應用。我國膜分離技術的起步較晚，隨著我國膜研究者的不斷研究，我國的膜技術也已經在許多領域得到了實際應用。

膜分離技術能夠在常溫下進行操作，分離過程中保持原有物質的物理化學性質不變，可以進行分子級的物質分離，工藝簡單，操作方便，能耗低。因此，膜分離技術已經在許多領域得到實際的應用。如今，膜分離技術根據膜孔大小已經產生微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等多種方式，可以滿足不同情況的處理要求。然而，膜分離過程中存在著濃差極化和膜污染的問題，導致膜分離過程中膜通量下降，降低了分離效率。

為了解決濃差極化和膜污染的問題，改進方法主要有進料液預處理、膜材料改性、添加阻垢劑、操作過程改進四種。進料液預處理主要是在膜分離前增加精濾過程等，但該方法使得膜分離流程變得更加復雜化，增加了成本。膜材料改性主要是改變膜的親水性來提高膜通量，但是因為改性后的膜價格過高很難得到推廣。添加阻垢劑主要是通過向進料液中投加化學藥劑來阻礙膜污染，盡管效果比較明顯，但容易導致二次污染。改進膜工藝的操作過程主要包括死端分離、錯流分離、強化剪切分離這三個階段。其中，強化剪切分離技術主要是讓膜通過旋轉或振動產生的剪切力，阻礙污染物沉積在膜表面，減少膜污染。目前，強化剪切膜分離的技術主要包括旋轉管式剪切膜分離、旋轉盤式剪切膜分離和振動剪切膜分離三種技術。

旋轉管式和旋轉盤式剪切膜分離技術都是通過旋轉使膜表面產生剪切力來減少膜表面的污染物。振動剪切膜分離是通過扭轉彈簧將偏心塊旋轉產生的振動傳遞到過濾膜盤，使膜表面產生振動，振動產生的剪切力使污染物不易沉積。旋轉管式剪切膜分離技術、旋轉盤式剪切膜分離技術和振動剪切膜分離技術對于阻礙濃差極化和膜污染都有明顯的效果。但是，旋轉管式剪切膜分離技術在實際運行過程中必需要達到較高的旋轉角速度，才能產生足夠的剪切力來阻礙污染物在膜表面沉積，整個內管高速旋轉的耗能相對較高；旋轉盤式剪切膜分離技術的能耗要少于旋轉管式剪切膜分離技術，但仍需要達到一定的轉速，才能滿足實際應用中阻礙膜污染的要求，整個膜盤的旋轉都是依靠中心轉軸帶動和支撐，因此旋轉盤式剪切膜分離技術對中心轉軸的機械強度要求較高。相對而言，振動剪切膜分離技術在能耗上要小于旋轉管式剪切膜分離技術和旋轉盤式剪切膜分離技術，對中心軸的機械強度要求也要比旋轉盤式剪切膜分離技術低，而且在阻礙濃差極化和膜污染方面效果也最好。因此，振動剪切膜分離技術在污水處理、污水深度處理、食品濃縮提純、藥品濃縮提純、廢液濃縮回用、廢油回收利用、海水淡化、飲用水凈化方面將會得到更廣泛的應用。

實用新型內容

基于上述現有技術所存在的問題，本實用新型提供一種振動剪切膜分離設備，能通過振動的方式改進膜工藝的操作過程。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種振動剪切膜分離設備，包括：設有碟片式膜組件的膜分離系統，振動裝置，設有輸出振動的扭力桿，該扭力桿上端與所述碟片式膜組件固定連接。

本實用新型的有益效果為：(1)通過設置振動裝置，能帶動碟片式膜組件以振動剪切方式工作，可以有效地防止濃差極化和膜污染，能夠更好的保持膜通量的穩定，提高過濾效率；并能夠明顯減少膜的換洗次數，減少更換膜所造成的費用消耗；而且振動剪切的方式能耗并不是很高，與傳統過濾相比，僅僅多一個電機的用電量，從整體的效益分析，要遠遠優于傳統過濾，而且振動的方式的能耗要低于旋轉的方式所產生的能耗；由于能夠在振動剪切方式下工作，該設備過濾整個過程不需要添加任何阻垢劑等，不會造成二次污染；該設備過濾液出口產生的水能夠達到回用的要求，可以用于工業中水的回注，濃縮液可以回收用來進行產品的濃縮再回用，整個過程可以達到“零排放”；該設備占地面積小，能耗低；碟片式的結構容易增加或減少碟片和膜片的數量，用來滿足不同流量進料液的需求。

附圖說明