[发明专利]一种大通量膜过滤装置

说明书

本申请提供了一种大通量膜过滤装置,包括充水密封腔体、过滤膜组件以及充压组件，其特征在于，充水密封腔体用于容纳水，过滤膜组件浸没于水的水面以下，充压组件设置于充水密封腔体内部，充压组件设置于水的水面以上。充压组件包括曝气风机和曝气管，曝气风机设置与曝气管连接、曝气管与曝气分配管连接，曝气分配管与过滤膜组件连接，曝气风机用于将压缩空气引入充水密封腔体。过滤膜组件包括设备机架、管式膜元件以及曝气鼓泡分配器，管式膜元件与曝气鼓泡分配器设置于设备机架中，产水总管与管式膜元件连接，产水总管构成独立封闭部分，与充水密封腔体中的水体不连通。本申请的技术方案采用正压设计，能够显著提升过滤膜通量。

技术领域

本发明涉及环境保护水处理技术和膜分离技术领域，尤其涉及一种大通量膜过滤装置。

背景技术

目前压力式膜过滤装置是中空纤维膜或管式膜最主要的应用手段。膜过滤应用中至关重要的就是要在尽量高的通量条件下获取稳定的过滤效果。而影响膜过滤效果的主要原因就在于膜面积垢。当膜面积垢严重时，膜表面的滤饼层阻力会显著上升，从而限制膜的运行通量。

浸没式膜过滤装置通常被用于过滤杂质较高的工况，其膜面积垢现象和趋势将更为严重。在浸没式膜过滤系统中，通常采用曝气作为膜表面积垢的主要控制手段。所述曝气，是指将气体充压使其在水体中进行鼓泡操作，带压气泡从鼓泡装置溢出后，在水体中逐渐上升，形成具有湍流程度极高的气液混合流，从而实现膜表面污染垢层的局部脱落。这种曝气通常是采用空气作为充压气源。在很多实践过程中，这种积垢控制手段已经得到有效证明。

值得关注的是，在实际应用过程中，这种积垢控制手段存在一些问题：由于自然空气只能是与大气压力相等，而为了将空气提升到能够送入膜过滤装置底部进行曝气操作，空气需充压克服管道压力和充水水头才能达到上述的要求。由于气体充压过程需要大量的能源消耗，因此在浸没式膜过滤系统中，只能用在常压下进行操作，即膜过滤设备所在的容器与大气相连通。正因为这种膜过滤设备处于常压条件，当膜进行产水操作时，其过滤的压力推动力来源只能源自真空抽吸或水头液位差。

由于极限真空条件不可能绝对真空，因此采用真空抽吸时，膜前后的跨膜压力最大只能在1bar。而受限于实际条件，采用负压抽吸实际只能达到0.6bar的跨膜压力。我们知道，膜的通量与跨膜压力是线性关系。在很多浸没式膜过滤系统中，只能选取较低的通量来实现膜的工程运行。

为了解决上述膜过滤装置的工程技术问题，本领域的技术人员提供了一种大通量膜过滤装置，该装置可有效突破浸没式膜过滤运行的压力瓶颈，提升膜过滤的通量。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请的目的是提供一种大通量膜过滤装置，包括充水密封腔体、过滤膜组件以及充压组件，其特征在于，所述充水密封腔体用于容纳水，所述过滤膜组件浸没于所述水的水面以下，所述充压组件设置于所述充水密封腔体内部，所述充压组件设置于所述水的水面以上。

可选地，所述充压组件与压缩空气管连接，压缩空气通过所述压缩空气管进入所述充压组件。

可选地，所述充压组件包括曝气风机和曝气管，所述曝气风机设置与所述曝气管连接、所述曝气管与所述曝气分配管连接，所述曝气分配管与所述过滤膜组件连接，所述曝气风机用于将压缩空气引入所述充水密封腔体。

可选地，所述充水密封腔体与进水管连接，所述进水管设置有进水泵，用于进料给水。

可选地，还包括产水总管，所述产水总管与所述充水密封腔体外壁焊接成型。

可选地，还包括气体密封腔体，所述气体密封腔体设置于所述充水密封腔体上方。

可选地，所述气体密封腔体与所述充水密封腔体通过焊接连接。

可选地，所述充压组件设置于所述气体密封腔体中。