專利名稱：一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種膜分離技術(shù)的膜組件，尤其涉及一種應(yīng)用于廢水處理的外壓
式預(yù)涂動態(tài)膜組件。
背景技術(shù)：
在廢水處理領(lǐng)域，膜分離技術(shù)具有極大的應(yīng)用前景，具有低耗、高效、不產(chǎn)生二次 污染、操作穩(wěn)定、出水水質(zhì)可靠等優(yōu)點(diǎn)?？蓱?yīng)用于化工、石化、醫(yī)藥、輕工等行業(yè)廢水的處理， 已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。其中動態(tài)膜分離技術(shù)具有抗污染能力強(qiáng)、滲透量高及再生 性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別是在減緩基膜污染方面顯示出其獨(dú)特性能，已經(jīng)得到有關(guān)學(xué)者的高度 重視，是未來非常有前途的膜分離技術(shù)。目前國內(nèi)外動態(tài)膜分離技術(shù)的研究仍處于起步階 段，并未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。主要由于成膜機(jī)理、涂膜工藝裝置、預(yù)涂膜劑材料選擇及 相關(guān)應(yīng)用等方面還有待進(jìn)一步深入研究。動態(tài)膜可分為自生動態(tài)膜和預(yù)涂動態(tài)膜，其中預(yù) 涂動態(tài)膜是在一定的跨膜壓力驅(qū)動之下，含有預(yù)涂劑的溶液透過基膜壁時，在基膜表面形 成具有分離性能的濾餅層。在預(yù)涂膜過程中，涂膜工藝裝置的設(shè)計與選取直接決定了預(yù)涂 動態(tài)膜在運(yùn)行過程中的分離性能及控制，而動態(tài)膜組件則是其關(guān)鍵部件。因此，開發(fā)設(shè)計出 高性能動態(tài)膜組件是非常有意義的。目前，以錯流方式過濾的預(yù)涂動態(tài)膜一般在管式基膜 內(nèi)壁制得，如ZL99230536. 5和ZL200710047459. 7等工藝裝置中的膜組件都采用該方式制 備動態(tài)膜。這種類型的動態(tài)膜組件存在一些不足之處。首先，在制備動態(tài)膜時，不易觀測動 態(tài)膜表面完整性及其厚度，從而影響到動態(tài)膜的運(yùn)行控制。另外，利用該方式制備的動態(tài)膜 處理廢水時， 一定厚度的污染物會被截留在動態(tài)膜表面，同時還存在一層凝膠層，加上動態(tài) 膜層自身有一定厚度，而使用的管式基膜內(nèi)徑非常小，一般在9mm左右，從而導(dǎo)致基膜內(nèi)腔 流通截面減少，有效過濾面積減少，大大降低滲透通量。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效、低廉的一種外壓式預(yù)涂動 態(tài)膜組件。 本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案包括主要由耐壓殼體、管式基 膜、壓力表及法蘭組成，其中耐壓殼體兩端設(shè)有擋板和法蘭，耐壓殼體為不銹鋼管組成，鋼 管內(nèi)設(shè)有填裝的管式基膜，擋板對稱開孔，且開孔處設(shè)有壓片，管式基膜設(shè)有密封圈密封鑲 嵌在擋板的開孔內(nèi)，法蘭出口通過管道和閥門連接，閥門再和清水排放管連接，法蘭出口通 過三通管分別和壓力表及閥門連接，閥門再和反沖洗進(jìn)水管連接，耐壓殼體外側(cè)正中部設(shè) 有開口和壓力表連接，上部設(shè)有切向開口通過管道和閥門連接，閥門再和出水管連接，下部 設(shè)有切向開口通過管道和閥門連接，閥門再和進(jìn)水管連接。 為了進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型，所述的耐壓殼體為不銹鋼管組成，其管徑需根據(jù)填 裝管式基膜根數(shù)而定，至少填裝1根及以上的管式基膜。 所述的耐壓殼體兩端焊接至少lOmm厚的不銹鋼擋板，擋板的直徑和耐壓殼體外徑相同，且兩端擋板對稱開孔，孔徑比所填裝管式基膜外徑大2mm，每個擋板開孔數(shù)目和填 裝管式基膜的根數(shù)相同。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面 (1)利用該動態(tài)膜組件制備動態(tài)膜時，可更容易觀測動態(tài)膜表面完整性及控制動 態(tài)膜層厚度，以適應(yīng)于不同特征廢水的處理。 (2)該動態(tài)膜組件采取切向進(jìn)料方式，可減少料液對動態(tài)膜層的沖刷，減少動態(tài)膜 層的脫落，從而增強(qiáng)動態(tài)膜穩(wěn)定性及截留效果。 (3)利用外壓式制備的預(yù)涂動態(tài)膜處理廢水時， 一定厚度的污染物被截留在動態(tài) 膜表面，同時還存在一層凝膠層，加上動態(tài)膜層自身有一定厚度，雖然導(dǎo)致動態(tài)膜組件殼層 流通截面減少，但能使有效過濾面積增大，具有較高的過濾面積/體積比，可大大減緩滲透 通量的降低，從而增加基膜反沖洗周期，降低運(yùn)行成本。

圖1為外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中法蘭端面俯視圖，即A-A視圖； 圖3為圖2中外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件封頭剖面圖，即B-B視圖。 圖中1、2、7、9為閥門，5為耐壓殼體，4為管式基膜，6中部壓力表、10為上部壓力
表，3下法蘭、8上法蘭，11為擋板，12為壓片。
具體實(shí)施方式實(shí)施例，如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型涉及一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，主 要由耐壓殼體5、管式基膜4、中部壓力表6、上部壓力表10及下法蘭3、上法蘭8組成，其中 耐壓殼體5兩端設(shè)有擋板11和下法蘭3、上法蘭8，耐壓殼體5為不銹鋼管組成，鋼管內(nèi)設(shè) 有填裝的管式基膜4，擋板11上設(shè)有帶壓片的開孔，管式基膜4設(shè)有密封圈密封鑲嵌在擋板 11的開孔內(nèi)，下法法蘭3出口通過管道和閥門1連接，閥門1再和清水排放管連接，上法蘭 8出口通過三通管分別和上部壓力表10及閥門9連接，閥門9再和反沖洗進(jìn)水管連接，耐壓 殼體5外側(cè)正中部設(shè)有開口和中部壓力表6連接，上部設(shè)有切向開口通過管道和閥門7連 接，閥門7再和出水管連接；下部設(shè)有切向開口通過管道和閥門2連接，閥門2再和進(jìn)水管 連接。 耐壓殼體為不銹鋼管組成，其管徑需根據(jù)填裝管式基膜根數(shù)而定，至少填裝1根 及以上的管式基膜4。耐壓殼體5兩端焊接至少10mm厚的不銹鋼擋板11，擋板11的直徑 和耐壓殼體5外徑相同，且兩端擋板11對稱開孔，孔徑比所填裝管式基膜外徑大2mm，每個 擋板開孔數(shù)目和填裝管式基膜4的根數(shù)相同。再把下法蘭3、上法蘭8的內(nèi)側(cè)分別和兩擋板 11的外周邊焊接，所使用的下法蘭3、上法蘭8內(nèi)徑和耐壓殼體5外徑相同。 在兩擋板11外表面鉆3 6個帶絲螺孔，具體螺孔數(shù)目根據(jù)管式基膜4的根數(shù)而 定，且不能鉆穿擋板11，保證耐壓殼體5內(nèi)的液體不通過螺絲孔縫隙滲出。再把管式基膜4 從兩端擋板11開孔穿過，并用密封圈套住管式基膜4兩端口，并使密封圈正好鑲嵌在擋板 11開孔中，所采用的密封圈材料為硅橡膠；再用帶孔的不銹鋼壓片12套住密封圈端口并水 平壓緊，不銹鋼壓片12有大孔和小孔，其中大孔數(shù)目、孔徑及其布置和擋板11的開孔相同，
4小孔數(shù)目及其布置和擋板11外側(cè)帶絲螺孔相同，?。縇孔徑和擋板11帶絲螺孔的外螺紋孔 徑相當(dāng)；再用和該螺孔配套的不銹鋼螺桿穿過不銹鋼壓片12的小孔，并旋進(jìn)擋板11帶絲螺 孔內(nèi)，固定管式基膜4兩端，從而起到密封基膜內(nèi)外腔的作用。 法蘭3出口通過管道和閥門1連接，閥門1再和清水排放管連接，上法蘭8出口通 過三通管分別和上部壓力表10及閥門9連接，閥門9再和反沖洗進(jìn)水管連接。耐壓殼體5 外側(cè)正中部設(shè)有開口和中部壓力表6連接；上部設(shè)有切向開口通過管道和閥門7連接，閥門 7再和出水管連接；下部設(shè)有切向開口通過管道和閥門2連接，閥門2再和進(jìn)水管連接。 本實(shí)用新型動態(tài)膜組件的工作原理是利用該動態(tài)膜組件可以制備預(yù)涂動態(tài)膜、 處理廢水及反沖洗。 制備預(yù)涂動態(tài)膜先關(guān)閉閥門9，打開閥門1、2和7，使涂膜液在一定壓力及流速下 經(jīng)閥門1切向流進(jìn)膜組件殼層空間，在殼程空間中至下而上流過，涂膜劑在一定的跨膜壓 力之下被截留在管式基膜外壁，形成一層預(yù)涂動態(tài)膜，涂膜余液從膜組件上部設(shè)置的切向 出水口經(jīng)閥門7流出，滲透清液進(jìn)入基膜管程空間后再從閥門1流出。循環(huán)運(yùn)行約15分鐘 后，可形成穩(wěn)定的動態(tài)膜。 處理廢水預(yù)涂動態(tài)膜制備完成后，可使待處理廢水在一定壓力及流速下經(jīng)閥門 l切向流進(jìn)膜組件殼層空間，在殼程空間中至下而上流過，在一定的跨膜壓力和錯流速度之 下廢水中微細(xì)污染物被動態(tài)膜截留在下來，清水透過動態(tài)膜層和基膜管壁后進(jìn)入基膜管程 空間，滲透液經(jīng)閥門l流出。 反沖洗當(dāng)滲透通量降低非常明顯時，必須進(jìn)行反沖洗恢復(fù)基膜通透性能。先關(guān)閉 閥門7和9，再打開閥門2，清水從反沖洗進(jìn)水管流經(jīng)閥門9進(jìn)入膜組件基膜管程空間，控制 好閥門1的開度，在高壓低速條件下反沖洗，清水反向滲透到膜組件的殼程空間，把基膜外 壁上的動態(tài)膜及污染物沖刷掉，也可把進(jìn)入基膜孔隙中的細(xì)微污染物沖洗掉，清洗液從閥 門2流出。
權(quán)利要求一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，主要由耐壓殼體(5)、管式基膜(4)、上部壓力表(10)、中部壓力表(6)及上法蘭(8)、下法蘭(3)組成，其特征在于，耐壓殼體(5)兩端設(shè)有擋板(11)和法蘭，耐壓殼體(5)為不銹鋼管組成，鋼管內(nèi)設(shè)有填裝的管式基膜(4)，擋板對稱開孔，且開孔處設(shè)有壓片，管式基膜(4)設(shè)有密封圈密封鑲嵌在擋板的開孔內(nèi)，下法蘭(3)出口通過管道和閥門(1)連接，閥門(1)再和清水排放管連接，上法蘭(8)出口通過三通管分別和上部壓力表(10)及閥門(9)連接，閥門(9)再和反沖洗進(jìn)水管連接，耐壓殼體(5)外側(cè)正中部設(shè)有開口和中部壓力表(6)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，其特征在于，所述的耐壓殼體 (5)上部設(shè)有切向開口通過管道和閥門(7)連接，閥門(7)再和出水管連接，下部設(shè)有切向 開口通過管道和閥門(2)連接，閥門(2)再和進(jìn)水管連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，其特征在于，所述的耐壓殼體 (5)管徑需根據(jù)填裝管式基膜根數(shù)而定，至少填裝l根及以上的管式基膜(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，其特征在于，所述的耐壓殼體 (5)兩端焊接至少lOmm厚的不銹鋼擋板(ll)，擋板(11)的直徑和耐壓殼體(5)外徑相同， 且兩端擋板(11)對稱開孔，孔徑比所填裝管式基膜外徑大2mm，每個擋板開孔數(shù)目和填裝 管式基膜(4)的根數(shù)相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，其特征在于，管式基膜(4)填裝 的基膜為單通道管式微濾膜，是具有微孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)玻璃、燒結(jié)金屬、陶瓷及碳無機(jī)材料， 孔徑在1 2iim之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種外壓式預(yù)涂動態(tài)膜組件，主要由耐壓殼體5、管式基膜4和壓力表6、10部件組成，耐壓殼體5兩端連接擋板11，兩擋板11對稱開孔，兩擋板11分別和法蘭3、8連接，法蘭3出口和閥門1連接，法蘭8出口通過三通管分別和壓力表10及閥門9連接，耐壓殼體5正中部設(shè)有開口和壓力表6連接，上部設(shè)有切向開口和閥門7連接，下部設(shè)有切向開口和閥門2連接，管式基膜4穿過兩擋板11對稱開孔，用硅橡膠密封圈套住管式基膜4兩端，并用螺絲和不銹鋼壓片12壓緊固定，至少填裝1根及以上的管式基膜4。利用本裝置制備的動態(tài)膜可以有效地處理廢水，不僅具有良好的滲透性能和截留能力，還能大大減緩基膜污染，延長基膜使用壽命。
文檔編號C02F1/44GK201516332SQ200920142528
公開日2010年6月30日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者劉祥麗, 李國朝, 楊期勇, 楊濤 申請人:九江學(xué)院