一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(dòng)平板膜裝置，屬于能源、水處理、水產(chǎn)、環(huán)境治理與修復(fù)等主要領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微濾和超濾技術(shù)在水處理，水產(chǎn)等方面正得到越來(lái)越多的使用。盡管膜技術(shù)具有分離精度高、出水水質(zhì)好、較高的處理效率、穩(wěn)定性和能耗較低等優(yōu)點(diǎn)但是膜易污染等問(wèn)題又限制了膜技術(shù)的進(jìn)一步地普及使用。減緩膜污染可以提高過(guò)濾效率、減少膜的清洗頻率、減少膜更換的頻率、減少膜過(guò)濾的整體造價(jià)成本以及運(yùn)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(guò)錯(cuò)流過(guò)濾、曝氣以及膜的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。錯(cuò)流過(guò)濾和曝氣可以在膜表面的附近產(chǎn)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(cuò)流和曝氣對(duì)膜污染有一定的減緩作用，但對(duì)膜污染的減緩效果并不是太理想。通過(guò)膜的振動(dòng)(振動(dòng)膜)使得膜表面產(chǎn)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(duì)膜污染的減緩效果非常有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決微濾膜或超濾膜在應(yīng)用過(guò)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(dòng)平板膜裝置，以提高膜濾效率并減少膜的清洗、減少對(duì)膜的損傷，從而能夠節(jié)約運(yùn)行成本。
[0004]本發(fā)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(dòng)平板膜裝置，由調(diào)頻器1、電機(jī)2、轉(zhuǎn)軸3、轉(zhuǎn)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(dǎo)軌12、過(guò)濾池13和振幅調(diào)換孔14組成;其特征在于:電機(jī)2放置于支撐架6上，電機(jī)2與調(diào)節(jié)器I連接，轉(zhuǎn)盤4與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸3連接，并隨之轉(zhuǎn)動(dòng);膜卡槽8位于過(guò)濾池13內(nèi)，平板膜組件9固定在膜卡槽8上，膜卡槽8通過(guò)板槽連接桿11固定在連接板7下方，連接板7通過(guò)連接桿5與轉(zhuǎn)盤4連接，豎直導(dǎo)軌12為若干根，每根豎直導(dǎo)軌12—端固定在支撐架6底部，連接板7開(kāi)有若干個(gè)孔洞，若干根豎直導(dǎo)軌12的另一端穿過(guò)連接板7上相應(yīng)的孔洞，且連接板7能在豎直導(dǎo)軌12上作上下移動(dòng);通過(guò)轉(zhuǎn)盤4的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接板7上下振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)平板膜組件9的上下振動(dòng)，減緩膜污染。
[0005]本發(fā)明中，轉(zhuǎn)盤4上設(shè)有若干個(gè)上振幅調(diào)換孔14，用以實(shí)現(xiàn)振幅的調(diào)整，振幅可以從Imm增加到40mm。
[0006]本發(fā)明中，膜卡槽8上可平行安裝I至數(shù)十個(gè)平板膜組件9，以提高電機(jī)的工作效率，相鄰的兩個(gè)平板膜組件9之間的間距可控制在I?50_。
[0007]本發(fā)明中，調(diào)頻器I的頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。
[0008]本發(fā)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(shí)現(xiàn)軸向振動(dòng)平板膜裝置的穩(wěn)定工作。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1.在膜過(guò)濾過(guò)程中，膜非常容易受到污染物的污染，而振動(dòng)膜可以通過(guò)上下振動(dòng)減緩膜污染，從而可以減少膜的清洗頻率提高膜的過(guò)濾效率。
[0010]2.在膜過(guò)濾過(guò)程中，所用膜組件為平板膜，膜出水利用栗的抽吸實(shí)現(xiàn)，膜通量的大小決定出水量的大小，小的膜通量會(huì)減小過(guò)濾效率，大的膜通量又容易造成膜污染，此振動(dòng)膜通過(guò)快速的上下震動(dòng)產(chǎn)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。
[0011]3.軸向振動(dòng)平板膜上下振動(dòng)產(chǎn)生的剪切力只作用于膜附近，對(duì)稍遠(yuǎn)于膜表面的位置沒(méi)用作用，因此可以減少剪切力對(duì)微藻或者活性污泥的破損。
[0012]4.此裝置在振動(dòng)時(shí)，只帶動(dòng)膜組件上下振動(dòng)不需要帶動(dòng)反應(yīng)器里的水溶液，因此可以減少振動(dòng)能耗。
[0013]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(xiàn)象，降低了有機(jī)物的濃度梯度，減少了有機(jī)物的迀移速率，可以提高對(duì)水中有機(jī)物的截留作用，從而可以減少排水對(duì)自然界水體的污染或者減少水處理中后續(xù)的處理成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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I cm時(shí)，不同頻率下膜過(guò)濾情況；
圖中標(biāo)號(hào):I為調(diào)頻器;2為電機(jī);3為轉(zhuǎn)軸;4為轉(zhuǎn)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(dǎo)軌；13為過(guò)濾池；14為振幅調(diào)換孔。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1:振動(dòng)裝置的振幅可以調(diào)節(jié)，振幅可以從Imm增加到40mm。通過(guò)轉(zhuǎn)盤4上振幅調(diào)換孔14來(lái)實(shí)現(xiàn)振幅的調(diào)整，轉(zhuǎn)盤4與電機(jī)轉(zhuǎn)軸3連接并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。平板膜組件9固定在膜卡槽8上，卡槽8固定在連接板7下方，連接板7依靠連接桿5與轉(zhuǎn)盤4連接，并實(shí)現(xiàn)膜組件9的上下振動(dòng)，從而減緩膜污染。平板膜組件9固定在膜卡槽8上，膜卡槽8可以平行安裝I至數(shù)十個(gè)平板膜組件9，以提高電機(jī)的工作效率，而兩兩平板膜組件9之間的間距可控制在I?50mm.電機(jī)2和頻率調(diào)節(jié)器I連接，振動(dòng)膜的振動(dòng)的頻率可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。在振幅為I?40mm時(shí)，振動(dòng)裝置可在頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。振動(dòng)膜裝置可以上下振動(dòng)，在連接板7四個(gè)角位置各開(kāi)一個(gè)洞，在四個(gè)洞的相應(yīng)位置穿插4個(gè)不銹鋼柱作為豎直移動(dòng)的導(dǎo)軌，豎直導(dǎo)軌12固定在金屬支撐架6上。金屬支撐架6可以用來(lái)固定電機(jī)2和豎直導(dǎo)軌12，并且支撐架6可以與其他重物固定在一起或者固定在地上，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)膜的穩(wěn)定工作。
[0017]將此振動(dòng)膜裝置的振動(dòng)部分放入待濾溶液中，使得膜組件9完全沒(méi)入溶液中，并將金屬支撐架6固定在地面確保振動(dòng)膜工作時(shí)的穩(wěn)定性。在振動(dòng)膜工作開(kāi)始前，通過(guò)選定轉(zhuǎn)盤4上不同的振幅調(diào)換孔14選定合適的振幅，若在過(guò)濾中發(fā)現(xiàn)不合適，可以停止振動(dòng)更換振幅。同樣地，頻率可以依靠頻率調(diào)節(jié)器I來(lái)調(diào)整。可以在裝置啟動(dòng)前將頻率調(diào)到某一固定值，也可以在運(yùn)行中改變振動(dòng)頻率。在過(guò)濾時(shí)，若是多個(gè)膜組件9同時(shí)過(guò)濾，可以將這些膜組件通過(guò)管道并聯(lián)運(yùn)行，最后通過(guò)栗的抽吸實(shí)現(xiàn)出水。為盡量減少膜污染，在栗抽吸前先開(kāi)動(dòng)振動(dòng)膜。在膜組件與栗之間安裝一個(gè)真空表指示膜的污染情況。在運(yùn)行一定時(shí)間后，通過(guò)真空表的指示確定膜的污染情況，當(dāng)真空表的值較高時(shí)，說(shuō)明膜已經(jīng)受到了嚴(yán)重污染，需要清洗。在膜需要清洗時(shí)，將振動(dòng)膜裝置停止振動(dòng)，并將需要清洗的膜組件取出進(jìn)物理或者化學(xué)清洗。最后將清洗后的膜或者新膜固定在膜卡槽上，繼續(xù)進(jìn)行振動(dòng)過(guò)濾。
[0018]實(shí)施例2
采用實(shí)施例1所述的裝置，在微藻濃度為0.3g/L的情況下，使用0.1微米孔徑的平板超濾膜進(jìn)行微藻的過(guò)濾，膜面積為0.02 m2。由圖3可以看出，在某一固定振幅下，隨著頻率由5增加10 Hz膜的臨界通量也隨之增加；同樣地，在頻率一定的情況下，振幅由5增加到20 mm臨界通量也隨之提高。因此，通過(guò)提高頻率或振幅(剪切率)此裝置可以提高臨界通量。
[0019]實(shí)施例3
采用實(shí)施例1所述的裝置，在微藻濃度為0.3 g/L的情況下，使用0.1微米孔徑的平板超濾膜進(jìn)行微藻的過(guò)濾，膜面積為0.02 m2。由圖4可以看出，在振幅為I cm，通量為40L/m2h的情況下，隨著頻率的增加跨膜壓差明顯地降低，說(shuō)明頻率的增加可以有效地減緩膜污染。在O Hz下，過(guò)濾只進(jìn)行了2小時(shí)，跨膜壓差便升到70 kPa;在5 Hz下過(guò)濾進(jìn)行了 12小時(shí)，跨膜壓差升到69 kPa;而在1Hz下，過(guò)濾進(jìn)行了24小時(shí)后，跨膜壓差也只升到了3.5 kPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置，由調(diào)頻器(I)、電機(jī)(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、轉(zhuǎn)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(dǎo)軌(1(2)、過(guò)濾池(13)和振幅調(diào)換孔(14)組成;其特征在于:電機(jī)(2)放置于支撐架(6)上，電機(jī)(2)與調(diào)節(jié)器(I)連接，轉(zhuǎn)盤(4)與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸(3)連接，并隨之轉(zhuǎn)動(dòng);膜卡槽(8)位于過(guò)濾池(13)內(nèi)，平板膜組件(9)固定在膜卡槽(8)上，膜卡槽(8)通過(guò)板槽連接桿(11)固定在連接板(7)下方，連接板(7)通過(guò)連接桿(5)與轉(zhuǎn)盤(4)連接，豎直導(dǎo)軌(12)為若干根，每根豎直導(dǎo)軌(I 2)—端固定在支撐架(6)底部，連接板(7)開(kāi)有若干個(gè)孔洞，若干根豎直導(dǎo)軌(12)的另一端穿過(guò)連接板(7)上相應(yīng)的孔洞，且連接板(7)能在豎直導(dǎo)軌(12)上作上下移動(dòng);通過(guò)轉(zhuǎn)盤(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接板(7)上下振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)平板膜組件(9)的上下振動(dòng)，減緩膜污染。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)盤(4)上設(shè)有若干個(gè)上振幅調(diào)換孔(14)，用以實(shí)現(xiàn)振幅的調(diào)整，振幅可以從Imm增加到40mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置，其特征在于:膜卡槽(8)上可平行安裝I至數(shù)十個(gè)平板膜組件(9)，以提高電機(jī)的工作效率，相鄰的兩個(gè)平板膜組件(9)之間的間距可控制在I?50_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置，其特征在于:調(diào)頻器(I)的頻率為O?60Hz調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高膜通量且可有效控制膜污染的軸向振動(dòng)平板膜裝置，其特征在于: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(shí)現(xiàn)軸向振動(dòng)平板膜裝置的穩(wěn)定工作。
【專利摘要】本發(fā)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(dòng)平板膜裝置。在膜技術(shù)用于回收微藻或者水處理時(shí)，膜污染一直是難以避免的問(wèn)題。膜污染會(huì)降低膜通量從而降低過(guò)濾效率，而膜的清洗不僅會(huì)消耗更多的人力物力也會(huì)對(duì)膜造成損傷降低膜的使用壽命。通過(guò)本裝置上下快速振動(dòng)在膜表面產(chǎn)生的剪切力，能夠有效的阻止污染物的在膜表面的沉積，從而能夠減緩膜污染和提高膜通量。本裝置可通過(guò)在轉(zhuǎn)盤上輪換打孔來(lái)實(shí)現(xiàn)振幅的調(diào)整，轉(zhuǎn)盤與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，振幅可以從1mm增加到40mm。電機(jī)和頻率調(diào)節(jié)器連接，振動(dòng)膜的振動(dòng)頻率可以通過(guò)調(diào)頻器調(diào)節(jié)。在振幅設(shè)為1~40mm時(shí)，振動(dòng)裝置可在頻率為0~60Hz調(diào)節(jié)。此裝置只帶動(dòng)膜組件上下振動(dòng)不需要帶動(dòng)反應(yīng)器里的水溶液，因此可以減少振動(dòng)能耗。
【IPC分類】B01D63/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105709602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610060274
【發(fā)明人】張亞雷, 褚華強(qiáng), 周雪飛, 趙方超, 譚曉波, 郭雋, 任麗, 張文文
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)