[發明專利]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

在審

• 申請號: 201610060274.9
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105709602A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）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（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01D63/08
• 分類號: B01D63/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發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、環境治理與修復等主要領域。

背景技術

微濾和超濾技術在水處理，水產等方面正得到越來越多的使用。盡管膜技術具有分離精度高、出水水質好、較高的處理效率、穩定性和能耗較低等優點但是膜易污染等問題又限制了膜技術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。錯流過濾和曝氣可以在膜表面的附近產生剪切作用，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。

發明內容

本發明的目的是解決微濾膜或超濾膜在應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，從而能夠節約運行成本。

本發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，由調頻器１、電機2、轉軸3、轉盤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、豎直導軌12、過濾池13和振幅調換孔14組成；其特征在于：電機2放置于支撐架6上，電機2與調節器1連接，轉盤4與電機的轉軸3連接，并隨之轉動；膜卡槽8位于過濾池13內，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與轉盤4連接，豎直導軌12為若干根，每根豎直導軌12一端固定在支撐架6底部，連接板7開有若干個孔洞，若干根豎直導軌12的另一端穿過連接板7上相應的孔洞，且連接板7能在豎直導軌12上作上下移動；通過轉盤4的轉動，帶動連接板７上下振動，從而實現平板膜組件9的上下振動，減緩膜污染。

本發明中，轉盤4上設有若干個上振幅調換孔14，用以實現振幅的調整，振幅可以從1mm增加到40mm。

本發明中，膜卡槽8上可平行安裝1至數十個平板膜組件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1~50mm。

本發明中，調頻器1的頻率為0~60Hz調節。

本發明中，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，實現軸向振動平板膜裝置的穩定工作。

本發明的有益效果是：

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。

2.在膜過濾過程中，所用膜組件為平板膜，膜出水利用泵的抽吸實現，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。

3.軸向振動平板膜上下振動產生的剪切力只作用于膜附近，對稍遠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。

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器里的水溶液，因此可以減少振動能耗。

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象，降低了有機物的濃度梯度，減少了有機物的遷移速率，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的處理成本。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

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1cm時，不同頻率下膜過濾情況；

圖中標號：1為調頻器；2為電機；3為轉軸；4為轉盤；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為豎直導軌；13為過濾池；14為振幅調換孔。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。