專利名稱：一種膜分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及ー種膜分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過(guò)半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。膜分離技術(shù)由于具有常溫下操作、無(wú)相態(tài)變化、高效節(jié)能和在生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生污染等特點(diǎn)，在飲用水浄化、エ業(yè)用水處理、食品、飲料用水浄化、除菌、生物活性物質(zhì)回收和精制等方面得到廣泛應(yīng)用，并迅速推廣到紡織、化工、電カ、食品、冶金、石油、機(jī)械、生物、制藥和發(fā)酵等各個(gè)領(lǐng)域。膜分離技術(shù)中采用的半透膜又稱分離膜或?yàn)V膜，膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)等。隨著過(guò)濾的進(jìn)行，膜表 面會(huì)有溶質(zhì)的沉積而形成濾餅層，増加膜阻カ并降低效率，從而導(dǎo)致膜在使用中出現(xiàn)通量衰減。其中，濾餅層的沉積速度與液體流動(dòng)狀態(tài)有夫，即層流層厚度越厚沉積越快，產(chǎn)水量衰減越快，層流層厚度越薄沉積越慢，產(chǎn)水量衰減越慢。目前，通過(guò)減少層流層厚度而延長(zhǎng)半透膜的使用壽命的辦法包括以下幾種1)增加流速，増加流速通常由減小流道截面積和增加給料流量?jī)煞N方式實(shí)現(xiàn)。膜表面的流速的増加可以提高湍流效果，減少層流層厚度。2)增加湍流促進(jìn)器，例如將網(wǎng)狀流道設(shè)置為靜態(tài)障礙物湍流促進(jìn)器。但是，一方面，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本決定了流量的范圍，流速不易改變過(guò)多，同時(shí)大流量的泵也會(huì)對(duì)成本、施工空間和配套管路的材質(zhì)等造成過(guò)多的壓力。另一方面，網(wǎng)狀流道的尺寸受制備エ藝的限制，流道網(wǎng)過(guò)薄會(huì)導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度的減弱，并且，靜態(tài)湍流器的位置、尺寸、角度都受強(qiáng)度、韌性、可塑性等材料本身的基本特性的限制。因此，現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的膜分離系統(tǒng)的半透膜的使用壽命受到了限制，其使用壽命有待進(jìn)ー步延長(zhǎng)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種膜分離系統(tǒng)，延長(zhǎng)了濾餅形成時(shí)間，増加了半透膜的使用壽命。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種膜分離系統(tǒng)，包括循環(huán)罐，循環(huán)泵，第一管道，第二管道，設(shè)置有第三出口和第四出口的卷式膜，設(shè)置有第一入ロ、第一出口、第ニ入口和第二出ロ的循環(huán)回送器；循環(huán)罐中的料液依次經(jīng)循環(huán)泵和第一入口進(jìn)入循環(huán)回送器，流經(jīng)第一出口、第一管道和卷式膜，部分料液經(jīng)第三出口排出，另一部分料液經(jīng)第二管道和第二入口回到循環(huán)回送器，然后經(jīng)第二出ロ回到循環(huán)罐；所述第一管道和第二管道中流通的料液中分別包括小顆粒，所述小顆粒在卷式膜表面形成擾動(dòng)敲擊，所述循環(huán)回送器用于阻擋第一管道和第二管道流通的料液中的小顆粒進(jìn)入循環(huán)罐和循環(huán)泵。優(yōu)選的，所述小顆粒的粒徑為I μ m 2mm。[0010]優(yōu)選的，所述小顆粒為正球形。優(yōu)選的，所述小顆粒為玻璃顆粒、樹(shù)脂顆粒、硅膠顆粒、橡膠顆粒、硬質(zhì)海綿顆粒。優(yōu)選的，所述第二出口經(jīng)第三管道與循環(huán)罐入口相連，循環(huán)罐出口經(jīng)第四管道與循環(huán)泵入口相連，循環(huán)泵出口經(jīng)第五管道與第一入口相連。優(yōu)選的，所述第一出口經(jīng)第一管道與卷式膜入口相連，第四出口經(jīng)第二管道與第ニ入口相連。本實(shí)用新型提供ー種膜分離系統(tǒng)，包括循環(huán)罐，循環(huán)泵，第一管道，第二管道，設(shè)置有第三出口和第四出口的卷式膜，設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口的循環(huán)回送器；循環(huán)罐中的料液依次經(jīng)循環(huán)泵和第一入口進(jìn)入循環(huán)回送器，流經(jīng)第一出口、第一管道和卷式膜，部分料液經(jīng)第三出ロ排出，另一部分料液經(jīng)第二管道和第二入ロ回到循環(huán)回送器，然后經(jīng)第二出ロ回到循環(huán)罐；所述第一管道和第二管道中流通的料液中分別包括小顆粒，所述循環(huán)回送器用于阻擋第一管道和第二管道流通的料液中的小顆粒進(jìn)入循環(huán)罐和·循環(huán)泵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于第一管道料液和第二管道料液中分別存在小顆粒，小顆粒在卷式膜表面進(jìn)行擾動(dòng)敲擊，形成動(dòng)態(tài)擾流效果，有效的減少層流層厚度，降低濃差極化程度，從而減緩了卷式膜污染進(jìn)程，延長(zhǎng)了濾餅形成時(shí)間，從而延長(zhǎng)了卷式膜使用壽命。并且，循環(huán)回送器使小顆粒實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)，同時(shí)小顆粒不經(jīng)過(guò)壓カ泵和循環(huán)罐，不會(huì)對(duì)泵產(chǎn)生額外磨損，無(wú)需對(duì)料液進(jìn)行二次處理。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的膜分離系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的卷式膜表面形成的湍流促進(jìn)器原理示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的循環(huán)回送器原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖I所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了ー種膜分離系統(tǒng)，包括循環(huán)罐1，循環(huán)泵2，第一管道9，第二管道8，設(shè)置有第三出口 31和第四出口 32的卷式膜3，設(shè)置有第一入口 42、第一出ロ 44、第二入口 43和第二出ロ 41的循環(huán)回送器4，循環(huán)罐I中的料液依次經(jīng)循環(huán)泵2和第一入口 42進(jìn)入循環(huán)回送器4，流經(jīng)第一出ロ 44、第一管道9和卷式膜3，部分料液經(jīng)第三出口 31排出，另一部分料液經(jīng)第二管道8和第二入ロ 43回到循環(huán)回送器4，然后經(jīng)第二出ロ 41回到循環(huán)罐I ;第一管道9和第二管道8中流通的料液中分別包括小顆粒，所述小顆粒在卷式膜3表面形成擾動(dòng)敲擊，循環(huán)回送器4用于阻擋第一管道9和第二管道8流通的料液中的小顆粒進(jìn)入循環(huán)罐I和循環(huán)泵2。具體的，第二出ロ 41經(jīng)第三管道5與循環(huán)罐I入口相連，循環(huán)罐I出口經(jīng)第四管道6與循環(huán)泵2入口相連，循環(huán)泵2出口經(jīng)第五管道7與第一入ロ 42相連。第一出口 44經(jīng)第一管道與卷式膜3入口相連，第四出口 32經(jīng)第二管道8與第二入口 43相連。[0021]本實(shí)用新型結(jié)合流化床原理，第一管道9和第二管道8中流通的料液中分別包括小顆粒，所述小顆粒在卷式膜3表面形成擾動(dòng)敲擊。在系統(tǒng)運(yùn)行吋，小顆粒會(huì)對(duì)卷式膜表面進(jìn)行機(jī)械擾動(dòng)，加大了湍流度，減少層流層，延長(zhǎng)了濾餅形成時(shí)間。如圖2所示，為卷式膜表面形成的瑞流促進(jìn)器原理示意圖。小顆粒在一定給料流速下形成硫化狀態(tài)，小顆粒與卷式膜3的膜壁的不斷碰撞，從而減薄了界面層厚度，使傳質(zhì)系數(shù)大為增加，控制了濃差極化，從而使膜過(guò)程產(chǎn)水量大大增加。由于卷式膜的流道較窄，且靜態(tài)湍流促進(jìn)器的設(shè)置對(duì)小顆粒的尺寸要求較高，小顆粒的粒徑過(guò)大會(huì)導(dǎo)致小顆粒無(wú)法暢通于狹小的流道中，粒徑過(guò)小則會(huì)沉積在流道的網(wǎng)狀尖角中，造成卷式膜的污堵和膜面積的損失，因此，小顆粒的尺寸的選擇很重要，優(yōu)選為
Iμ m 2mm,更優(yōu)選為O. 2mm Imm,且不大于流道尺寸的5%。本實(shí)用新型對(duì)采用的第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道的管徑并無(wú)特別限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的管徑即可。由流化床的性質(zhì)所決定，本膜分離系統(tǒng)的膜過(guò)程為錯(cuò)流過(guò)濾，同時(shí)對(duì)流速有所依賴，其中，流速太小顆粒的線性流速不夠，有可能沉積在網(wǎng)格之間；流速過(guò)大，會(huì)造成 過(guò)卷式膜壓降過(guò)大，影響卷式膜的壽命。本實(shí)用新型采用的小顆粒優(yōu)選為玻璃顆粒、樹(shù)脂顆粒、硅膠顆粒、橡膠顆粒、硬質(zhì)海綿顆粒等，優(yōu)選為正球形。在膜分離系統(tǒng)工作過(guò)程中，循環(huán)罐I中的料液經(jīng)過(guò)循環(huán)泵2，通過(guò)循環(huán)回送器4進(jìn)入卷式膜3，經(jīng)過(guò)分離透過(guò)溶液或小分子物質(zhì)，該透過(guò)溶液或小分子物質(zhì)經(jīng)第三出ロ 31排出系統(tǒng)，大分子溶液和小分子溶液則分別回流循環(huán)，到達(dá)循環(huán)回送器4中。由于循環(huán)回送器4具有阻擋第一管道9和第二管道8料液中的小顆粒隨料液進(jìn)入循環(huán)罐I和循環(huán)泵2中的作用，由循環(huán)回送器4回到循環(huán)罐I中的料液不含小顆粒，小顆粒被回送到膜端管路即第一管路9繼續(xù)循環(huán)。因此，小顆粒只存在于卷式膜3與循環(huán)回送器4之間的循環(huán)中，在處理結(jié)束時(shí)只要停止循環(huán)回送器4便可以將小顆粒收集于此，料液無(wú)多次處理之麻煩，小顆粒也可以重復(fù)利用。本實(shí)用新型中的核心部件為循環(huán)回送器，圖3為循環(huán)回送器的原理示意圖。在循環(huán)回送器運(yùn)行中，隨著回流的進(jìn)行，I號(hào)位401的過(guò)濾網(wǎng)使料液通過(guò)，小顆粒被捕集，2號(hào)位402的上艙門打開(kāi)，I號(hào)位401過(guò)濾網(wǎng)下滑至2號(hào)位402，2號(hào)位402的上艙門關(guān)閉，下艙門打開(kāi)，此過(guò)濾網(wǎng)下滑至3號(hào)位403，此時(shí)5號(hào)位405過(guò)濾網(wǎng)前移至I號(hào)位401，3號(hào)位403過(guò)濾網(wǎng)就位后，4號(hào)位404過(guò)濾網(wǎng)上移至5號(hào)位405，同時(shí)小顆粒會(huì)隨著給水流入系統(tǒng)，形成循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)流化床在卷式膜中的連續(xù)循環(huán)。綜上所述，本實(shí)用新型利用流化床原理使小顆粒在卷式膜表面進(jìn)行擾動(dòng)敲擊，形成動(dòng)態(tài)擾流效果，有效的減少了層流層厚度，降低了濃差極化程度，從而減緩膜污染進(jìn)程，延長(zhǎng)膜使用壽命。并且，循環(huán)回送器使小顆粒實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)，同時(shí)小顆粒不經(jīng)過(guò)壓カ泵和循環(huán)罐，不會(huì)對(duì)泵產(chǎn)生額外磨損，無(wú)需對(duì)料液進(jìn)行二次處理。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種膜分離系統(tǒng)，其特征在于，包括循環(huán)罐，循環(huán)泵，第一管道，第二管道，設(shè)置有第三出口和第四出口的卷式膜，設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口的循環(huán)回送器； 循環(huán)罐中的料液依次經(jīng)循環(huán)泵和第一入口進(jìn)入循環(huán)回送器，流經(jīng)第一出口、第一管道和卷式膜，部分料液經(jīng)第三出口排出，另一部分料液經(jīng)第二管道和第二入口回到循環(huán)回送器，然后經(jīng)第二出口回到循環(huán)罐； 所述第一管道和第二管道中流通的料液中分別包括小顆粒，所述小顆粒在卷式膜表面形成擾動(dòng)敲擊，所述循環(huán)回送器用于阻擋第一管道和第二管道流通的料液中的小顆粒進(jìn)入循環(huán)罐和循環(huán)泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜分離系統(tǒng)，其特征在于，所述小顆粒的粒徑為IPm 2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜分離系統(tǒng)，其特征在于，所述小顆粒為正球形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜分離系統(tǒng)，其特征在于，所述小顆粒為玻璃顆粒、樹(shù)脂顆粒、硅膠顆粒、橡膠顆粒或硬質(zhì)海綿顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜分離系統(tǒng)，其特征在于，所述第二出口經(jīng)第三管道與循環(huán)罐入口相連，循環(huán)罐出口經(jīng)第四管道與循環(huán)泵入口相連，循環(huán)泵出口經(jīng)第五管道與第一入口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜分離系統(tǒng)，其特征在于，所述第一出口經(jīng)第一管道與卷式膜入口相連，第四出口經(jīng)第二管道與第二入口相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種膜分離系統(tǒng)，包括循環(huán)罐，循環(huán)泵，第一管道，第二管道，設(shè)置有第三出口和第四出口的卷式膜，設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口的循環(huán)回送器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于第一管道料液和第二管道料液中分別存在小顆粒，小顆粒在卷式膜表面進(jìn)行擾動(dòng)敲擊，形成動(dòng)態(tài)擾流效果，有效的減少層流層厚度，降低濃差極化程度，從而減緩了卷式膜污染進(jìn)程，延長(zhǎng)了濾餅形成時(shí)間，從而延長(zhǎng)了卷式膜使用壽命。并且，循環(huán)回送器使小顆粒實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)，同時(shí)小顆粒不經(jīng)過(guò)壓力泵和循環(huán)罐，不會(huì)對(duì)泵產(chǎn)生額外磨損，無(wú)需對(duì)料液進(jìn)行二次處理。
文檔編號(hào)B01D63/00GK202569966SQ201220031900
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月1日
發(fā)明者趙金龍, 何福海, 楊楠, 李政雄 申請(qǐng)人:安得膜分離技術(shù)工程(北京)有限公司