[实用新型]一种振动剪切膜分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种膜分离设备，属于污水处理、污水深度处理、食品浓缩提纯、药品浓缩提纯、废液浓缩回用、废油回收利用、海水淡化、饮用水净化等领域。

背景技术

膜分离技术已经发展了200多年，早在1748年，Abbe Nollet率先发现了膜分离现象，Abbe Nollet发现水通过猪膀胱的速度大于酒精，并首先创造了Osmosis一词；1865年，Fick用硝基纤维素合成了人类历史上第一张人工合成膜；1960年，LoeB和Sourirajan成功制造出具有高脱盐率和高膜通量的非对称醋酸纤维素反渗透膜。从此，膜分离技术开始大规模的工业应用。我国膜分离技术的起步较晚，随着我国膜研究者的不断研究，我国的膜技术也已经在许多领域得到了实际应用。

膜分离技术能够在常温下进行操作，分离过程中保持原有物质的物理化学性质不变，可以进行分子级的物质分离，工艺简单，操作方便，能耗低。因此，膜分离技术已经在许多领域得到实际的应用。如今，膜分离技术根据膜孔大小已经产生微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等多种方式，可以满足不同情况的处理要求。然而，膜分离过程中存在着浓差极化和膜污染的问题，导致膜分离过程中膜通量下降，降低了分离效率。

为了解决浓差极化和膜污染的问题，改进方法主要有进料液预处理、膜材料改性、添加阻垢剂、操作过程改进四种。进料液预处理主要是在膜分离前增加精滤过程等，但该方法使得膜分离流程变得更加复杂化，增加了成本。膜材料改性主要是改变膜的亲水性来提高膜通量，但是因为改性后的膜价格过高很难得到推广。添加阻垢剂主要是通过向进料液中投加化学药剂来阻碍膜污染，尽管效果比较明显，但容易导致二次污染。改进膜工艺的操作过程主要包括死端分离、错流分离、强化剪切分离这三个阶段。其中，强化剪切分离技术主要是让膜通过旋转或振动产生的剪切力，阻碍污染物沉积在膜表面，减少膜污染。目前，强化剪切膜分离的技术主要包括旋转管式剪切膜分离、旋转盘式剪切膜分离和振动剪切膜分离三种技术。

旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术都是通过旋转使膜表面产生剪切力来减少膜表面的污染物。振动剪切膜分离是通过扭转弹簧将偏心块旋转产生的振动传递到过滤膜盘，使膜表面产生振动，振动产生的剪切力使污染物不易沉积。旋转管式剪切膜分离技术、旋转盘式剪切膜分离技术和振动剪切膜分离技术对于阻碍浓差极化和膜污染都有明显的效果。但是，旋转管式剪切膜分离技术在实际运行过程中必需要达到较高的旋转角速度，才能产生足够的剪切力来阻碍污染物在膜表面沉积，整个内管高速旋转的耗能相对较高；旋转盘式剪切膜分离技术的能耗要少于旋转管式剪切膜分离技术，但仍需要达到一定的转速，才能满足实际应用中阻碍膜污染的要求，整个膜盘的旋转都是依靠中心转轴带动和支撑，因此旋转盘式剪切膜分离技术对中心转轴的机械强度要求较高。相对而言，振动剪切膜分离技术在能耗上要小于旋转管式剪切膜分离技术和旋转盘式剪切膜分离技术，对中心轴的机械强度要求也要比旋转盘式剪切膜分离技术低，而且在阻碍浓差极化和膜污染方面效果也最好。因此，振动剪切膜分离技术在污水处理、污水深度处理、食品浓缩提纯、药品浓缩提纯、废液浓缩回用、废油回收利用、海水淡化、饮用水净化方面将会得到更广泛的应用。

实用新型内容

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种振动剪切膜分离设备，能通过振动的方式改进膜工艺的操作过程。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种振动剪切膜分离设备，包括：设有碟片式膜组件的膜分离系统，振动装置，设有输出振动的扭力杆，该扭力杆上端与所述碟片式膜组件固定连接。

本实用新型的有益效果为：(1)通过设置振动装置，能带动碟片式膜组件以振动剪切方式工作，可以有效地防止浓差极化和膜污染，能够更好的保持膜通量的稳定，提高过滤效率；并能够明显减少膜的换洗次数，减少更换膜所造成的费用消耗；而且振动剪切的方式能耗并不是很高，与传统过滤相比，仅仅多一个电机的用电量，从整体的效益分析，要远远优于传统过滤，而且振动的方式的能耗要低于旋转的方式所产生的能耗；由于能够在振动剪切方式下工作，该设备过滤整个过程不需要添加任何阻垢剂等，不会造成二次污染；该设备过滤液出口产生的水能够达到回用的要求，可以用于工业中水的回注，浓缩液可以回收用来进行产品的浓缩再回用，整个过程可以达到“零排放”；该设备占地面积小，能耗低；碟片式的结构容易增加或减少碟片和膜片的数量，用来满足不同流量进料液的需求。

附图说明