一種平板膜過濾器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種平板膜過濾器，尤其涉及到固液分離用的平板膜過濾器及組件結(jié)構(gòu)，屬于工業(yè)分離領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)和水處理領(lǐng)域中，陶瓷膜以其良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度以及耐酸堿、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，在固液分離和濃縮除雜澄清過程中越來越得到廣泛的應(yīng)用，尤其在固液分離過程中，陶瓷膜以其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，正越來越被應(yīng)用在條件比較苛刻的環(huán)境體系中，如高酸堿廢水、高溫料液的固液分離等。陶瓷膜過濾通常采用錯(cuò)流過濾的方式，這種方式的好處是通過平行于膜面的流體剪切力降低過濾過程中的膜污染，使得通量在比較高的水平上運(yùn)行。但由此而帶來了兩種負(fù)效應(yīng)，一是過程中能耗較高，運(yùn)行成本比較大，一是濃縮倍數(shù)不能高，否則，固含量高會(huì)堵塞膜通道。這兩種負(fù)效應(yīng)嚴(yán)重制約著陶瓷膜在固液分離中的應(yīng)用，尤其在水處理的濁度去除方面，濃縮倍數(shù)低和運(yùn)行能耗高使得很多用戶望而卻步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供一種平板膜過濾器，解決上述技術(shù)背景中因濃縮倍數(shù)低和運(yùn)行能耗高而導(dǎo)致的陶瓷膜無法應(yīng)用在處理量非常大的固液分離領(lǐng)域，尤其水處理領(lǐng)域。
[0004]本實(shí)用新型解決的思路是:通過選用高填裝密度的平板膜作為膜元件，利用與料液接觸面大的平板外膜，來提高濃縮倍數(shù)和濃縮后料液的固含量；通過低壓微錯(cuò)流或真空負(fù)壓終端過濾方式，來降低運(yùn)行能耗?；谶@樣的思路，本實(shí)用新型將濃縮沉降和過濾結(jié)合起來，形成一個(gè)由膜過濾為主導(dǎo)，以沉降分離為輔助的新型平板膜過濾器。而且本實(shí)用新型在此基礎(chǔ)上，提出將膜過濾器設(shè)計(jì)成可拆卸和放大的膜過濾設(shè)備，通過將膜組件設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的組件，然后根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行線性放大。工藝簡(jiǎn)單，操作和運(yùn)輸都方便。
[0005]在上述思路的指導(dǎo)下，本實(shí)用新型具體的技術(shù)方案是:
[0006]一種平板膜過濾器，包括有箱體、沉降室，沉降室設(shè)置于箱體的下方，在箱體內(nèi)部安裝有平板膜組件，平板膜組件包括有至少一塊平板膜元件，所述的平板膜元件的內(nèi)部設(shè)置至少一條滲透液通道，滲透液通道的開口位于平板膜元件的側(cè)面上，在開口處設(shè)置有密封頭，密封頭將開口與平板膜元件的截留側(cè)隔開，至少一個(gè)密封頭上設(shè)置有膜元件產(chǎn)水口 ；平板膜元件所在的平面不是水平面。
[0007]密封頭的材質(zhì)為聚合物，密封頭與平板膜元件之間通過膠水粘接固定。
[0008]平板膜元件的數(shù)量為兩塊以上。
[0009]平板膜元件相互之間平行。
[0010]平板膜元件之間的間距是2?3cm。
[0011]平板膜元件所在的平面與水平面之間的夾角α范圍為30° < α <90°。
[0012]平板膜元件為正方形或者矩形。
[0013]平板膜元件內(nèi)部的滲透液通道為直線形，數(shù)量為兩條以上，滲透液通道的開口位于平板膜元件的相對(duì)的上下兩側(cè)，兩側(cè)的開口處都設(shè)置有密封頭。
[0014]位置靠近上方一側(cè)的開口上設(shè)置的密封頭上設(shè)置膜元件產(chǎn)水口。
[0015]在箱體內(nèi)壁的上方設(shè)置支撐架，箱體內(nèi)壁的側(cè)方設(shè)置固定槽，平板膜元件上方的密封頭安裝于支撐架上，平板膜元件的側(cè)方插于固定槽中。
[0016]在箱體頂部還設(shè)置有可開合的箱蓋。
[0017]箱體、箱蓋和沉降室三部分之間用密封圈進(jìn)行密封。
[0018]在箱體或者箱蓋上，還設(shè)置有產(chǎn)水集管，密封頭上的膜元件產(chǎn)水口與產(chǎn)水集管連通。
[0019]沉降室呈漏斗形。
[0020]沉降室的底部還設(shè)置有排渣口。
[0021 ] 平板膜元件的材質(zhì)選自金屬、陶瓷或者聚合物。
[0022]平板膜元件是對(duì)稱膜或者非對(duì)稱膜。
[0023]平板膜元件是非對(duì)稱膜，支撐層的材質(zhì)是陶瓷，表面涂覆有分離層。
[0024]分離層的材質(zhì)選自金屬、陶瓷或者聚合物。
[0025]平板膜元件的平均孔徑范圍是5nm?5 μπι，優(yōu)選是20nm?0.8 μπι，更優(yōu)選是20nm ~ 0.2 μ mD
[0026]進(jìn)料口的進(jìn)料方向與平板膜元件所處的平面平行。
[0027]進(jìn)料口在箱體上的高度在平板膜組件的垂直方向的中下部，優(yōu)選地，進(jìn)料口的高度是平板膜組件的垂直方向的偏下1/4?1/3處。
[0028]在箱體的上部的側(cè)壁上，還設(shè)置有溢流口。
[0029]溢流口的出料方向垂直于平板膜元件的所處平面。
[0030]在溢流口的下方的箱體的內(nèi)壁上，還設(shè)置堰體。
[0031]有益效果
[0032]1、本實(shí)用新型將沉降和過濾結(jié)合起來，通過平板膜的過濾，最大限度地濃縮了料液，提高了濃縮倍數(shù)和固含量，最高固含量達(dá)到了 54%。
[0033]2、本實(shí)用新型采用微錯(cuò)流低壓操作或真空負(fù)壓終端過濾方式，極大地降低了運(yùn)行過程的能耗。
[0034]3、本實(shí)用新型將過濾器進(jìn)水方向設(shè)計(jì)成平行于膜片的方向，一方面降低了進(jìn)料對(duì)膜片的水力沖擊，另一方面，通過流體的流動(dòng)剪切減少膜板上濾餅的沉積。
[0035]4、本實(shí)用新型將過濾器的溢流口設(shè)置在組件的上部，且設(shè)有溢流堰，目的是去掉上層漂浮物(如油等)，更有利于膜過濾。而且溢流口也可作為微錯(cuò)流過濾時(shí)回流口用。
[0036]5、本實(shí)用新型將過濾器的溢流口出水方向設(shè)計(jì)成垂直于膜片的方向，從根本上根除了過濾時(shí)從進(jìn)料口到溢流口的短路。
[0037]6、本實(shí)用新型采用將膜組件上下堆積的方式來線性放大，操作容易，工藝簡(jiǎn)單方便，這是不同于以往所有過濾器的結(jié)構(gòu)方式，是本實(shí)用新型的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。同時(shí)這樣可拆可裝的方式也大大方便了運(yùn)輸和操作。
【附圖說明】
[0038]圖1是單個(gè)平板膜元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2是單個(gè)平板膜元件上安裝有密封頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3是平板膜過濾器的主視圖；
[0041]圖4是平板膜組件的側(cè)視圖。
[0042]其中，1、箱蓋；2、密封圈；3、平板膜組件；4、沉降室；5、排渣口 ；6、溢流口 ；7、堰體；8、進(jìn)料口 ；9、產(chǎn)水集管；10、支撐架；11、平板膜元件；12、箱體；13、固定槽；14、膜元件產(chǎn)水口 ；15、密封頭；16、滲透液通道；17、開口。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0044]本實(shí)用新型提供的平板無機(jī)膜過濾器的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，過濾器的中間主體為箱體12，其下方為沉降室4，沉降室4呈漏斗形，沉降室4的底部設(shè)置有排渣口 5，起一個(gè)濃縮排渣作用，下部由排渣口 5排出固含量高的濃渣；在箱體12的內(nèi)部設(shè)置有至少一塊平板膜元件11，也可以是多塊。
[0045]平板膜元件11的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，整體呈平板狀，內(nèi)部設(shè)置至少一條或者多條滲透液通道16，滲透液通道16的開口 17位于平板膜元件11的側(cè)面上，在開口 17處，設(shè)置有密封頭15，密封頭15將開口 17與平板膜元件11的截留側(cè)隔開，密封頭15的材質(zhì)可以選自聚合物材料，通過密封膠將其固定于開口 17上，另外，至少一個(gè)密封頭15上設(shè)置有膜元件產(chǎn)水口 14。平板膜元件11可以是對(duì)稱膜，也可以是非對(duì)稱膜；當(dāng)是對(duì)稱膜時(shí)，其整個(gè)膜面是均勻的整體，外表面可以覆有分離膜層。
[0046]平板膜元件11的材質(zhì)是無機(jī)材質(zhì)或者是聚合物材料，當(dāng)采用無機(jī)材料時(shí)，可以選自例如:鈦、不銹鋼、陶瓷材料。特別優(yōu)選是陶瓷材料。作為構(gòu)成陶瓷分離膜的多孔膜的材料，能夠從現(xiàn)有公知的陶瓷材料中適當(dāng)選擇。例如，可以使用氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化釔，鈦酸鋇等氧化物類材料；堇青石、多鋁紅柱石、鎂橄欖石、塊滑石、硅鋁氧氮陶瓷、鋯石、鐵酸鹽等復(fù)合氧化物類材料；氮化硅，氮化鋁等氮化物類材料；碳化硅等碳化物類材料；羥基磷灰石等氫氧化物類材料；碳、硅等元素類材料；或者含有它們的兩種以上的無機(jī)復(fù)合材料等。還可以使用天然礦物(粘土、粘土礦物、陶渣、硅砂、陶石、長(zhǎng)石、白砂)或高爐爐渣、飛灰等。其中，優(yōu)選選自氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化硅中的I種或2種以上，更優(yōu)選以氧化鋁、二氧化鋯或者氧化鈦?zhàn)鳛橹黧w構(gòu)成的陶瓷粉末。其中，這里所說的“作為主體”表示陶瓷粉末總體的50wt%以上(優(yōu)選75wt%以上、更優(yōu)選80wt%?100wt%)為氧化鋁或二氧化