一种金属膜终端‑错流过滤双用杯罐装置的制作方法

本发明涉及水处理设备领域，尤其是涉及一种金属膜终端-错流过滤双用杯罐装置。

背景技术：

水是地球上生物的生命源泉，是构成生物及新陈代谢的不可或缺的物质，水质的好坏很大程度上决定着人类健康安全，因此，优良的水质是关乎生命健康的一项基本要求。

随着世界经济的高速发展，水资源短缺与水环境污染已成为当今我国乃至世界关注的热点问题。联合国调查表明，水资源短缺已经影响到了各大洲：世界范围内五分之一的人口，生活在水资源缺乏的区域；到2025年，有18亿人将会面对水资源绝对稀缺的困境，与此同时，大量的水资源由于不可持续利用而被浪费与污染。地表水中含有大量的颗粒物、病原微生物以及可能致癌、致畸和诱变的消毒副产物(dbps)前体物，制约着人们对有限的水资源的利用。过去几十年，膜分离技术作为一种能够提供高质量用水以及大量再生水的绿色技术，得到人们极大的关注。

膜过滤工艺是一种压力驱动过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，实现了对原液的分离和浓缩的目的。膜工艺除了在工业生产中得到大量应用，现已成为传统水处理工艺的一种附加或替代工艺。随着膜技术的发展，在有机膜的基础上，又诞生了如陶瓷膜，金属膜等无机膜，并对水质的改善取得了良好的效果。

近些年来，金属膜作为一种新技术在水处理领域中越来越受到重视。与有机膜相比，金属膜具有较好的化学稳定性、耐高温、耐高压、耐酸碱、使用寿命长、易于维护和清洗等优点，使得金属膜可以更高压力下运行，过滤通量是其他膜种几倍乃至十几倍。但是由于各地的水质情况不尽相同，并且金属膜在不同的过滤方式(死端、错流)下运行滤后水质指标也会有所不同。因此，如何方便快速检验金属膜在不同过滤方式下的滤后水质和膜污染情况是保证在生产生活中膜可靠稳定运行的一项基本内容，也是金属膜在水处理领域更进一步应用重要基础。本发明正式针对这一问题而设计。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种金属膜终端-错流过滤双用杯罐装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种金属膜终端-错流过滤双用杯罐装置，包括内部中空的壳体，以及金属膜组件，所述的金属膜组件横设在所述壳体内，并将所述壳体分隔为上腔体和下腔体，所述的上腔体上设有进水口和进气口，并在金属膜上方的侧部设有第一出水口，所述的下腔体上设有第二出水口。

优选的，所述的进水口、进气口、第一出水口和第二出水口处均设有阀门。

优选的，所述的下腔体底部的中心位置还设有导流台，该导流台和下腔体内壁之间形成导流槽，所述的第二出水口连接所述导流槽。

更优选的，所述的导流台的顶面为锥面结构；

所述的导流槽采用坡度设计，在导流槽的最低点处设置所述第二出水口。进一步更优选的，导流槽的坡度是对称设计的。

优选的，所述的上腔体和下腔体采用螺栓结构固定连接，所述的金属膜组件密封安装在所述上腔体和下腔体之间。

优选的，所述的金属膜组件包括金属膜片、箍圈和橡胶垫圈，其中，所述金属膜片置于箍圈内，所述的橡胶垫圈设有两个，分别安置在所述金属膜片的上下表面的边缘位置。

更优选的，所述的金属膜片的直径介于上、下腔体的内外径之间；

所述的橡胶垫圈的内径小于金属膜片直径，外径大于金属膜片直径。

优选的，所述的进水口和第一出水口在垂直方向上偏离安装。

优选的，所述的壳体采用钢化玻璃制成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明的双用杯罐装置可以很好的实现金属膜的终端过滤和错流过滤两种过程。

(2)本发明的双用杯罐装置壳体具有耐压高，腔体可以很好承受金属膜所需操作压力强度，装置结构简单，装卸方便，可快速更换所需使用的金属膜。

(3)双用杯罐装置在下腔体内设置具有一定坡度的导流台和导流槽，保证了配水均匀，可以使膜渗透液可以更加快速和均匀的经过流槽进入出水口，减少膜通量测定误差。

(4)本发明的双用杯罐装置可以灵活调节金属膜过滤方式，方便研究金属膜在不同过滤方式下滤后水质各项参数以及膜污染情况的比较分析。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为装置的a-a剖面示意图；

图3为装置的b-b剖面示意图；

图中，1-壳体，2-螺栓，3-螺帽，4-橡胶垫圈，5-金属膜片，6-螺纹口，7-上腔体，8-下腔体，9-箍圈，10-第一出水口，11-第二出水口，12-进水口，13-进气口，14-导流槽，15-导流台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种金属膜终端-错流过滤双用杯罐装置，其结构如图1所示，包括内部中空的壳体1，以及金属膜组件，金属膜组件横设在壳体1内，并将壳体1分隔为上腔体7和下腔体8，上腔体7上设有进水口12和进气口13，并在略高于金属膜的侧部设有第一出水口10，上腔体7顶部还设有压力表，下腔体8上设有第二出水口11，进水口12、进气口13、第一出水口10和第二出水口11处均设有阀门，下腔体8底部的中心位置还设有导流台15，该导流台15和下腔体8内壁之间形成导流槽14，第二出水口11连接导流槽14，导流台15的顶面为锥面结构；导流槽14采用坡度设计，在导流槽14的最低点处设置第二出水口11，导流槽14的坡度是对称设计的，如图3所示。

上腔体7和下腔体8采用螺栓结构固定连接，即上腔体7和下腔体8的连接处设有螺纹口6，然后通过配套的螺栓2和螺帽3固定连接，如图2所示。金属膜组件密封安装在上腔体7和下腔体8之间，金属膜组件包括金属膜片5、箍圈9和橡胶垫圈4，其中，金属膜片5置于箍圈9内，橡胶垫圈4设有两个，分别安置在金属膜片5的上下表面的边缘位置。金属膜片5的直径介于上、下腔体8的内外径之间；橡胶垫圈4的内径略小于金属膜片5直径，外径略大于金属膜片5直径。进水口12和第一出水口10在垂直方向上偏离安装。壳体1采用钢化玻璃制成。

上述装置可以实现两种过滤模式，分别为终端过滤和错流过滤，其中，终端过滤的操作为：装置按照上述结构安装固定后，从进水口12进水，当水充满后关闭进水口12和第一出水口10，打开进气口13使得气体压进上腔体7，可以形成金属膜片5死端过滤过程，最后从第二出水口11取样进行研究分析。

错流过滤：装置按照上述结构安装固定后，关闭进气口13，打开第一出水口10，然后用泵从进水口12压力进水，调节第一出水口10上阀门，改变金属膜片5表面的剪切流动速度，以此调节膜表面污染情况，可以形成金属膜片5错流过滤过程，最后从第二出水口11取水样分析研究。

将上述的一种金属膜终端错流过滤双用杯罐装置应用到实验中，可以获得金属膜在死端、错流两种过滤方式下滤后水的水质情况，方便金属膜的性能和污染情况的研究以及过滤方式的选择。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。