[实用新型]过滤膜支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及流体组分过滤、分离和提纯领域中的过滤膜，具体而言，涉及一种过滤膜支架。

背景技术

从流体中分离和过滤特定组分(包括固体颗粒、胶体、大分子有机物、可溶性无机盐、气溶胶等)是许多领域中必不可少的工艺，包括生物科学、化工生产、实验室检测、食品饮料工业、烟气治理、电子工业和水处理行业等。而膜分离技术是流体组分过滤、分离和提纯中常用的工艺。

以人造膜为隔断，并利用在膜两侧人为形成地，在不同相态(通常是指流体与流体间)中同一成分间或者同一相态中各类成分之间的运输推动力的差异，把有关成分分离出来的方法，称之为膜分离技术。膜分离技术包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤和微滤等。在膜过滤的过程中，溶液中的胶体和悬浮颗粒在压力的作用下被截留或吸附在膜表面形成滤饼层，造成了膜通量的下降，这一现象称为膜污染。在膜分离工艺过程中，膜污染是应极力避免或控制的。但是许多科学研究发现滤饼层虽然会使能耗增大，但它有助于对小粒子的截留，提高过滤分离性能。而且与相同孔径的非动态膜相比，它的渗透性也更好。这些优点使得动态膜的研究由消极的抑制变成了积极的利用。

动态膜是多孔载体上微粒沉积形成，又可以称为次生膜，其实质就是载体组件在错流过滤时的浓差极化和滤饼层-在各种机理的作用下粒子在载体表面形成了一层具有微滤或超滤性质的膜层。现在可充当动态膜载体的组件有:陶瓷、烧结玻璃、烧结金属、碳等多孔无机材料；纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、聚烯烃类、硅橡胶类等高分子膜，而这些高分子膜有时也称之为基膜。

与传统的膜技术相比，动态膜保留了膜组件的大部分优点，并且还具有以下几个优势:(1)能耗低-过滤阻力比超滤和微滤小1一2个数量级,在重力作用下可以自流出水；(2)出水通量大-与传统膜生物反应器相比,通量提高几倍甚至十几倍；(3)再生容易-简单的气液反冲洗即可得到百分百的通量恢复；(4)原材料价格低廉，例如基膜的价格只有超滤膜的几分之一。

然而动态膜也有致命的缺陷。随着运行时间的增长，次生膜的厚度逐渐增加，其结构也发生变化(致密度增高等)，从而使膜两侧压差增大，在压力作用下破坏动态膜的分离层，导致动态膜体系的崩溃而失效，因此，需要开发一种结构简单、流体组分过滤和分离效率高、膜污染和控制效果好的过滤膜支架。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、流体组分过滤和分离效率高、膜污染和控制效果好的过滤膜支架。

有鉴于此，本实用新型提供了一种过滤膜支架，其包括过滤膜支架本体，所述过滤膜支架本体包括：多个依次叠放的叠片，所述叠片的中部设置有通孔，多个所述叠片的所述通孔连接构成所述过滤膜支架本体的清水通道，相邻所述叠片之间设置有支撑件，以使所述相邻叠片之间具有供流体流过的间隙，且相邻所述叠片的外端面不平齐及相邻所述叠片的内端面也不平齐；密封板，所述密封板位于所述过滤膜支架本体的一端，并密封所述清水通道的一端；和连接件，所述连接件将多个所述叠片和所述密封板连接在一起构成所述过滤膜支架本体。

本实用新型提供的过滤膜支架，相邻叠片的外端面不平齐，使过滤膜支架的外表面形成沟槽。当流体由过滤膜支架的外表面经由叠片间的缝隙流入清水通道时，就会撞击叠片，并在沟槽处形成湍流。湍流对流体中的粒子施加与主体流体方向相反的作用力，使得粒子进行小幅度的往复运动并停留在支架表面附近。这样，粒子在沟槽中的湍流和主体流体流动的共同作用下，停留在距离支架本体外表面的设定距离处，随着粒子逐渐聚集在过滤膜支架外表面外的设定距离处，它们直接与流体中外加的絮凝剂或者表面活性剂等试剂共同作用在支架外表面设定的距离处形成所述过滤膜，或者使粒子直接在基膜(由支架外表面支撑的)上形成次生膜。相邻叠片的内端面不平齐，即清水通道的直径不一致、产生变化，则过滤后的流体在支架本体内的清水通道内流动时，当通道突然由大直径变为小直径时，由于流体压力差的瞬时变化等，部分流体会沿着叠片间的缝隙回流产生回流作用力，进一步强化沟槽处的湍流，从而进一步对所述过滤膜或者基膜外表面的次生膜形成支撑和清洁作用。相邻叠片之间设置有支撑件，使相邻叠片之间具有足够的间隙，也同时保证了沟槽的宽度，进而保证了在沟槽处能够产生较强的湍流，使得过滤膜或者次生膜能够保持在距离支架外表面附近的设定距离；此外，沟槽中的湍流使得支架表面附近的过滤膜或者基膜上的次生膜产生小幅度的不规则往复运动，及时地对过滤膜或者次生膜进行了清洁，实时地控制了膜的污染，避免膜被污物污染。