一种自带清洗功能的液体膜分离装置的制作方法

本实用新型属于膜分离装置技术领域，具体涉及一种自带清洗功能的液体膜分离装置。

背景技术：

作为国民经济中的一个主要产业—染料工业，染料产品的应用涉及到国民经济的各个行业，主要有服饰、美容用品、药品、包装和食物等领域。现如今染料品种已经超过2000个。染料着色于纤维上，具有性质稳定、附着力强和成本低等优点。根据化学性质可将染料分为分散染料、阳离子染料、活性染料、直接染料、酸性染料、缩聚染料和还原染料等。随着纺织工业的高速发展，我国染料的生产和消费都居世界第一位，随之产生的染料废水俨然成为污染自然水体的源头之一。

我国是染料的生产大国，染料废水具有可生化性差、色度高、酸碱性高、水质水量变化大并且成分稳定等性质，同时，现今研发的染料新型品种朝着抗氧化和抗光解的方向发展，大大增加了其在自然水体中降解难度。当染料进入水环境中时，会导致水体的色度明显增加，削弱了入射光线强度，使水生生物光合作用强度减弱，进而影响到水体生命的正常新陈代谢活动，打破了原有的生态平衡。同时染料废水的成分复杂、浓度大，并且部分染料具有三致效应，有害成分会在食物链中循环，从而影响到人体健康。据报道，部分偶氮染料在与生物直接接触时，会裂解产生芳香胺，导致皮肤过敏甚至致癌。同时，一些不具致癌性的染料也会对眼鼻部产生刺激作用。目前用于降解染料废水的方法有吸附法、膜分离法和磁分离法等。

然而，相对于传统的分离、提纯、过滤技术，膜分离技术具有高分离效率、节能、操作方便和对环境友好等一系列优点，因此得到世界各国的普遍关注。其中，液体膜分离是膜分离技术的新兴技术，液体膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等，其分离性能通常表示为透过通量和截留率，操作模式则分为浓缩和渗滤两种。液体膜分离技术具有低能耗高产率的优势，对染料等的过滤去除具有不可替代的作用。但是，液体膜分离装置也有一定的弊端，在去除完染料废水后，装置很难进行彻底的清洗，给装置带来二次污染，对下次使用装置带来严重的不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自带清洗功能的液体膜分离装置，实现了液体分离后，装置清洗不彻底的目的。

本实用新型的技术方案是，一种自带清洗功能的液体膜分离装置，包括储液箱，储液箱侧壁上部开有溢流口，储液箱底部安装有排水口阀门，储液箱内部安装有超声波换能器，超声波换能器连接储液箱外部的超声波发生器，储液箱通过管道连接可拆卸膜池，膜池连接接收瓶。

本实用新型的特点还在于，

可拆卸的膜池具有多个。

膜池包括对称扣合的上盖和下盖，上盖挖设有上盖空腔，下盖挖设有与上盖空腔相对的下盖凹槽，上盖空腔与下盖凹槽通过支撑板隔开，支撑板铺设有膜片；上盖开有进水口，进水口与上盖空腔贯通，进水口与管道连接，上盖侧壁开有浓水口，浓水口与上盖空腔贯通；下盖开有与下盖凹槽贯通的出水口，出水口连接接收瓶。

支撑板的外缘安装有密封圈，密封圈与上盖内壁及下盖内壁接触。

进水口安装有不锈钢快插接头，不锈钢快插接头与管道连接。

储液箱包括箱盖，箱盖外部安装有手柄，箱盖内部设有红外线发生器，红外线发生器连接红外线传感器，红外线传感器连接电脑。

膜池与储液箱之间的管道安装有总阀门，总阀门与膜池之间安装有高压泵，高压泵与膜池之间安装有压力表a与阀门b。

高压泵连接启闭显示器。

浓水口连接有浓水口管道，浓水口管道安装有压力表c及阀门d，压力表c连接压力传感器b，压力传感器b与电脑连接。

接收瓶内安装有光电式液位传感器，光电式液位传感器与电脑连接。

本实用新型的特点还在于，

装置的一侧安装有启闭显示器，启闭显示器上有控制整个装置的开启和关闭按钮。

膜池装置包括上盖和下盖，上盖开有进水口，上盖内部开有空腔，下盖开有出水口，下盖内部开有凹槽，凹槽边缘两端水平且开有槽，槽内可水平存放不锈钢多孔支撑板，不锈钢多孔支撑板上放置有膜片，不锈钢多孔支撑板下方紧贴有密封圈，

本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置，具有至少以下有益效果，

1)该装置的储液箱内部安装有超声波换能器，储液箱外侧安装有超声波发生器，通过超声波发生器与超声波换能器的共同作用从而产生超声波，超声波的不断震动产生小气泡，外加储液箱箱盖下侧安装有红外线发生器，可对储液箱中的液体进行加热，加快残余染料废液的分解，更加彻底地清洗装置。

2)该装置与膜池之间通过不锈钢快插接头进行插接，方便了膜池与装置之间的连接，节省了一定的时间，同时便于将整个膜池拆除下来，方便膜片的安装，防止损坏膜片，使膜片保存完整性，方便下次反冲洗再用。

3)该装置与电脑进行连接，电脑可直接检测到储液箱中液体温度，并做出相应判断，电脑可检测到膜池进水口与浓水口处的压力大小以及处理过后染料废水的截留率大小，便于以后的实验数据分析和输出，同时该装置自动化程度较高、使用便捷、操作管理方便，效率得到了很大的提升，具有较强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置整体结构示意图；

图2是本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置膜池的竖剖图；

图3是本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置膜池的俯视图。

图中，1.储液箱，1-1.箱盖，1-2.手柄，1-3.红外线发生器，1-4.溢流口，1-5.排水口阀门，2.启闭显示器，2-1.阀门a，3.高压泵，3-1.压力表a，3-2.阀门b，3-3.阀门c，4.膜池，4-1.压力表b，4-2.压力表c，4-3.阀门d，4-4.不锈钢快插接头，4-5.出水口，4-6.浓水口，4-7.进水口，4-8.上盖空腔，4-9.膜片，4-10.下盖凹槽，4-11.密封圈，4-12.螺母，4-13.支撑板，5.接收瓶，6.超声波发生器，7.超声波换能器，8.电脑，9.压力传感器a，10.压力传感器b，11.光电式液位传感器，12.总阀门，13.红外线传感器，14.电阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所采用的技术方案是，一种自带清洗功能的液体膜分离装置，如图1所示，包括储液箱1，储液箱1侧壁上部开有溢流口1-4，储液箱1底部安装有排水口阀门1-5，储液箱1内部安装有超声波换能器7，超声波换能器7连接与储液箱1外部的超声波发生器6，储液箱1通过管道连接可拆卸膜池4，膜池4连接接收瓶5，接收瓶5的瓶身对应有刻度；接收瓶5内安装有光电式液位传感器11，光电式液位传感器11与电脑8连接，接收瓶5用于存储经过膜池4处理过后的染料废水，光电式液位传感器11位于接收瓶5内，接收瓶5内的液体达到一定体积时，光电式液位传感器11即可接收信号，将信号传递给电脑8；储液箱内部的超声波换能器与外部的超声波发生器对储液箱1进行超声震荡，已到达使得储液箱的液体不沉积，避免沉积污垢，甚至可以对与储液箱1相连的管道起到震荡的作用，进而起到清洗的作用。

如图2、3所示，膜池4包括对称扣合的上盖和下盖，上盖及下盖外壁均固接有法兰，两个法兰通过螺母与相匹配的螺栓连接；上盖挖设有上盖空腔4-8，下盖挖设有与上盖空腔相对的下盖凹槽4-10，上盖空腔4-8与下盖凹槽4-10通过支撑板4-13隔开，支撑板4-13为不锈钢多孔支撑板，支撑板4-13铺设有膜片4-9；上盖开有进水口4-7，进水口4-7与上盖空腔4-8贯通，进水口4-7与管道连接，进水口4-7的管道上安装控制进入膜池流速的阀门及检测液流压力的压力表；上盖侧壁开有浓水口4-6，浓水口4-6与上盖空腔4-8贯通；下盖开有与下盖凹槽4-10贯通的出水口4-5，出水口4-5连接接收瓶5；本装置具有多个可拆卸的膜池4并联膜池；支撑板4-13的外缘安装有密封圈4-11，密封圈与上盖内壁及下盖内壁接触；进水口4-7安装有不锈钢快插接头4-4，不锈钢快插接头4-4与管道连接；膜池4与管道通过不锈钢快插接头4-4进行快速连接，便于拆卸与安装，节省了一定的时间，同时便于膜池4内膜片4-9的安装与膜池4的清洗。

如图1所示，储液箱1包括箱盖1-1，箱盖1-1外部安装有手柄1-2，箱盖1-1内部设有红外线发生器1-3，红外线发生器1-3连接红外线传感器13，红外线传感器13连接电脑8；红外线发生器1-3可对储液箱1中的液体进行加热，红外线传感器13与电脑8连接，用于检测储液箱1中的温度，防止温度过高，破坏膜片4-9。

如图1所示，膜池4与储液箱1之间的管道安装有总阀门12，总阀门12与膜池4之间安装有高压泵3，高压泵3与膜池4之间安装有压力表a3-1与阀门b3-2；高压泵3连接启闭显示器2；浓水口4-6连接有浓水口管道，浓水口管道安装有压力表c4-2及阀门d4-3，压力表c4-2连接压力传感器b10，压力传感器b10与电脑8连接；压力传感器b10，便于电脑8时刻检测膜池浓水口4-6压力的变化情况。

本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置的工作原理：

(1)分离原理：储液箱1中的液体通过高压泵3和总开关12控制，将储液箱1中的液体输送到膜池4处，膜池4整体可拆卸，膜池4上端口为进水口4-7，其与装置中的管道通过不锈钢快插接头4-4进行连接，膜片4-9放置在膜池4中间，膜池4上盖有空腔4-8，下盖有凹槽4-10，空腔4-8与凹槽4-10位置上相对应，便于液体顺利通过膜池，在液体到达膜片4-9前有一定的缓冲力，防止损坏膜片4-9；

(2)清洗原理：储液箱1内侧底部安装有超声波换能器7，储液箱1外侧安装有超声波发生器6，超声波发生器6和超声波换能器7实现对储液箱1中的液体(纯水，清洗液等)以及整个装置管道上和膜池4进行彻底地清洗；储存箱1箱盖1-1上安装有红外线发生器1-3，目的是实现对储存箱1内液体进行加热，帮助染料废液进行分解，结合超声波的超声震动，以至于其能快速被清洗干净；

(3)可在线检测原理：整个装置与电脑8进行连接，其中储液箱1外安装有红外线传感器13，红外线传感器13与电脑8通过线连接，红外线传感器13感知到储液箱1中的温度时，将信号传递给电脑8，当温度超过电脑8中设置的温度40℃时，电脑8发生关闭信号，在电脑8上关闭控制红外线发生器1-3的开关，停止对储液箱中的液体进行加热。膜池4上进水口4-7安装有压力表b4-1，浓水口4-6上安装有压力表c4-2，压力表b4-1和压力表c4-2与电脑8通过线连接，中间分别连接有压力传感器a9和压力传感器b10，压力表b4-1，压力表c4-2上的压力通过压力传感器a9和压力传感器b10传递给电脑8，电脑8可一直检测到进水口4-7和浓水口4-6的压力情况。膜池4下端出水口4-5处连接有接收瓶5，接收瓶5中安装有光电式液位传感器11，光电式液位传感器11与电脑8连接，从而可检测到接收瓶5中水位变化情况，即电脑8上可直接检测到染料液体的截留率大小。

本实用新型一种自带清洗功能的液体膜分离装置的操作过程：

①安装膜片，将膜池4与装置连接处的不锈钢快插接头4-4取下，打开膜池4的上下盖，将膜片4-9放置在不锈钢多孔支撑板上，不锈钢多孔支撑板放置在下盖凹槽上，上下盖将不锈钢多孔支撑板夹紧，上下盖通过四角对称的螺母4-12紧密连接，螺母4-12中间插有对应尺寸的螺杆固定。将膜池4进水口4-7与不锈钢快插接头4-4一端连接，不锈钢快插接头4-4另一端与该装置的另一端连接；

②注入被分离液体，将排水口阀门1-5，阀门a2-1，总阀门12，阀门b3-2，阀门c3-3，阀门d4-3关闭，通过手柄1-2打开箱盖1-1，向储液箱1中注入被分离液体；

③连接电脑，检验设备状态，储液箱1，红外线传感器13与电脑8通过线连接，压力表b4-1，压力表c4-2分别通过压力传感器a9和压力传感器b10与电脑8进行连接，光电式液位传感器11安装在接收瓶5中，并且与电脑8电连接，连接好之后，打开电脑8，设置相关参数。

④检验管道状态，打开阀门a2-1和总阀门12，其他阀门仍处于关闭状态，插上电源，打开启闭显示器2上的开启开关，观察高压泵3运转是否正常，液体通过高压泵3和阀门a2-1后，回流正常；

⑤启动该装置，开启阀门b3-2，阀门c3-3，阀门d4-3，关闭阀门a2-1，观察压力表a3-1和压力表b4-1表盘上的读数是否一致，若一致，打开电脑8上控制箱盖1上红外线发生器1-3的开关，红外线发生器1-3开始加热储液箱1中的液体，电脑8可检测储液箱1内液体的温度，若温度超过设置温度，在电脑8上关闭控制红外发生器1-3的开关；此外，电脑8可检测压力表b4-1和压力表c4-2上的压力情况以及膜池对染料的截留情况；

⑥停止工作，逐次关闭阀门d4-3，阀门c3-3，阀门b3-2，总阀门12，阀门a2-1，打开阀门1-5，残液流出；

⑦清洗装置，拆除膜池4，将膜片4-9取出，安装好膜池4并将其与装置连接完整，重复步骤②④⑤，在此过程中打开超声波发生器6的电阀门14和红外发生器1-3的开关，超声波发生器6和超声波换能器7开始工作，装置进行彻底地清洗，清洗结束，关闭超声波发生器的电阀门14和红外发生器1-3的开关，重复步骤⑥。

本实用新型采用超声装置对膜分离装置进行震荡以达到清洗的目的，同时膜池采用可拆卸的结构以便于拆卸清理及储液箱加热装置加热助于软化清理，以上共同作用达到高效清理的目的。