曝气冲洗式超滤过滤器论文和设计-逯安国

全文摘要

本发明提供一种曝气冲洗式超滤过滤器，包括壳体、超滤膜滤芯、第一封接头以及第二封接头。超滤膜滤芯设置于壳体的空腔中。第一封接头和第二封接头分别密封于壳体的两端，第一封接头具有进水口，第二封接头具有产水出口和浓水出口。待过滤的原水从第一封接头的进水口进入曝气冲洗式超滤过滤器并通过超滤膜滤芯的过滤作用获得产水和浓水，其中产水从所述产水出口流出，浓水从浓水出口流出。第一接头和第二封接头两者中的至少其中一个设有曝气构件并具有曝气口，曝气构件分布有曝气孔。从曝气口通入气体并进入曝气构件的曝气孔，以冲刷附着在超滤膜滤芯侧壁上的污染物。采用曝气冲刷和水反洗冲刷相结合的方式，可大大提高清洗效果。

主设计要求

1.一种曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，包括：壳体，内部具有一空腔；超滤膜滤芯，设置于壳体的所述空腔中；第一封接头，密封于所述壳体的其中一端，所述第一封接头具有进水口；第二封接头，密封于所述壳体的另一端，所述第二封接头具有产水出口和浓水出口；待过滤的原水从第一封接头的所述进水口进入所述曝气冲洗式超滤过滤器并通过所述超滤膜滤芯的过滤作用获得产水和浓水，其中产水从所述产水出口流出，浓水从所述浓水出口流出；所述第一接头和所述第二封接头两者中的至少其中一个设有曝气构件并具有曝气口，所述曝气构件分布有曝气孔，当向所述曝气口通入气体时，气体通过所述曝气孔冲刷超滤膜滤芯以冲洗附着在所述超滤膜滤芯侧壁上的污染物。

设计方案

1.一种曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，包括：

壳体，内部具有一空腔；

超滤膜滤芯，设置于壳体的所述空腔中；

第一封接头，密封于所述壳体的其中一端，所述第一封接头具有进水口；

第二封接头，密封于所述壳体的另一端，所述第二封接头具有产水出口和浓水出口；待过滤的原水从第一封接头的所述进水口进入所述曝气冲洗式超滤过滤器并通过所述超滤膜滤芯的过滤作用获得产水和浓水，其中产水从所述产水出口流出，浓水从所述浓水出口流出；

所述第一接头和所述第二封接头两者中的至少其中一个设有曝气构件并具有曝气口，所述曝气构件分布有曝气孔，当向所述曝气口通入气体时，气体通过所述曝气孔冲刷超滤膜滤芯以冲洗附着在所述超滤膜滤芯侧壁上的污染物。

2.根据权利要求1所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述曝气构件设置于所述第二封接头，所述产水出口和所述浓水出口分别位于所述曝气口的两侧。

3.根据权利要求2所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述第一封接头和所述第二封接头为半球形，所述曝气构件为设置于所述第二封接头内部的弧形的曝气板。

4.根据权利要求1所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述曝气构件设置于所述第一封接头的中心，所述进水口位于所述曝气口的一侧。

5.根据权利要求4所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述第一封接头和所述第二封接头为半球形，所述曝气构件为设置于所述第一封接头内部的弧形的曝气板。

6.根据权利要求1所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述曝气构件为多个格栅，所述格栅贴着所述第一封接头的内壁间隔设置。

7.根据权利要求6所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述格栅呈S型、波浪形或锯齿形。

8.根据权利要求1-7任一所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述曝气冲洗式超滤过滤器还包括供气装置，所述供气装置和所述曝气口连通。

9.根据权利要求8所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述供气装置为气泵。

10.根据权利要求8所述的曝气冲洗式超滤过滤器，其特征在于，所述曝气冲洗式超滤过滤器还包括控制装置，所述控制装置控制和调节所述供气装置的供气量。

设计说明书

技术领域

本发明涉及水净化技术领域，尤其涉及一种曝气冲洗式超滤过滤器。

背景技术

超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂(例如水分子、无机盐、小分子有机物)等透过一定孔径的特制的超滤膜，而使大分子溶质例如悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等不能透过并留在超滤膜的一边，从而达到净化或分离的目的。采用了超滤技术原理的超滤过滤器可广泛应用于废水和污水净化处理。

超滤过滤器运行一段时间后，超滤膜及其周围会附着泥沙等悬浮物和其他大分子物质，需要定期清洗和维护，否则会影响继续使用和净化效果。最常规的清洗方式就是用清水或者加上化学药剂进行正向冲洗，也就是说，清洗时水是顺着超滤过滤器原本运行时的水流方向进行冲洗的。但是在长期的生产实践中我们发现，由于过滤膜之间的间隙较小，一些杂质、污染物还有可能附着和堵塞在超滤膜上，正向冲洗不容易冲洗下来，反而容易将杂质、污染物等冲入过滤膜里面。另外，我们发现，杂质或污染物，特别是泥沙等悬浮物，最容易聚集在超滤过滤器的出水端，即产水和浓水流出的一端。大量的杂质或污染物集中于一个位置更容易附着在过滤膜表面不容易冲洗下来，按照常规的冲洗方式达不到清洗效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种曝气冲洗式超滤过滤器，解决现有技术中大量杂质或污染物集中于超滤过滤器的出水端不容易冲洗下来的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种曝气冲洗式超滤过滤器，包括壳体、超滤膜滤芯、第一封接头以及第二封接头。壳体的内部具有一空腔。超滤膜滤芯设置于壳体的空腔中。第一封接头密封于壳体的其中一端，第一封接头具有进水口。第二封接头密封于壳体的另一端，第二封接头具有产水出口和浓水出口。待过滤的原水从第一封接头的进水口进入曝气冲洗式超滤过滤器并通过超滤膜滤芯的过滤作用获得产水和浓水，其中产水从所述产水出口流出，浓水从浓水出口流出。第一接头和第二封接头两者中的至少其中一个设有曝气构件并具有曝气口，曝气构件分布有曝气孔。当向曝气口通入气体时，气体通过曝气孔冲刷超滤膜滤芯以冲洗附着在超滤膜滤芯侧壁上的污染物。

根据本发明一实施例，曝气构件设置于第二封接头，产水出口和浓水出口分别位于曝气口的两侧。

根据本发明一实施例，第一封接头和第二封接头为半球形，曝气构件为设置于第二封接头内部的弧形的曝气板。

根据本发明一实施例，曝气构件设置于第一封接头的中心，进水口位于曝气口的一侧。

根据本发明一实施例，第一封接头和第二封接头为半球形，曝气构件为设置于第一封接头内部的弧形的曝气板。

根据本发明一实施例，曝气构件为多个格栅，格栅贴着第一封接头的内壁间隔设置。

根据本发明一实施例，格栅呈S型、波浪形或锯齿形。

根据本发明一实施例，曝气冲洗式超滤过滤器还包括供气装置，供气装置和曝气口连通。

根据本发明一实施例，供气装置为气泵。

根据本发明一实施例，曝气冲洗式超滤过滤器还包括控制装置，控制装置控制和调节供气装置的供气量。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本发明通过在第一封接头和第二封接头两者中的其中一个设置曝气构件，通过曝气构件向壳体内部的超滤膜滤芯喷射气体以冲刷超滤膜滤芯侧壁上的污染物，利用高速气流的冲击力更容易将集中附着在超滤膜滤芯侧壁上的污染物冲刷掉。在实际应用中，曝气冲刷后还可以采用反洗的方式由第二封接头通入产水或清水再次对超滤膜滤芯的侧壁进行冲洗，这样采用气体冲刷和水洗冲刷相结合的方式，可以大大提高清洗效果。

附图说明

图1是本发明提供的第一个实施例的曝气冲洗式超滤过滤器的结构示意图；

图2是本发明提供的第二个实施例的曝气冲洗式超滤过滤器的结构示意图；

图3是本发明提供的第三个实施例的曝气冲洗式超滤过滤器的结构示意图；

图4是本发明第三个实施例的曝气冲洗式超滤过滤器的第二封接头和曝气构件的结构示意图。

具体实施方式

以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本发明。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。

如图1所示，本发明提供一种曝气冲洗式超滤过滤器，所述曝气冲洗式超滤过滤器包括壳体10、超滤膜滤芯20、第一封接头30、第二封接头40以及曝气构件50。

壳体10呈圆筒状，壳体10的内部具有一空腔101。在其他实施例中，壳体10也可以设置为其他形状，例如长方体形状。

超滤膜滤芯20设置于壳体10的空腔101中。超滤膜滤芯20为管式超滤膜，两端具有开口。超滤膜滤芯20的数量可以根据需求合理设置为多根，所有的超滤膜滤芯20平行间隔分布于壳体10的空腔101内。

第一封接头30密封于壳体10的其中一端，第一封接头30具有进水口301。每一根超滤膜滤芯20的其中一端和第一封接头30安装在一起。带过滤的原水从第一封接头10的进水口301进入所述曝气冲洗式超滤过滤器内并通过过滤膜滤芯20的过滤作用获得浓水和产水。可选地，第一封接头30呈半球形，进水口301位于第一封接头30的一侧。

需要说明的是，进入所述曝气冲洗式超滤过滤器中待处理的进水称之为原水，所述曝气冲洗式超滤过滤器运行时，通过超滤膜两侧压力差的作用下，小分子溶质和溶剂(例如水分子、无机盐、小分子有机物)等透过超滤膜，而获得净化后的仅含有小分子溶质和溶剂的溶液，称之为产水；而大分子溶质例如悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等不能透过并留在超滤膜的一边，而获得浓缩的溶液，称之为浓水。

第二封接头40密封于壳体10的另一端，第二封接头40具有产水出口401和浓水出口402。每一根超滤膜滤芯20的另一端和第二封接头40安装在一起。经过超滤膜滤芯20过滤之后获得的产水从产水出口401流出，而浓水则从浓水出口402流出。可选地，第二封接头40呈半球形，产水出口401和浓水出口402分别位于第二封接头40的两侧。

第一封接头30和第二封接头40两者中的至少其中一个设有所述曝气构件50。设有所述曝气构件50的第一封接头30或第二封接头40相应地具有曝气口。曝气构件50分布有曝气孔，曝气口和曝气构件50的曝气孔连通。当向曝气口通入气体时，气体通过曝气构件50的曝气孔冲刷超滤膜滤芯20以冲洗附着在超滤膜滤芯20侧壁上的污染物。其中这里所指的污染物包括原水中的各种杂质、泥沙等悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等在内的容易附着在超滤膜滤芯20上物质。

在第一个实施例中，第一封接头30和第二封接头40均为半球形，其中第二封接头40的中心具有所述曝气口403，产水出口401和浓水出口402分别位于曝气口403的两侧。曝气构件50设置于第二封接头40，曝气构件50为设置于第二封接头40内部的弧形的曝气板。

进一步地，所述曝气冲洗式超滤过滤器还包括供气装置(图中未示出)，供气装置和曝气口连通，以实现供气。可选地，供气装置为气泵。

所述曝气冲洗式超滤过滤器还包括控制装置(图中未示出)，控制装置控制和调节供气装置的供气量。在应用中，可以根据所述曝气冲洗式超滤过滤器的清洗周期、清洗难度，通过控制装置的控制作用灵活调节气体流量和流速。

如图2所示，本发明第二个实施例的所述曝气冲洗式超滤过滤器和第一个实施例的结构基本一致，同样地包括壳体10A、超滤膜滤芯20A，不同之处在于，曝气构件50A设置于第一封接头30A的中心。第一封接头30A为半球形，第一封接头30A的中心具有曝气口302A，第一封接头30A的进水口301A位于曝气口302A的一侧。同样地，曝气构件50A为设置于第一封接头30A内部的弧形的曝气板。第二封接头40A也为半球形，产水出口401A位于第二封接头40A的一侧，而浓水出口402A位于第二封接头40A的中心位置。

如图3和图4所示，本发明第三个实施例的所述曝气冲洗式超滤过滤器的结构和第一个实施例的基本一致，同样地也包括壳体10B，超滤膜滤芯20B、第一封接头30B、第二封接头40B，不同之处在于曝气构件50B。其中，壳体10B的内部具有空腔101B，多根超滤膜滤芯20B平行间隔分布于空腔101B中。第一封接头30B和第二封接头40B分别对应地安装于壳体10B的两端。进水口301B位于第一封接头30B的一侧，产水出口401B和浓水出口402B则分别对应地位于第二封接头40B的两侧。第二封接头40B的中心具有曝气口403B。曝气构件50B为多个格栅51B，所有的格栅51B贴着第二封接头40B的内壁呈放射状设置。所有的格栅51B各自的一端均汇集于第二封接头40B的中心并均和曝气口403连通。可选地，格栅51B呈S型、波浪形或锯齿形。图3所示的格栅51B即呈S型，格栅51B均匀分布有曝气孔5101B。当通过供气装置向曝气口403B通入气体时，气体通过曝气口403B分别进入各个格栅51B并最终通过各个曝气孔5101B喷向各个超滤膜滤芯20B。可以理解的是，通过将多个格栅51B以曝气口403B为中心呈放射状分布于第二封接头40B的内壁，这样所有的格栅51B环绕超滤膜滤芯20B的端部分布，并且格栅51B的各个曝气孔5101B以不同角度面向各个超滤膜滤芯20B，使得气体能够均匀冲刷到所有的超滤膜滤芯20B。特别地，将格栅51B呈S型、波浪形或锯齿形，这样可使得格栅51B的各个曝气孔5101B更加均匀地布满整个第二封接头40B的内壁；而设置于同一格栅51B的各个曝气孔5101B和超滤膜滤芯20B之间形成的相对位置关系也互不相同，使得从不同的曝气孔5101B出来的气流更加均匀地喷向超滤膜滤芯20B。

本发明通过在第一封接头30(30A、30B)和第二封接头40(40A、40B)两者中的其中一个设置曝气构件50(50A、50B)，通过曝气构件50(50A、50B)向壳体10(10A、10B)内部的超滤膜滤芯20(20A、20B)喷射气体以冲刷超滤膜滤芯20(20A、20B)侧壁上的污染物，利用高速气流的冲击力更容易将集中附着在超滤膜滤芯20(20A、20B)侧壁上的污染物冲刷掉。

在实际应用中，曝气冲刷后还可以采用反洗的方式由第二封接头40(40A、40B)通入产水或清水再次对超滤膜滤芯20(20A、20B)的侧壁进行冲洗。或者也可以曝气冲刷和水反洗冲刷两种方式同时进行。这样采用气体冲刷和水反洗冲刷相结合的方式，可以大大提高清洗效果。

本领域技术人员应当理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例，并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理情况下，本发明的实施方式可以有任何变形和修改。

设计图

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