本發(fā)明涉及一種超濾裝置，具體涉及一種懸浮物耐受超濾裝置；屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于純水處理、廢水處理及中水回用工程。

背景技術(shù)：

目前，超濾裝置的應(yīng)用非常廣泛，在醫(yī)用無菌無熱原水設(shè)備、工業(yè)用飲料、飲用水、礦泉水凈化、工業(yè)分離、濃縮、提純、工業(yè)廢水處理、電泳漆、電鍍含油廢水處理中均有所應(yīng)用。市場上生產(chǎn)的超濾膜設(shè)備品種多、規(guī)格全，在設(shè)計(jì)上吸取了國外同行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，過濾工作壓力0.3mpa以下，超濾膜規(guī)格有4寸、6寸、8寸、10寸等多個檔次。

超濾裝置的基本原理是在常溫下以一定壓力和流量，利用不對稱微孔結(jié)構(gòu)和半透膜介質(zhì)，依靠膜兩側(cè)的壓力差作為推動力，以錯流方式進(jìn)行過濾，使溶劑及小分子物質(zhì)通過，大分子物質(zhì)和微粒子（如蛋白質(zhì)、水溶性高聚物、細(xì)菌等）被濾膜阻留，從而達(dá)到分離、分級、純化、濃縮目的的一種新型膜分離技術(shù)。超濾裝置具有諸多優(yōu)勢：化學(xué)性能穩(wěn)定、抗腐蝕性強(qiáng)、耐酸、堿、鹽的侵蝕（ph值：0～14），無毒、無味，重量輕，強(qiáng)度高（耐高溫、高壓），操作省力。目前市場上各款各式的管式超濾膜設(shè)備廣泛用于石油、化工、果汁、輕工、制藥、食品、資源開發(fā)、冶金煤炭、國防工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

對于廢水處理，大多數(shù)工藝都采用傳統(tǒng)的重力沉淀法，用重力沉淀池-砂濾-中空纖維超濾相配合的工藝去除污染物。對于高懸浮耐受超濾裝置，在縮短了廢水處理工藝流程、減少藥劑投加的品種和投加量的同時提高了產(chǎn)水水質(zhì)，達(dá)到嚴(yán)格排放限值。在本工藝中，通常采用氫氧化鈉或石灰中和沉淀鎘、鉻、銅、鉛、鎂、鎳、鋅等重金屬，大部分重金屬可以在ph7－10的范圍內(nèi)產(chǎn)生沉淀。待過濾的含有目標(biāo)懸浮顆粒的水(介質(zhì))由進(jìn)水口進(jìn)入超濾裝置，經(jīng)進(jìn)支母管分配至各個超濾膜組件內(nèi)，大于過濾精度要求的目標(biāo)懸浮顆粒被截留在濾芯的表面，符合要求的合格水經(jīng)過濾芯濾層，匯集在超濾膜膜絲，凈化水經(jīng)出水口流出。

隨著過濾時間的延長，被截留在濾芯的表面的目標(biāo)懸浮顆粒也逐漸增加，超濾膜組件逐漸被堵塞，導(dǎo)致濾芯內(nèi)外兩側(cè)的壓差逐漸上升，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的過濾時間或設(shè)定的壓差值時，過濾器濾芯失效。因此，必須定期進(jìn)行反洗和化學(xué)清洗以確保超濾裝置的正常工作，反洗周期（半小時）和化學(xué)清洗周期（1-6個月）都較短，這樣不僅浪費(fèi)了人力和財(cái)力，同時還造成了污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有高懸浮物耐受性、出水水質(zhì)穩(wěn)定、反洗周期和化學(xué)清洗周期都較長的超濾裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種懸浮物耐受超濾裝置，包括：超濾系統(tǒng)、反洗系統(tǒng)及化學(xué)清洗系統(tǒng)；所述超濾系統(tǒng)包括：原水槽、原水泵、水箱及安裝于水箱內(nèi)的若干組超濾膜組件，所述原水泵設(shè)置于原水槽與水箱之間并通過管路連接前后，所述水箱的箱體上設(shè)置有分別與超濾膜組件的進(jìn)水端和出水端連通的進(jìn)水口和產(chǎn)水口，所述原水泵通過管路與進(jìn)水口連接；

所述超濾膜組件的膜管由支撐層和膜層燒結(jié)制成，其中膜層由pvdf膜制成，支撐層由pe或pvdf材質(zhì)制成；

所述反洗系統(tǒng)包括：反洗槽、加壓反洗泵及出水泵，所述水箱的箱體上設(shè)置有進(jìn)氣口、反洗口和超濾排水口，所述加壓反洗泵將反洗液從反洗槽通過管路泵入反洗口，所述出水泵通過管路與超濾排水口連通，所述反洗口和超濾排水口分別與超濾膜組件的出水端和進(jìn)水端連通；

所述化學(xué)清洗系統(tǒng)包括：藥洗槽和循環(huán)清洗泵，所述水箱的箱體上設(shè)置有清洗液進(jìn)口、清洗液淡水回流口和清洗液濃水回流口，所述循環(huán)清洗泵與清洗液進(jìn)口通過管路連接并且清洗液進(jìn)口與超濾膜組件的進(jìn)水端連通。

優(yōu)選地，前述產(chǎn)水口前端還安裝有一產(chǎn)水槽，方便存儲和隨時取用處理過的水。

具體地，前述超濾膜組件為4組，每組由9根膜管并排組成，膜層的過濾精度為0.1微米。

更優(yōu)選地，待過濾的流體在經(jīng)超濾膜組件過濾時采用的是錯流過濾，錯流速度為3-4.9米/秒，壓力為0.7-7bar，在錯流過濾時，料液流經(jīng)膜面時產(chǎn)生的剪切力會把膜面上滯留的固體顆粒物帶走，從而使污染層保持在一個較薄的狀態(tài)，避免在膜表面產(chǎn)生堆積，從而進(jìn)一步延長了反洗周期和化學(xué)清洗周期。

再優(yōu)選地，在反洗系統(tǒng)運(yùn)行時，從進(jìn)氣口進(jìn)入的氣流方向與反洗液的流向是相反的，這樣能夠優(yōu)化反洗效果。

更優(yōu)選地，在管路上設(shè)置有多個閥門，所述閥門為氣動蝶閥或手動蝶閥，方便對管路的啟閉進(jìn)行控制。

進(jìn)一步優(yōu)選地，前述水箱上還設(shè)置有不合格產(chǎn)水與排氣口。

本發(fā)明的有益之處在于：

1、本發(fā)明的超濾裝置對懸浮物具有高耐受性，特別適用于固含量高于0.5%的料液，能夠去除尺寸大于膜孔徑（過濾精度0.02微米、0.05微米及0.1微米可選）的固體物，不需要進(jìn)一步后處理過濾器，而且無需投加絮凝劑等聚合物，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定。

2、反洗周期和化學(xué)清洗周期都較長：膜管的pvdf膜層能極好地與pvdf支撐管內(nèi)壁交聯(lián)或嵌入到pe支撐管內(nèi)壁中與支撐管形成強(qiáng)勁的結(jié)合，使膜管能在較高的運(yùn)行壓力和反洗壓力下工作，從而獲得極高的固體去除效率和膜通量，能夠有效地延長反洗周期和化學(xué)清洗周期。此外，合理運(yùn)用了錯流過濾技術(shù)，料液平行于膜面流動，剪切力將膜面上滯留的顆粒帶走，固體顆粒隨著錯流狀態(tài)下在固液混合物中不斷濃縮，使污染層保持在一個較薄的狀態(tài)，避免在膜表面產(chǎn)生堆積。該裝置一般無需反洗，特殊工況下也可每月反洗一次；化學(xué)清洗周期一般為12-18個月一次，大大降低了清洗成本。

3、該超濾裝置是在常溫下進(jìn)行，條件溫和無成分破壞，因而特別適宜對熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集；對于溫度不敏感的物質(zhì)進(jìn)行過濾時，也可適當(dāng)升高溫度從而提高膜過濾產(chǎn)水量。

4、本發(fā)明的超濾裝置在超濾過程中無需加熱，能耗低，無需添加化學(xué)試劑，無污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)；而且分離效率高，對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效，具有結(jié)構(gòu)簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護(hù)等諸多優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在過濾狀態(tài)時的俯視圖；

圖2是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在過濾狀態(tài)時的主視圖；

圖3是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在反洗狀態(tài)時的俯視圖；

圖4是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在反洗狀態(tài)時的主視圖；

圖5是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在化學(xué)清洗狀態(tài)時的俯視圖；

圖6是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)在化學(xué)清洗狀態(tài)時的主視圖；

圖7是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)后視圖；

圖8是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)左視圖；

圖9是本發(fā)明的一種懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)右視圖。

圖中附圖標(biāo)記的含義：1、超濾膜組件，2、進(jìn)水口，3、產(chǎn)水口，4、進(jìn)氣口，5、反洗口，6、超濾排水口，7、清洗液進(jìn)口，8、清洗液淡水回流口，9、清洗液濃水回流口，10、產(chǎn)水取樣口，11、不合格產(chǎn)水與排氣口，12、閥門。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。

圖1至圖9均主要展示了本發(fā)明的懸浮物耐受超濾裝置的主體結(jié)構(gòu)，即忽略了各溶液槽和泵體等外圍設(shè)備。具體地，本發(fā)明的懸浮物耐受超濾裝置包括：超濾系統(tǒng)、反洗系統(tǒng)及化學(xué)清洗系統(tǒng)。

其中，超濾系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水處理的核心，具體包括：原水槽、原水泵、水箱及安裝于水箱內(nèi)的若干組超濾膜組件1，原水泵設(shè)置于原水槽與水箱之間并通過管路連接前后，水箱的箱體上設(shè)置有分別與超濾膜組件1的進(jìn)水端和出水端連通的進(jìn)水口2和產(chǎn)水口3，原水泵通過管路與進(jìn)水口2連接。具體到本實(shí)施例中，超濾膜組件1為4組，每組由9根膜管并排組成，膜管由支撐層和膜層燒結(jié)制成，是一種具有優(yōu)異運(yùn)行特征的高性能管式膜，其中膜層由pvdf膜制成，膜孔徑可選擇，本實(shí)施例中采用0.1μm(微米)的膜孔徑，支撐層由pe或pvdf材質(zhì)制成，一致的、全方位熱熔接的多孔結(jié)構(gòu)為管式膜提供了最優(yōu)化的支撐層，從而增強(qiáng)了膜組件的耐用性。

為了方便存儲和隨時取用處理過的水，在產(chǎn)水口3前端還安裝有一產(chǎn)水槽。

實(shí)現(xiàn)超濾操作時，待過濾的流體流向如圖1和圖2中箭頭方向所示，待過濾的流體從進(jìn)水口2經(jīng)管路進(jìn)入箱體，流至超濾膜組件1中各個膜管的膜層表面進(jìn)行錯流過濾，過濾完成后的處理水匯集至產(chǎn)水口3流出。

為了保持超濾裝置長期優(yōu)質(zhì)的過濾性能，該超濾裝置還設(shè)置有反洗系統(tǒng)及化學(xué)清洗系統(tǒng)。

其中，反洗系統(tǒng)包括：反洗槽、加壓反洗泵及出水泵，在水箱的箱體上設(shè)置有進(jìn)氣口4、反洗口5和超濾排水口6。在反洗操作時，反洗液的流向如圖3和圖4中箭頭方向所示，加壓反洗泵將反洗液從反洗槽通過管路泵入反洗口5，反洗口5和超濾排水口6分別與超濾膜組件1的出水端和進(jìn)水端連通，實(shí)現(xiàn)對膜管的反向清洗，最后，反洗液通過出水泵從超濾排水口6排出，完成反洗。

化學(xué)清洗系統(tǒng)則包括：藥洗槽和循環(huán)清洗泵，水箱的箱體上設(shè)置有清洗液進(jìn)口7、清洗液淡水回流口8和清洗液濃水回流口9，循環(huán)清洗泵與清洗液進(jìn)口7通過管路連接并且清洗液進(jìn)口7與超濾膜組件1的進(jìn)水端連通。在化學(xué)清洗操作時，化學(xué)清洗液的流向如圖5和圖6中箭頭方向所示，化學(xué)清洗液通過循環(huán)清洗泵從清洗液進(jìn)口7進(jìn)入超濾膜組件1，對膜管進(jìn)行化學(xué)清洗，最后，清洗液分別從清洗液淡水回流口8和清洗液濃水回流口9流出進(jìn)行回收。

另外，在管路上設(shè)置有多個閥門12（僅用附圖標(biāo)記標(biāo)出了其中一部分），具體地，閥門12為氣動蝶閥或手動蝶閥，方便對管路的啟閉進(jìn)行控制，這是很容易理解的，因此本發(fā)明中不作贅述。

綜上，本發(fā)明的懸浮物耐受超濾裝置適用于液體中特別是有毒介質(zhì)中固體懸浮顆粒的分離（固含量高于0.5%），可廣泛應(yīng)用于水處理、冶金、石油、化工、電力、輕工、食品、醫(yī)藥、紡織、造紙等行業(yè)，尤其在電力、鋼鐵行業(yè)等需生產(chǎn)用水循環(huán)使用的場合。該超濾裝置基于一種先進(jìn)的膜分離技術(shù)，料液中含有的溶劑及各種小的溶質(zhì)從高壓料液側(cè)透過濾膜到達(dá)低壓側(cè)，從而得到透過液或稱為超濾液；其超濾膜微孔最小可達(dá)0.01微米（十萬分之一毫米）以下，能有效地去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源和有機(jī)物力作用下，而尺寸比膜孔徑大的溶質(zhì)分子被膜截留成濃縮液，利用特殊的膜管材質(zhì)和錯流過濾技術(shù)，使料液流經(jīng)膜面時產(chǎn)生的剪切力會把膜面上滯留的固體顆粒物帶走，從而使污染層保持在一個較薄的狀態(tài)，避免在膜表面產(chǎn)生堆積，從而進(jìn)一步延長了反洗周期和化學(xué)清洗周期。

作為本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，在水箱內(nèi)設(shè)有產(chǎn)水取樣口10，以對水樣進(jìn)行檢測，不合格的水樣即從不合格產(chǎn)水與排氣口11排出，避免進(jìn)入產(chǎn)水槽。

經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明的超濾裝置結(jié)構(gòu)高效、緊湊、占地面積小，過濾精度很高，可以為反滲透膜提供最大限度的保護(hù)，適用于大中型飲用水廠的深度處理和市政及工業(yè)廢水處理，能夠去除水中各種懸浮物、膠體雜質(zhì)，特別是去除隱孢子、鞭毛蟲、大腸桿菌等致病微生物，實(shí)現(xiàn)中水、廢水回用及循環(huán)排污水回用凈化處理，還可實(shí)現(xiàn)污水中有用物質(zhì)的回收，亦可實(shí)現(xiàn)果汁、蛋白質(zhì)、酶制劑的濃縮分離，具有極好的市場推廣前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。