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Title:
FLATBED PRESSURE INFILTRATION HYBRID MEMBRANE FILTRATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/040727
Kind Code:
A1
Abstract:
A flatbed pressure infiltration hybrid membrane filtration system, which comprises a sealed pressure vessel (1) and at least one row of membrane component assembly arranged therein. Each row of membrane component assembly is provided with at least two serial-connected membrane components (2). The membrane component assembly and the pressure vessel (1) are provided therebetween with a gap (18). Two ends of the membrane component assembly are both inserted onto end panels (6). The two adjacent membrane components (2) are connected via a connecting piece (7). Two end panels (6) partition the space within the pressure vessel (1) into end cavities (8) and a center cavity (9). The membrane components (2) comprise internal membrane fibers (10) and external meshes (11) coveringly arranged over the exteriors of the membrane fibers (10). Water permeates outwards or inwards through the external meshes (11). The membrane components (2) are provided with water transfusion pipes (12) penetrating front ends and rear ends of the membrane components (2). The pressure vessel (1) is provided thereon with an end-section water inlet/outlet (13) and mid-section water inlets/outlets (14). The system is structurally simple, facilitates replacement of parts and maintenance, allows for multiple membrane components to be used simultaneously for filtration and for increased filtration efficiency, and provides various operation modes and great applicability.

Inventors:
ZHANG HUICHUN (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/001652
Publication Date:
March 28, 2013
Filing Date:
September 29, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ZHANG HUICHUN (CN)
International Classes:
B01D61/00; B01D63/04; B01D63/00; C02F1/44
Domestic Patent References:
WO2003014025A12003-02-20
Foreign References:
CN201880490U2011-06-29
CN201520677U2010-07-07
JP2008183517A2008-08-14
Attorney, Agent or Firm:
BTA INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD. (CN)
北京中北知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 包括端部封闭的压力容 器和封闭在所述压力容器内的设置至少一排膜元件组件, 每排膜元件组件至 少设置两个串联排列的膜元件, 所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间 隙, 所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上, 所述每排相邻的两膜元 件之间通过连接件密封连接, 所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的 端部腔和位于所述两个端部腔之间的中间腔, 所述膜元件包括内部膜丝和包 设在所述膜丝外部的外网, 水从所述外网渗出或渗入, 所述膜元件上设有贯 穿所述膜元件前端和后端的输水管, 所述压力容器上位于两个端部腔外部均 设有端部进出水口, 所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置一个中部 进出水口。

2、 根据权利要求 1所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述压力容器上位于所述中间腔外部设置两个中部进出水口, 所述两个中部 进出水口位于所述中间腔两个端部位置。

3、 根据权利要求 2所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述两个端部出水口和所述中部进出水口分别位于所述压力容器的相反侧。

4、 根据权利要求 3所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述两个中部出水口分别位于所述压力容器的同侧或相对侧。

5、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述膜元件还包括位于膜丝两端的封头和位于所述封头外部的 端头, 所述封头设在所述膜丝端部, 所述端头将所述封头、 所述膜丝和所述 外网固定在一起。

6、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述压力容器的两端设置密封所述压力容器的端盖。

7、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述端板上设置与所述膜元件尺寸一致的固定孔, 所述膜元件 的端部边缘密封固定在所述固定孔内, 所述端板上固定孔的数量和位置与所 述膜元件的数量和位置对应。

8、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述每排膜元件组件串联排列四个膜元件。

9、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 其特征在于: 所述压力容器内设置七排膜元件组件。

Description:
一种卧式压浸复合式膜滤系统

技术领域

本发明涉及一种膜过滤系统, 特别是涉及一种卧式压浸复合式膜滤系统。

背景技术

现有卧式膜过滤系统一般是由压力容器 1、 带外壳的中空纤维膜元件 2、 内插接头 3、端盖 4组成。每个压力容器内串联安装一排 4个带外壳的膜元件, 膜元件之间通过内插接头连接, 压力容器两端通过端盖密封。

现有卧式膜系统一般仅装配内压膜元件, 单书支膜元件断面及剖面如图 2 及图 3所示, 膜元件 2 内设置产水收集管、 旁通配水管、 产水总管、 膜丝和 包设在膜丝外部的膜壳, 膜壳是不透水的。

现有的膜滤系统图具体见图 1。进水口一般位于压力容器两端, 待过滤的 液体一部分进入两端的膜元件进行过滤, 其余的则通过膜元件本身的旁通配 水通道进入下二个膜元件,以保证压力容器内 的各个膜元件配水均匀; 过滤后 的产水通过膜元件中心产水收集管到出水口排 放。 这样的膜过滤系统的缺点 是只能设置一排膜元件, 而且只能使用内压膜, 过滤效率比较低, 适用性受 到一定的限制, 另外, 由于现有的膜元件包括产水收集管、 旁通配水管、 产 水总管、 膜丝和包设在膜丝外部的膜壳, 这样结构比较复杂, 成本比较高。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的 , 本发明的目的是提供一 种结构简单、 成本低、 可以设置多排膜元件、 使用多个膜元件同时进行过滤, 有效提高过滤系统的过滤效率, 容易更换部件和维修, 可以有多种运行方式, 适用性大大提高的卧式压浸复合式膜滤系统。

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 包括端部封闭的压力容器和封 闭在所述压力容器内的设置至少一排膜元件组 件, 每排膜元件组件至少设置 两个串联排列的膜元件, 所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间隙 , 所 述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上, 所述每排相邻的两膜元件之间 通过连接件密封连接, 所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的 端部腔 和位于所述两个端部腔之间的中间腔, 所述膜元件包括内部膜丝和包设在所 述膜丝外部的外网, 水从所述外网渗出或渗入, 所述膜元件上设有贯穿所述 膜元件前端和后端的输水管, 所述压力容器上位于两个端部腔外部均设有端 部进出水口, 所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置 一个中部进出水 □。

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统还可以 是:

所述压力容器上位于所述中间腔外部设置两个 中部进出水口, 所述两个 中部进出水口位于所述中间腔两个端部位置。

所述两个端部出水口和所述中部进出水口分别 位于所述压力容器的相反 所述两个中部出水口分别位于所述压力容器的 同侧或相对侧。

所述膜元件还包括位于膜丝两端的封头和位于 所述封头外部的端头, 所 述封头设在所述膜丝端部, 所述端头将所述封头、 所述膜丝和所述外网固定 在一起。

所述压力容器的两端设置密封所述压力容器的 端盖。

所述端板上设置与所述膜元件尺寸一致的固定 孔, 所述膜元件的端部边 缘密封固定在所述固定孔内, 所述端板上固定孔的数量和位置与所述膜元件 的数量和位置对应。

所述每排膜元件组件串联排列四个膜元件。

所述压力容器内设置七排膜元件组件。

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 由于其包括端部封闭的压力容 器和封闭在所述压力容器内的设置至少一排膜 元件组件, 每排膜元件组件至 少设置两个串联排列的膜元件, 所述膜元件组件与所述压力容器之间留有间 隙, 所述每排膜元件组件的两端部均插设在端板上 , 所述每排相邻的两膜元 件之间通过连接件密封连接, 所述两个端板将压力容器内空间隔开为两端的 端部腔和位于所述两个端部腔之间的中间腔, 所述膜元件包括内部膜丝和包 设在所述膜丝外部的外网, 水从所述外网渗出或渗入, 所述膜元件上设有贯 穿所述膜元件前端和后端的输水管, 所述压力容器上位于两个端部腔外部均 设有端部进出水口, 所述压力容器上位于所述中间腔外部至少设置 一个中部 进出水口。 这样结构的卧式压浸复合式膜滤系统相对于现 有技术而言具有的 优点是膜元件的膜丝外部包设的具有透水性的 外网, 水不但可以从膜元件的 外部进入内部的输水管内, 还可以从内部输水管将水过滤后排出膜元件外 部, 即可以使用内压膜也可以使用外压膜, 扩大了膜滤系统的适用性。 另外, 由 于可以设置多排膜元件组件, 每排膜元件组件又是由至少两个膜元件串联连 接而成, 因此, 压力容器内可以设置多个膜元件, 多个膜元件同时作用对水 进行过滤, 大大提高了膜滤系统的过滤效率, 而且, 各膜元件组件都是密封 插接在端板上, 在维修过程中不需要更换所有的膜元件组件, 只需要更换损 坏的那一排膜元件组即可, 维修方便, 延长整体膜滤系统的使用寿命。 附图说明

图 1为现有技术膜过滤系统示意图。

图 2为图 1中膜元件的径向剖视图。

图 3为图 1中膜元件的轴向剖视图。

图 4为本发明卧式压浸复合式膜滤系统具体实施 示意图。

图 5为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的另一实 例示意图。

图 6为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的又一实 例示意图。

图 7为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的再一实 例示意图。

图 8为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的变体实 例示意图。

图 9为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的膜元件 向剖面图。

图 10为本发明卧式压浸复合式膜滤系统的膜元件 向剖视图。 图 11为本发明卧式压浸复合式膜滤系统端板的平 图。

图 12为本发明卧式压浸复合式膜滤系统端板的剖 图。

图号说明

1 ···压力容器 2…膜元件 3…内接插头 4…端盖

5···膜壳 6…端板 7…连接件 8…端部腔

9···中间腔 10…膜丝 11…外网 12…输水管

13…端部进出水口 14…中部进出水口 15…封头

16…端头 17…固定孔 18…间隙 具体实施方式

下面结合附图的图 4至图 12对本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统作 进一歩详细说明。

具体实施例一

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 请参考图 4至图 12, 包括端部 封闭的压力容器 1和封闭在所述压力容器 1 内的设置至少一排膜元件组件, 每排膜元件组件至少设置两个串联排列的膜元 件 2,所述膜元件组件与所述压 力容器 1之间留有间隙 18,所述每排膜元件组件的两端部均插设在端 6上, 所述每排相邻的两膜元件 2之间通过连接件 7密封连接, 所述两个端板 6将 压力容器 1 内空间隔开为两端的端部腔 8和位于所述两个端部腔 8之间的中 间腔 9, 所述膜元件 2包括内部膜丝 10和包设在所述膜丝 10外部的外网 11, 水从所述外网 11渗出或渗入, 所述膜元件 2上设有贯穿所述膜元件 2前端和 后端的输水管 12, 所述压力容器 1上位于两个端部腔 8外部均设有端部进出 水口 13, 所述压力容器 1上位于所述中间腔 9外部至少设置一个中部进出水 口 14。 具体的卧式压浸复合式膜滤系统的运行方式如 下:

A.外压错流过滤: 如图 4所示, 两端部进出水口 13为产出产水, 而中部 进出水口 14为污水进水, 这样, 在过滤过程中, 污水从中部进水口进入中部 腔内, 并充满中部腔, 然后由于外压的作用, 污水从外网 11渗入各膜元件 2 的膜丝 10中进行过滤, 过滤后的过滤水渗入到输水管 12内, 输水管 12内的 水在后续渗入的过滤水的推动下向压力容器 1 的两个端部腔 8流出, 然后由 端部进出水口 13排出过滤后的水。 在清洗阶段, 一般先进行正洗, 即清水从 中部进出水口 14进入中间腔 9内, 然后将外网 11和膜元件 2外周进行冲洗, 然后含有高浓度污物的水从中间腔 9 的另一个中间进出水口 (此时该中间进 出水口为浓水排放口) 排出, 然后在进行反洗, 即清水从端部进出水口 13进 入压力容器 1的端部腔 8内, 然后进入输水管 12, 并从渗透入膜丝 10中, 并 最终在压力的作用下从膜丝 10外部渗出冲洗膜丝 10表面和中间腔 9内的污 物并由中间腔 9通过中部进出水口 14排出, 达到进一歩清洗膜元件 2和过滤 系统的目的。

B. 内压全流过滤: 如图 5所示, 在过滤阶段, 污水从压力容器 1的两个 端部腔 8外的端部进出水口 13进入端部腔 8内, 一部分由与端部腔 8接触的 膜元件 2进行过滤, 而其余的则通过位于边缘的膜元件 2上的输水管 12和连 接件 7进入下一个膜元件 2内进行过滤, 而污水通过膜元件 2内膜丝 10的过 滤后从外网 11渗出进入中间腔 9,之后由于压力的作用从中部进出水口 14产 出过滤后的水。 在清洗阶段, 干净水从中间进出水口进入中间腔 9 内, 然后 在压力的作用下反向进入膜元件 2内部, 即反向进入膜丝 10, 将膜丝 10表面 的污染物清理干净, 然后冲洗的水和污染物从输水管 12和膜元件 2的端部排 出至端部腔 8内, 然后在压力的作用下被排出压力容器 1内, 进而将膜元件 2 和压力容器 1冲洗干净, 以便进行后续的过滤工序。

C. 外压全流过滤: 如图 6所示, 污水从中部进出水口 14进入压力容器 1 的中间腔 9内, 然后在压力的作用下渗入膜元件 2的膜丝 10内进行过滤, 然 后由与端部腔 8接触的膜元件 2的端部和输水管 12排出至端部腔 8内, 然后 在压力的作用下由端部进出水口 13产出过滤水。 在清洗阶段, 干净水从端部 进出水口 13进入压力容器 1的端部腔 8内, 然后从膜元件 2端部和输水道进 入各膜元件 2的膜丝 10内冲洗膜丝 10表面, 并将冲洗后的污水和污物从中 间进出水口排出, 进而将膜元件 2和压力容器 1冲洗干净。 D.内压错流过滤: 如图 7所示, 在过滤阶段, 污水从端部进出水口 13进 入压力容器 1的端部腔 8内, 污水的一部分由与端部腔 8接触的膜元件 2进 行过滤, 而其余的则通过位于边缘的膜元件 2上的输水管 12和连接件 7进入 下一个膜元件 2内进行过滤, 而污水通过膜元件 2内膜丝 10的过滤后从外网 11渗出进入中间腔 9, 之后由于压力的作用从中部进出水口 14产出过滤后的 水。 在清洗阶段, 一般先进行正洗, 即清水从端部进出水口 13进入压力容器 1的端部腔 8内, 然后将膜元件 2端部和输水道内的进行冲洗, 然后含有高浓 度污物的水从端部腔 8的另一个端部进出水口 13 (此时该端部进出水口 13为 浓水排放口) 排出, 然后在进行反洗, 即清水从中部进出水口 14进入压力容 器 1的中间腔 9内, 然后冲洗膜元件 2表面, 并渗透入膜丝 10中, 并最终在 压力的作用下从膜丝 10端部渗出或渗入输水管 12内冲洗膜丝 10表面和输水 管 12内的污物并从输水管 12和膜元件 2的端部排至端部腔 8内, 在压力作 用下通过端部进出水口 13排出,达到进一歩清洗膜元件 2和过滤系统的目的。

因此, 这样结构的卧式压浸复合式膜滤系统相对于现 有技术而言具有的 优点是膜元件 2的膜丝 10外部包设的具有透水性的外网 11,水不但可以从膜 元件 2的外部进入内部的输水管 12内, 还可以从内部输水管 12将水过滤后 排出膜元件 2 外部, 即可以使用内压膜也可以使用外压膜, 扩大了膜滤系统 的适用性。 另外, 由于可以设置多排膜元件组件, 每排膜元件组件又是由至 少两个膜元件 2串联连接而成, 因此, 压力容器 1内可以设置多个膜元件 2, 多个膜元件 2 同时作用对水进行过滤, 大大提高了膜滤系统的过滤效率, 而 且, 各膜元件组件都是密封插接在端板 6上, 在维修过程中不需要更换所有 的膜元件组件, 只需要更换损坏的那一排膜元件 2 组即可, 维修方便, 延长 整体膜滤系统的使用寿命。

具体实施例二

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 请参考图 4至图 12, 在具体实 施例一的基础上, 所述压力容器 1上位于所述中间腔 9外部设置两个中部进 出水口 14, 所述两个中部进出水口 14位于所述中间腔 9两个端部位置。 当然 还可以设置更多的中部进出水口 14。 优选的是设置两个中部进出水口 14, 因 为这样就可以在清洗阶段先进行正洗, 而一个为干净水入口, 一个作为高浓 度污染物水排出的浓水排放口。 而两个中部进出水口 14分别位于中间腔 9端 部的优点在于进水量大, 同时兼顾两端的膜元件 2, 不会出现前端膜元件 2污 染物很多, 而最后端膜元件 2 几乎没有起作用的情况发生, 即起到均衡膜元 件 2 利用的作用。 进一歩优选的技术方案为所述两个端部出水口 和所述中部 进出水口 14分别位于所述压力容器 1的相反侧。 这样, 污水进入口和过滤水 的产出口分别位于相反侧, 有助于加快过滤的进行, 同时有利于膜元件 2 上 膜丝 10均衡地进行过滤, 避免出现例如上侧的膜元件 2的膜丝 10使用比较 充分, 而下侧的膜元件 2的膜丝 10利用率比较低的情况出现, 使得过滤效率 更高。进一歩优选的技术方案为所述两个中部 出水口分别位于所述压力容器 1 的同侧或相对侧。 这样, 中部出水口位于同侧时的优点是进出水比较均 匀, 而中部出水口位于相对侧时的优点是在正洗的 时候清洗更加彻底。

具体实施例三

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 请参考图 4至图 12, 在具体实 施例一和具体实施例二的基础上, 还可以是所述膜元件 2还包括位于膜丝 10 两端的封头 15和位于所述封头 15外部的端头 16,所述封头 15设在所述膜丝 10端部, 所述端头 16将所述封头 15、 所述膜丝 10和所述外网 11固定在一 起。 这样, 封头 15将每个膜丝 10进行固定, 而且每个膜丝 10的头端均与外 界接触, 而端头 16的作用是将封头 15和外网 11固定在一起, 进而形成透水 的膜元件 2。这样的膜元件 2才能实现内压渗透和外压渗透均适用的情况 扩 大了膜滤系统的适用性, 当然膜元件 2还可以采用其他的结构, 只要是膜元 件 2外部可以渗水即可。 另外, 所述压力容器 1 的两端设置密封所述压力容 器 1的端盖 4。 端盖 4的作用是封闭压力容器 1, 进而保证压力容器 1的水不 会从端部腔 8的缝隙流出, 影响压力容器 1 内的压差和进水和产水的效率。 另外, 所述端板 6上设置与所述膜元件 2尺寸一致的固定孔 17, 所述膜元件 2的端部边缘密封固定在所述固定孔 17内,所述端板 6上固定孔 17的数量和 位置与所述膜元件 2的数量和位置对应。 这样端板 6的作用一是固定各组膜 元件组件, 二是端板 6在密封插接好膜元件组件之后将中间腔 9和端部腔 8 隔离, 避免污水和过滤后的水混合影响过滤效率。 如图 11和图 12所示的端 板 6, 显示的端板 6是固定七组膜元件组件的情况, 由于膜元件 2是插入固定 孔 17内, 每个膜元件 2的膜丝 10的端部和输水管 12均外露, 因此, 水可以 从膜丝 10端部进入膜元件 2内。

具体实施例四

本发明的一种卧式压浸复合式膜滤系统, 请参考图 4至图 12, 在具体实 施例一或具体实施例二或具体实施例三的基础 上, 还可以是所述每排膜元件 组件串联排列四个膜元件 2。 所述压力容器 1内设置七排膜元件组件。 如图 8 所示, 这样, 过滤效率比较高, 同时过滤较大量的水。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明 , 但并不能作为本发明的 保护范围, 凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变 化或修饰, 均应认 为落入本发明的保护范围。