专利名称：超声震动型卷式超滤膜组器及其超滤装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于环保技术领域，尤其是涉及一种超声震动型卷式超滤膜组器及其超滤
>J-U ρ α装直。
背景技术：
作为新型的流体分离技术，超滤由于其常温操作、无相变、分离效率高及透过液品质稳定等显著优点，使其在生化、食品、环保等领域成为一种很有竞争力的流体分离技术， 并在全球范围内收到高度重视。虽然超滤膜技术已经实现了工业化应用，但其正处于发展完善阶段，仍存在一定缺陷需要进一步解决。对于超滤膜来说，浓差极化和膜污染是制约其发展的主要瓶颈，浓差极化是膜表面局部浓度增加引起边界层流体阻力增加，导致传质推动力下降的现象。膜污染会引起膜的透液量明显下降，由此导致设备成本上升，产品质量下降，膜的使用寿命缩短等一系列问题。由于料液一旦与膜接触膜污染就开始了，膜污染是无法避免的，因此，降低超滤运行过程中的膜污染是目前研究的重要方向。卷式超滤膜因其水流死角少、装填密度大、抗压性好、结构紧凑及占地面积较小的特点已广泛应用于食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等物料分离和水处理众多领域。但是，卷式膜也存在进水预处理要求严格，膜强度要求较高，流道易被污堵等缺点，需要通过膜组器的结构设计来减轻浓差极化，降低膜污染。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出超声震动型卷式超滤膜组器。该膜组器在运行过程中，在震动的作用下，由于料液和膜表面发生高速的相对运动，这样首先可以降低料液和膜表面接触的机率，避免膜吸附料液中的某些成分而被堵塞；其次，高度剪切速率可以破坏膜表面形成的凝胶层，维持膜通量稳定。本发明的另一目的在于提出一种具有上述超声震动型卷式超滤膜组器的超滤膜
>J-U ρ α装直。根据本发明第一方面实施例的超声震动型卷式超滤膜组器。包括卷式超滤膜，所述卷式超滤膜包括超滤膜片、流道，且所述超滤膜片和流道错位叠加后卷在集水管上；所述卷式超滤膜外套有膜壳，用于提供流体流动的管道并对膜提供保护；和至少两个超声波振子，所述超声波振子置于超滤膜壳外的水平及垂直位置上，且两个超声波振子呈垂直放置。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器，由于在超滤膜壳外增加了超声波振子，当流体经过超滤膜表面时，超声波声冲流强烈的对流传导对流体进行搅拌，当小颗粒刚好悬浮时，湍动力和重力达到平衡，搅拌使悬浮粒子分散于整个空间因而能减缓膜表面凝胶层形成的速度，超声波功率愈高，声冲流愈强，由此导致的搅拌作用也愈强并可使溶液渗透通量维持较高的水平，实验证明，经超声强化后，膜通量可提高120-260%。同时，由于超声波的震动作用，流体在超滤膜表面产生射流效果，加剧膜组器内多变的紊流流态，强化对膜组器的冲刷和擦洗，降低膜组器的污染。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器，由于采用水平、垂直双方向声场，水平方向增强进料的流速，垂直方向通过超声空化和声冲流作用，减缓膜表面沉积层的形成速度，对已形成的沉积层有冲刷和破坏作用。同时，料液中的微气泡在声场的作用下震动和突然闭合，可直接击碎沉积层，大大减缓膜污染。根据本发明的此实施例，震动膜组器优化设计双向超声场加大膜组器内料液混合程度，降低污染物质在膜表面的沉积，延缓膜污染的产生，提高膜组器通量，特别适用于高浓度、粘度的料液处理。在超滤膜清洗时，在超声波的作用下，流体激烈而快速的机械运动，同时由于空化作用产生的微小的“微射流喷嘴”，把水射到膜表面上，产生的高能冲击液对污染层直接反复冲击，破坏污染物与膜表面的吸附，引起污染层的疲劳破坏而脱离膜表面，加之超声音频震动的协同作用，气泡还能钻入裂缝中做震动，使污染物脱落。此外，交错的声场会把新鲜的溶液带到膜表面，溶解膜表面的颗粒，空蚀去除不溶解的污染物，减少膜表面积垢，去除或削弱边界层，清洗传统方法不能洗掉的死角，孔隙。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中
图1是根据本发明实施例的超滤装置的示意 图2是根据本发明实施例的震动卷式超滤膜组器的示意 图3是根据本发明实施例的震动卷式超滤膜组器超声方式的示意具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面参考图1-3描述根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器和具有它的超滤装置。如图1所示，根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤装置，包括料液箱1，低压泵2，保安过滤3，高压泵4，震动膜组器5，透过液调节阀6，透过液流量计7，透过液收集罐8，调压阀9，浓缩液流量计10，换热器11，和超声波发生器12 ;料液箱1、低压泵2、保安过滤
3、高压泵4与震动膜组器5进口通过不锈钢管路串联；超声波发生器12与震动膜组器5通过电路连接；震动膜组器5透过液出口与透过液调节阀6、流量计7、透过液收集罐8通过管路串联；震动膜组器5浓缩液出口与调压阀9、浓缩液流量计10、换热器11通过不锈钢管路串联。下面描述根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器。如图2-3所示，震动膜组器包括卷式超滤膜51，膜壳52，和超声波振子53 ;超声波振子通过电路与超声波发生器连接；卷式超滤膜安装于膜壳内，在端头及膜壳外水平和垂直方向安装有超声波振子，所述超声波振子在两个方向分别不少于I个，形成双方向交叉的超声场，强化超声震动对膜通量的提高及膜污染的减缓；卷式超滤膜包括超滤膜组51A，集水管51B，端头51C，和流道51D ;由不少于I个的超滤膜组和流道依次叠加后卷在集水管上，套上端头后置于膜壳中。当料液54流经超滤膜组51A时，在双向超声场的作用下，膜组器内料液混合程度增大，降低了污染物质在膜表面的沉积，延缓膜污染的产生，提高膜组器通量。在本发明的一些实施例中，超声波振子的频率在20_60kHz，本申请的发明人发现，通过将超声波的频率设在上述范围内，可以实现震动膜组器内流体的湍流运行，减少了凝胶层厚度，增加湍动，提高膜的运行通量，降低膜污染。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器，由于在膜组器的水平和垂直双方向增加了超声场，水平方向增强进料的流速，垂直方向通过超声空化和声冲流作用，减缓膜表面沉积层的形成速度，对已形成的沉积层有冲刷和破坏作用。同时，料液中的微气泡在声场的作用下震动和突然闭合，可直接击碎沉积层，大大减缓膜污染。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器运行通量高，抗污染性能好的特点，使用时可以降低清洗频次和成本。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤膜组器，由于采用震动卷式膜元件，因此在物料分离上具有易清洗、运行稳定的优点。并且膜结构牢固，能承受高压，组装及拆卸方便，卷式膜在使用时不存在断丝的现象，清洗更方便，性价比高。根据本发明实施例的超声震动型卷式超滤装置，由于双向超声场的作用，具有操作压力小，能耗低的特点。示例 I
某厂中药提纯分离，采用本发明的震动卷式超滤装置，处理量10吨/天，设备清洗周期由原来的8小时清洗一次，延长为12h清洗一次，膜通量由原来的40L/m2. h提高至47L/m2. h0
示例 2
乳化废液处理项目，处理量为50m3/h，原水CODra为20000-40000mg/L，油类为1000-3000 mg/L, pH 为 9. 0-11. 5。经处理后，出水 CODcr 小于 5000mg/L,油类小于 30mg/L。超滤运行的膜通量达到25L/m2. h，比普通膜组器提高150%，运行压力在O. 3-4. OMpa,比普通膜组器低，运行稳定。在本说明书的描述中，参考术语“ 一个实施例”、“ 一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种超声震动型卷式超滤膜组器，包括卷式超滤膜，膜壳，和超声波振子；卷式超滤膜安装于膜壳内，在端头及膜壳外水平和垂直方向安装有超声波振子；所述卷式超滤膜包括超滤膜组，集水管，端头，和流道；由不少于I个的超滤膜组和流道依次叠加后卷在集水管上，套上端头后置于膜壳中。
2.根据权利要求1所述的超声震动型卷式超滤膜组器，其特征在于，所述超声波振子在水平、垂直方向分别不少于I个，形成双方向交叉的超声场，提高膜通量，降低膜污染。
3.根据权利要求1所述的超声震动型卷式超滤膜组器，其特征在于，所述超声波振子的共振频率为20-60 kHz。
4.根据权利要求1所述的超声震动型卷式超滤膜组器，其特征在于，所述卷式超滤膜的截留分子量在1000-200000Da。
5.根据权利要求1所述的超声震动型卷式超滤膜组器，其特征在于，所述震动卷式超滤膜组器的膜由选自包括聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯腈及聚四氟乙烯的中的一种、多种或改性制成。
6.一种超声震动型卷式超滤装置，包括料液箱，低压泵，保安过滤，高压泵，震动膜组器，超声波发生器、透过液调节阀，透过液流量计，透过液收集罐，调压阀，浓缩液流量计，和换热器；所述料液箱、低压泵、保安过滤、高压泵与震动膜组器进口通过不锈钢管路串联；所述超声波发生器与震动膜组器相连；所述震动膜组器透过液出口与透过液调节阀、流量计、透过液收集罐通过管路串联；所述震动膜组器浓缩液出口与调压阀、浓缩液流量计、换热器通过不锈钢管路串联。
7.根据权利要求6所述的超声震动型卷式超滤装置，其特征在于，所述装置运行通量是普通膜组器的120-260%，运行压力为0. 1-0. 5Mpa。
全文摘要
超声震动型卷式超滤膜组器及超滤装置，包括卷式超滤膜，膜壳，和超声波振子；卷式超滤膜安装于膜壳内，在端头及膜科外水平和垂直方向安装有超声波振子，强化超声震动对膜通量的提高及膜污染的减缓；所述卷式超滤膜包括超滤膜组，集水管，端头，和流道；由不少于1个的超滤膜组和流道依次叠加后卷在集水管上，套上端头后置于膜壳中。根据本发明的超声震动型卷式超滤膜组器，通量大，抗污染性能好，使用寿命长，成本低。
文档编号B01D61/18GK103007759SQ20121050482
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者陈福泰, 杨艳, 郝福锦 申请人:北京清大国华环保科技有限公司