一种新型污水处理装置的制作方法

本实用新型属于膜分离污水处理技术领域，具体涉及一种新型污水处理装置。

背景技术：

目前，在污水处理领域方面，随着微滤和超滤膜技术的快速发展以及膜材料成本的逐渐降低，采用膜分离技术对污水进行深度处理，可以达到更为纯净的出水水质。膜分离技术是利用膜的选择透过性进行分离和提纯的技术，过程的推动力主要是膜两侧的压力差。首先，污水进入膜组件腔室内时，水流过快，污水冲击膜组件内壁，污水中的杂质易粘附在膜组件内表面，堵塞滤孔，影响过滤效果，另一方面，水的冲击还会影响膜组件的使用寿命。

其次，从现有的膜材料角度来看膜组件可分为两类：无机膜和有机膜。有机膜制备工艺简单、操作方便，但遇热不稳定、不耐高温，在液体中易膨胀、强度低、使用寿命短。无机膜虽然不易变形、耐高温、耐有机溶剂、抗微生物腐蚀、刚性及机械强度好、不老化，但其制备工艺复杂。

此外，膜组件不管是采用有机膜还是无机膜，都存在着膜易堵塞的问题，而这个问题直接影响着膜组件的过滤量以及膜的使用寿命，甚至严重时会使柔性膜组件破裂而出现泄漏等现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、不易堵塞、污水过滤效果好的新型污水处理装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种新型污水处理装置，包括壳体、进水管、排污管、端盖、定心架和螺旋杆，所述壳体两侧连接端盖，端盖内侧设有定心架，壳体内套设有空腔结构的过滤膜组件，过滤膜组件通过壳体两侧的端盖挤压固定，壳体上一端设置有与进水管和过滤膜组件连通的进水口，另一端设置有与排污管和过滤膜组件连通的排污口，壳体下方设有产品水进出口，所述过滤膜组件包括至少三层过滤膜，过滤膜的滤孔孔径从内到外递减，过滤膜组件四周与壳体之间的间隙形成产品水腔室；所述螺旋杆设置在过滤膜组件空腔内，螺旋杆上设有螺旋叶片，螺旋杆两端伸出过滤膜组件内腔与定心架套接，所述螺旋叶片上设有第一通孔。

所述过滤膜组件包括三层过滤膜，从内到外依次为一级过滤膜、二级过滤膜和三级过滤膜，所述一级过滤膜、二级过滤膜和三级过滤膜均采用含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷制备。

所述的一级过滤膜厚度为10mm，滤孔孔径为20μm；二级过滤膜厚度为4mm，滤孔孔径为1μm；三级过滤膜厚度为1mm，滤孔孔径为0.1μm。

所述定心架包括中心通孔的杆体和杆体四周的支撑杆，所述支撑杆端部与端盖紧密接触，所述螺旋杆套接在中心通孔内，所述杆体外端部设有阻止螺旋杆滑动的套帽。

所述螺旋杆为空腔结构，所述螺旋杆表面上设有第二通孔。

所述螺旋叶片焊接在螺旋杆上，螺旋叶片顶端设有凹槽，所述凹槽内设有用于清洁过滤膜组件内腔的刷丝。

所述刷丝粘结在螺旋叶片顶端的凹槽内，刷丝由含有纳米钻石烯的复合材料制备。

所述支撑杆为三个，支撑杆端部为橡胶材质。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的过滤膜组件包括多层过滤膜，并且每层过滤膜的的滤孔孔径不同，由内到外滤孔孔径递减，过滤精度也较高；另外，本设计中不需要外加动力源，螺旋叶片在水的冲击下能够与螺旋杆一起旋转，绿色环保；螺旋叶片上设有第一通孔，解决了污水进入时，水流过快，污水撞击螺旋叶片后改变方向继而向两侧冲击一级过滤膜，造成过滤膜组件中的一级过滤膜损坏的问题，延长了过滤膜组件的使用寿命，同时，避免污水中的污物易附着在一级过滤膜表面，造成堵塞，影响过滤效果；同时，第一通孔的设置可以降低螺旋叶片的旋转速度，在实际应用时，根据需要在螺旋叶片上开适当的第一通孔，能够使螺旋叶片的旋转速度合适，不至于过快；且，第一通孔的设置还可以减轻螺旋叶片自身重量；

2、本实用新型中的三层过滤膜均采用含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷制备，含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷膜具有冲击韧性好、耐酸碱性强、热稳定性好、机械强度高、耐微生物腐蚀等优点，因此采用该材料制备的过滤膜组件也具有冲击韧性好、耐酸碱性强、热稳定性好、机械强度高等优点；并且，纳米钻石烯的粒径在纳米级别，可以提高过滤膜组件的过滤精度，同时，因纳米钻石烯因具有较高的比表面积和较强的吸附能力，所以可以吸附污水中较细小的微粒，一级过滤膜、二级过滤膜和三级过滤膜的滤孔孔径采用逐层递减，尤其是三级过滤膜滤孔孔径细小，仅有0.1μm，使直径大于0.1μm的固体颗粒剂、胶体和细菌的穿透率几乎为零，可以实现完全的表面过滤；

3、本实用新型中的螺旋杆为两端开通的空腔结构，螺旋杆表面上设有第二通孔，从螺旋杆内冲出的污水也会在一定程度上冲击在螺旋叶片上残留的污染物，使之滑落，冲洗螺旋叶片，另一方面可以减少自身重量；

4、本实用新型中的螺旋叶片顶端凹槽内设有用于清洁膜组件内腔的刷丝，由于刷丝不停地扫除，从根本上解决了一级过滤膜堵塞的问题，从而显著地提高了渗透量；由于在清洁一级过滤膜表面时，刷丝与一级过滤膜不断摩擦，而纳米钻石烯具有耐磨和耐腐蚀的性能，采用含有纳米钻石烯的复合材料制备刷丝，提高了刷丝的耐磨性，也增强了刷丝的耐腐蚀性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图；

图2为定心架的结构示意图；

图3为图2的沿A-A向剖面图；

图4为本实用新型中的螺旋叶片的结构示意图；

图5为图4的沿B-B向剖面图。

图中：1壳体、2端盖、3定心架、31套帽、32中心通孔、4产品水腔室、5过滤膜组件、51一级过滤膜、52二级过滤膜、53三级过滤膜、6螺旋杆、61第二通孔、7螺旋叶片、71第一通孔、8进水管、9排污管、10产品水进出口。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但，并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1-5所示的一种新型污水处理装置，其包括壳体1、端盖2、定心架3、螺旋杆6、进水管8和排污管9，壳体1两侧与端盖2通过螺栓连接，端盖2内侧设有定心架3，定心架3包括中心通孔32和三个支撑杆，支撑杆端部与端盖2紧密接触，支撑杆端部为橡胶材质制成，增大支撑杆与端盖2之间的摩擦力，起到固定定心架3的作用。

壳体1内套设有中空结构的过滤膜组件5，过滤膜组件5通过壳体1两侧的端盖2挤压固定，壳体1和过滤膜组件5两侧分别设有用于与进水管8连接的进水口和用于与排污管9连接的排污口，壳体1下方设有产品水进出口10，过滤膜组件5包括三层过滤膜，从内到外依次为厚度为10mm，滤孔孔径为20μm的一级过滤膜51；厚度为4mm，滤孔孔径为1μm的二级过滤膜52；厚度为1mm，滤孔孔径为0.1μm的三级过滤膜53。一级过滤膜51、二级过滤膜52和三级过滤膜53的滤孔孔径采用逐层递减，过滤精度也较高。一级过滤膜51、二级过滤膜52和三级过滤膜53均采用含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷制备，由于含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷膜具有冲击韧性好、耐酸碱性强、热稳定性好、机械强度高、耐微生物腐蚀等优点，这样，采用含有纳米钻石烯的氧化铝陶瓷制备的过滤膜组件5也具备了冲击韧性好、耐酸碱性强、热稳定性好、机械强度高、耐微生物腐蚀等优点；并且，纳米钻石烯的粒径在于纳米级别，可以提高膜的过滤精度，同时，纳米钻石烯因具有较高的比表面积和较强的吸附能力，所以可以吸附污水中较细小的微粒，尤其是三级过滤膜滤孔孔径细小，仅有0.1μm，使直径大于0.1μm的固体颗粒剂、胶体和细菌的穿透率几乎为零，可以实现完全的表面过滤。

过滤膜组件5四周与壳体1之间的间隙形成产品水腔室4，壳体1下方设有产品水进出口10，经过滤膜组件5过滤过的水渗漏到产品水腔室4内，然后经产品水进出口10排出。

过滤膜组件5内腔设有螺旋杆6，螺旋杆6上焊接有螺旋叶片7，螺旋杆6两端伸出过滤膜组件5内腔套接在定心架3的中心通孔32内，中心通孔32外端部设有阻止螺旋杆6左右移动的套帽31。当污水进入膜组件5内腔时，螺旋叶片7在水的冲击下能够与螺旋杆6一起旋转，不需要外加动力源，绿色环保。螺旋杆6为空腔结构，螺旋杆6表面上设有第二通孔61，从螺旋杆61内冲出的污水也会在一定程度上冲击在螺旋叶片7上残留的污染物，使之滑落，起到冲洗螺旋叶片7的作用，另一方面可以减少螺旋杆6自身重量。

螺旋叶片7上设有第一通孔71，解决了污水进入时，水流过快，污水撞击螺旋叶片后改变方向继而向膜组件5内腔，造成一级过滤膜51损坏的问题，延长了膜组件5的使用寿命；同时，也避免了污水中的污物易附着在一级过滤膜51表面，影响渗透量；同时，还可以降低螺旋叶片7的旋转速度，在实际应用时，可以在螺旋叶片7上开适当个数的第一通孔71，使螺旋叶片7的旋转速度合适，不至于过快，并且第一通孔71的设置还可以减轻螺旋叶片7自身重量。

螺旋叶片7顶端设有凹槽72，凹槽72内粘结有采用含有纳米钻石烯的复合材料制备而成的刷丝（图中未显示），刷丝沿螺旋叶片7外围顶端设置，与螺旋叶片7形状相一致，刷丝随螺旋叶片7旋转，随时清除一级过滤膜51表面的附着物，解决了一级过滤膜51易堵塞的问题，显著地提高了渗透量。采用含有纳米钻石烯的复合材料制备刷丝，解决了刷丝在清洁一级过滤膜51表面污物时不断摩擦易损坏的问题。同时，由于纳米钻石烯具有耐磨和耐腐蚀的性能，因此采用含有纳米钻石烯的复合材料制备刷丝，也具备较高的耐磨性和耐腐蚀性。

工作原理：当需要过滤污水时，污水从进水管8进入过滤膜组件5内腔，在过滤膜组件5内外两侧的压力下，污水中的小分子的水依次经一级过滤膜51、二级过滤膜52和三级过滤膜53过滤分离后进入产品水腔室4，此时，产品水进出口10被用作产品水出口使用，产品水腔室4内的水从产品水进出口10排出；而大分子的固体颗粒、胶体、细菌则被截留在过滤膜组件5内腔。螺旋叶片7在横向污水冲击下发生旋转，在螺旋叶片7的推动下，截留在过滤膜组件5内腔的污物杂质经排污口从排污管9排出过滤膜组件5内腔；同时，螺旋叶片7旋转进而带动其上的刷丝不断转动清扫一级过滤膜51表面的污物。

当需要清洗过滤膜组件5内腔时，产品水进出口10被用作产品水进口使用，干净的产品水从产品水进出口10进入产品水腔室4，在过滤膜组件5内外两侧的压力下，依次经三级过滤膜53、二级过滤膜52和一级过滤膜51把各层过滤膜上的污物冲洗掉，污物随着产品水流入过滤膜组件5内腔后又随着水流流向排污口，最后从排污管9排出过滤膜组件5内腔。本实用新型结构简单、不易堵塞、污水过滤效果好，无需外加动力源、环保无污染。