申请日2021.03.02
公开（公告）日2021.06.22
IPC分类号B01D63/06; B01D65/02; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种错流管式膜组件及污水处理工艺，包括进水端管头、出水端管头，及连接进水端管头与出水端管头的净水导管，且净水导管内安装有错流管，进水端管头内安装有旋流发生机构，且出水端管头外壁上安装有鼓风式外压调节部。在错流管进行过滤时，通过鼓风式外压调节部在错流管的与净水导管之间通入高速气流使错流管外的气压降低，从而增加错流管中净水向外渗透的渗透压，在提高错流管过滤效率的同时避免高压注入污水而对错流管的使用寿命造成负面影响的弊端，且在对错流管进行清洗时，通过旋流发生机构使清洗水流以旋转的方式流经错流管的管道，从而使管壁被清洗水流在轴向和切向的两个方向冲刷，达到提高错流管清洗效率的目的。
权利要求书
1.一种错流管式膜组件，其特征在于：包括进水端管头(10)和出水端管头(2)，所述进水端管头(10)与所述出水端管头(2)之间通过净水导管(3)连接，且所述净水导管(3)内安装有连接并连通所述进水端管头(10)与所述出水端管头(2)的错流管(1)，所述净水导管(3)的内壁与所述错流管(1)的外壁之间形成有净水腔(4)；
所述进水端管头(10)内安装有与所述错流管(1)中的多个管道一一对应多个旋流发生机构(9)，在对所述错流管(1)进行清洗时，多个所述旋流发生机构(9)在所述错流管(1)使清洗水流以旋转的方式通过所述错流管(1)的每个管道，以促进清洗水流对所述错流管(1)的内壁上的杂质进行剥落。
且所述出水端管头(2)外壁上安装有鼓风式外压调节部(5)，在所述错流管(1)进行过滤时，由所述错流管(1)的管壁渗入所述净水腔(4)中的净水在所述鼓风式外压调节部(5)的驱动下由所述净水腔(4)的另一端快速排出，并使所述净水腔(4)内的气压在所述鼓风式外压调节部(5)的作用下减小以促进所述错流管(1)中的净水渗入所述净水腔(4)中。
2.根据权利要求1所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述旋流发生机构(9)包括旋流发生管(901)、安装在所述旋流发生管(901)的内壁上的多个径向鳍片(902)，以及用于驱动所述旋流发生管(901)在所述单孔陶瓷膜(101)进行清洗时旋转的同步驱动部(903)，旋转的所述旋流发生管(901)通过多个所述径向鳍片(902)来带动通过其内部的所述清洗水流进行旋转。
3.根据权利要求2所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，多个所述旋流发生管(901)通过同个桶状支撑件(11)安装在所述进水端管头(10)内，所述桶状支撑件(11)的两端均安装有将相应端部贯穿的多个旋转密封轴承(12)，所述旋流发生管(901)转动插接在正相对的两个所述旋转密封轴承(12)上，所述同步驱动部(903)安装在所述桶状支撑件(11)内。
所述进水端管头(10)与所述错流管(1)之间通过桶状支撑件(11)连接，所述桶状支撑件(11)的两端均安装有一一对应并正相对设置的多个旋转密封轴承(12)，所述旋流发生管(901)的两端均插接安装在两端的相应所述旋转密封轴承(12)上，所述桶状支撑件(11)内设置有用于安装所述同步驱动部(903)的空腔。
4.根据权利要求3所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述同步驱动部(903)包括套设安装在所述旋流发生管(901)的外齿圈(9031)，多个所述旋流发生管(901)以中心阵列的方式围绕同一所述旋流发生管(901)设置在所述桶状支撑件(11)上，外围多个所述旋流发生管(901)与中心所述旋流发生管(901)均通过相应所述外齿圈(9031)进行啮合，且外围相邻所述外齿圈(9031)之间间隔设置，且外围多个所述外齿圈(9031)的外侧啮合连接有同个内齿圈(9032)，所述桶状支撑件(11)内安装有用于驱动所述内齿圈(9032)转动的驱动电机(9033)，所述驱动电机(9033)通过传动部与所述内齿圈(9032)传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述鼓风式外压调节部(5)包括供电部(503)、鼓风机(502)和导流板(501)，所述鼓风机(502)安装在所述净水腔(4)的靠近所述出水端管头(2)的一端，所述导流板(501)位于所述净水腔(4)内，所述导流板(501)的外侧固定安装在所述净水导管(3)的内壁上，且所述导流板(501)的内侧具有与所述净水腔(4)相连通的多个导流槽(5011)，所述鼓风机(502)的排气口与多个所述导流槽(5011)的同一端正相对设置，所述鼓风机(502)在所述供电部(503)的驱动下向多个所述导流槽(5011)中喷射气流，使所述错流管(1)渗出的净水在多个所述导流槽(5011)中的气流的带动下由所述净水腔(4)的另一端快速排出，并使所述净水腔(4)内的气压减小以增加所述错流管(1)在进行过滤时的渗透压。
6.根据权利要求5所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述导流板(501)沿所述净水导管(3)的内壁以周向分布的方式设置有多个，所述鼓风机(502)和所述供电部(503)与所述导流板(501)相对应的设置有多个。
7.根据权利要求5所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述出水端管头(2)的外壁上安装有用于所述净水腔(4)相应的一端进行密封的环状固定端盖(6)，所述环状固定端盖(6)上安装有位于所述净水腔(4)外的多个护罩(7)，多个所述鼓风机(502)和多个所述供电部(503)一一对应的安装在相应所述护罩(7)中，所述环状固定端盖(6)上开设有连通所述护罩(7)和所述净水腔(4)的开孔，所述鼓风机(502)的排气口穿过所述开孔进入所述净水腔(4)中。
8.根据权利要求7所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述供电部(503)包括水轮(5031)和发电机(5032)，所述出水端管头(2)的壁上贯穿开设有将其管内与所述护罩(7)的内部进行连通的水轮孔(201)，所述水轮(5031)通过水轮轴(5033)转动安装在所述护罩(7)内，所述水轮(5031)通过所述水轮孔(201)穿入所述出水端管头(2)内，且所述水轮(5031)通过所述水轮轴(5033)驱动所述发电机(5032)向所述鼓风机(502)进行供电。
9.根据权利要求5所述的一种错流管式膜组件，其特征在于，所述净水导管(3)上贯穿开设有气液排出口(13)，所述气液排出口(13)设置有多个，所述气液排出口(13)设置在所述净水导管(3)的朝向所述进水端管头(10)的一端，所述气液排出口(13)在所述出水端管头(2)至所述进水端管头(10)的方向上向远离所述净水导管(3)的外侧倾斜设置；
且所述气液排出口(13)安装有阀门(14)，所述阀门(14)在所述错流管(1)进行过滤时打开，所述阀门(14)在所述错流管(1)进行清洗且所述鼓风机(502)工作时将所述气液排出口(13)关闭，使所述净水腔(4)内的气体在气压的作用下向所述错流管(1)的管道内反向渗入以促进杂质从所述错流管(1)的管道内壁上剥落。
10.一种用于权利要求1-9任意一项的污水处理工艺，其特征在于，包括：
在错流管进行过滤时，在错流管外的净水导管与错流管之间的净水腔中通入高速气流，使错流管中净水向外渗透的渗透压增加以提高错流管的过滤效率；
在对所述错流管进行清洗时，通过旋流发生机构使清洗水流以旋转的方式通过错流管的各个管道，使清洗水流在管道的轴向和切向的两个方向上对管道的内壁同时进行冲刷，以提高错流管清洗的效率。
说明书
一种错流管式膜组件及污水处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种错流管式膜组件及污水处理工艺。
背景技术
错流管，基于错流过滤原理的具有多个管道的的管状陶瓷膜，错流过滤机理，滤浆一边平行于过滤介质流动，一边受到过滤。错流管过滤的原理是通过循环泵将要过滤的物质在不同孔径的滤膜孔道中做高速循环运动，在压力的作用下，滤液以切线通过的方式滤出，未滤液由于高速运动而形成湍流，不断冲洗膜棒的内表面，将少量附着在膜上的固形物带走，从而防止了滤膜的阻塞，保持过滤的正常进行。
现有的错流管由于其结构限制，导致其在过滤时，错流管中向外渗透的压力较大，虽然可通过增加污水水压来提高错流管的过滤效率，但不仅对错流管的制造要求更高，增加制造和使用成本，且会降低错流管的使用寿命，并且，现有的错流管的清洗方式通常是以较低水压的清洗水流来冲冲洗内部管道，使内部管道上附着的杂质滤饼剥落，清洗方式单一且清洗效果差，导致错流管清洗效率低下，从而进一步对错流管的使用寿命和过滤效率造成负面影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种错流管式膜组件及污水处理工艺，以解决现有技术中，由于错流管的结构限制而导致错流管的过滤效率和清洗效率难以进一步提高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种错流管式膜组件及污水处理工艺，包括进水端管头和出水端管头，所述进水端管头与所述出水端管头之间通过净水导管连接，且所述净水导管内安装有连接并连通所述进水端管头与所述出水端管头的错流管，所述净水导管的内壁与所述错流管的外壁之间形成有净水腔；
所述进水端管头内安装有与所述错流管中的多个管道一一对应多个旋流发生机构，在对所述错流管进行清洗时，多个所述旋流发生机构在所述错流管使清洗水流以旋转的方式通过所述错流管的每个管道，以促进清洗水流对所述错流管的内壁上的杂质进行剥落。
且所述出水端管头外壁上安装有鼓风式外压调节部，在所述错流管进行过滤时，由所述错流管的管壁渗入所述净水腔中的净水在所述鼓风式外压调节部的驱动下由所述净水腔的另一端快速排出，并使所述净水腔内的气压在所述鼓风式外压调节部的作用下减小以促进所述错流管中的净水渗入所述净水腔中。
作为本发明的一种优选方案，所述旋流发生机构包括旋流发生管、安装在所述旋流发生管的内壁上的多个径向鳍片，以及用于驱动所述旋流发生管在所述单孔陶瓷膜进行清洗时旋转的同步驱动部，旋转的所述旋流发生管通过多个所述径向鳍片来带动通过其内部的所述清洗水流进行旋转。
作为本发明的一种优选方案，多个所述旋流发生管通过同个桶状支撑件安装在所述进水端管头内，所述桶状支撑件的两端均安装有将相应端部贯穿的多个旋转密封轴承，所述旋流发生管转动插接在正相对的两个所述旋转密封轴承上，所述同步驱动部安装在所述桶状支撑件内。
所述进水端管头与所述错流管之间通过桶状支撑件连接，所述桶状支撑件的两端均安装有一一对应并正相对设置的多个旋转密封轴承，所述旋流发生管的两端均插接安装在两端的相应所述旋转密封轴承上，所述桶状支撑件内设置有用于安装所述同步驱动部的空腔。
作为本发明的一种优选方案，所述同步驱动部包括套设安装在所述旋流发生管的外齿圈，多个所述旋流发生管以中心阵列的方式围绕同一所述旋流发生管设置在所述桶状支撑件上，外围多个所述旋流发生管与中心所述旋流发生管均通过相应所述外齿圈进行啮合，且外围相邻所述外齿圈之间间隔设置，且外围多个所述外齿圈的外侧啮合连接有同个内齿圈，所述桶状支撑件内安装有用于驱动所述内齿圈转动的驱动电机，所述驱动电机通过传动部与所述内齿圈传动连接。
作为本发明的一种优选方案，所述鼓风式外压调节部包括供电部、鼓风机和导流板，所述鼓风机安装在所述净水腔的靠近所述出水端管头的一端，所述导流板位于所述净水腔内，所述导流板的外侧固定安装在所述净水导管的内壁上，且所述导流板的内侧具有与所述净水腔相连通的多个导流槽，所述鼓风机的排气口与多个所述导流槽的同一端正相对设置，所述鼓风机在所述供电部的驱动下向多个所述导流槽中喷射气流，使所述错流管渗出的净水在多个所述导流槽中的气流的带动下由所述净水腔的另一端快速排出，并使所述净水腔内的气压减小以增加所述错流管在进行过滤时的渗透压。
作为本发明的一种优选方案，所述导流板沿所述净水导管的内壁以周向分布的方式设置有多个，所述鼓风机和所述供电部与所述导流板相对应的设置有多个。
作为本发明的一种优选方案，所述出水端管头的外壁上安装有用于所述净水腔相应的一端进行密封的环状固定端盖，所述环状固定端盖上安装有位于所述净水腔外的多个护罩，多个所述鼓风机和多个所述供电部一一对应的安装在相应所述护罩中，所述环状固定端盖上开设有连通所述护罩和所述净水腔的开孔，所述鼓风机的排气口穿过所述开孔进入所述净水腔中。
作为本发明的一种优选方案，所述供电部包括水轮和发电机，所述出水端管头的壁上贯穿开设有将其管内与所述护罩的内部进行连通的水轮孔，所述水轮通过水轮轴转动安装在所述护罩内，所述水轮通过所述水轮孔穿入所述出水端管头内，且所述水轮通过所述水轮轴驱动所述发电机向所述鼓风机进行供电。
作为本发明的一种优选方案，所述净水导管上贯穿开设有气液排出口，所述气液排出口设置有多个，所述气液排出口设置在所述净水导管的朝向所述进水端管头的一端，所述气液排出口在所述出水端管头至所述进水端管头的方向上向远离所述净水导管的外侧倾斜设置；
且所述气液排出口安装有阀门，所述阀门在所述错流管进行过滤时打开，所述阀门在所述错流管进行清洗且所述鼓风机工作时将所述气液排出口关闭，使所述净水腔内的气体在气压的作用下向所述错流管的管道内反向渗入以促进杂质从所述错流管的管道内壁上剥落。
为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：
一种污水处理工艺，包括：
在错流管进行过滤时，在错流管外的净水导管与错流管之间的净水腔中通入高速气流，使错流管中净水向外渗透的渗透压增加以提高错流管的过滤效率；
在对所述错流管进行清洗时，通过旋流发生机构使清洗水流以旋转的方式通过错流管的各个管道，使清洗水流在管道的轴向和切向的两个方向上对管道的内壁同时进行冲刷，以提高错流管清洗的效率。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过在错流管进行过滤时，在错流管的净水腔中通入高速气流使错流管外的气压降低，从而变向增加错流管中净水向外渗透的渗透压，在提高错流管过滤效率的同时避免高压注入污水而对错流管的使用寿命造成负面影响的弊端，并且，在对错流管进行清洗时，使清洗水流以旋转的方式流经错流管的管道，从而使管壁被清洗水流在轴向和切向的两个方向冲刷，达到提高错流管清洗效率的目的。
（发明人：刘鹏飞）