一种智能化自适应柱式膜组件的制作方法

1.本实用新型涉及一种污水处理用的膜组件，具体涉及一种智能化自适应柱式膜组件。


背景技术：

2.为了对污水进行处理并对其进行资源化再利用，膜分离技术和装置在工业化生产中应用广泛。为了提高膜的工作效率，在单位体积内实现最大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件。柱式膜组件特别是外压式柱式膜组件因其装填密度高、造价相对较低、寿命较长以及膜耐压性能好而得到了广泛应用。柱式膜组件在工程应用时，单套系统采用多支柱式膜组件并联安装运行，控制及监测系统不能监测到每支柱式膜组件的运行状态；由于系统中每支柱式膜组件的管口尺寸固定致使运行条件分布不均，运行过程中导致部分柱式膜组件膜分离效率不高且容易产生污堵，缩短柱式膜组件的使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种结构设计简单合理、可智能化自适应调节、故障率低、使用寿命长的智能化自适应柱式膜组件。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种智能化自适应柱式膜组件,包括膜壳101、固定在膜壳上端的上罗筒104a、固定在膜壳下端的下罗筒104b、上罗筒端部通过紧固卡箍106密封固定有产水盖108和浓水连接管109、下罗筒端部通过紧固卡箍密封固定有进水盖111；上罗筒内侧设有产水端浇注固定层105a；下罗筒内侧设有进水端浇注固定层105b；在膜壳内腔两端浇注固定层之间密封固定有多根中空纤维膜丝102，每根中空纤维膜丝与产水盖内腔保持畅通；进水端浇注固定层内部均匀排布有多个气液导流通道105c，每个气液导流通道两端分别联通膜壳内腔和进水盖内腔；浓水连接管贯穿产水盖和产水浇筑层，浓水连接管近柱端与膜壳内腔保持畅通，浓水连接管远柱端设置有浓水口109a；在膜壳外壁上设置有数据处理及传输模块103；产水盖一侧壁上设有产水口108a，产水口上设有产水调控模块110，与产水口相对的产水盖侧壁上设有产水端压力传感模块107a；进水盖一侧壁上设有进水口111a，与进水口相对的进水盖侧壁上设有进水端压力传感模块107b，进水盖底端设有进气口111b。
6.优选地：数据处理及传输模块103通过线缆分别与产水端压力传感模块107a、进水端压力传感模块107b、产水调控模块110相连接；数据处理及传输模块103包括可编程逻辑控制单元、数据采集及分析单元、远程监控及传输单元。
7.优选地：产水端压力传感模块107a贯穿于产水盖108侧壁且密封固定，其感应单元位于产水盖内腔，其传输单元位于产水盖外侧。
8.优选地：产水调控模块110贯穿于所述的产水口108a侧壁且密封固定，其调节单元位于与产水盖内腔连通的产水口内腔，其控制传动单元位于产水口外壁。
9.优选地：进水端压力传感模块107b贯穿于进水盖111侧壁且密封固定，其感应单元位于进水盖内腔，其传输单元位于进水盖外壁。
10.有益效果
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中在膜壳外壁上设置有数据处理及传输模块，在产水盖两侧端分别设有产水端压力传感模块、产水调控模块，在进水盖设有进水端压力传感模块，在传统柱式膜组件结构基础上采用模块化设计，结构简单合理，易于加工及安装。在柱式膜组件工作时，进、产水端压力传感模块分别检测到柱式膜组件进水及产水压力并传输到数据处理及传输模块，数据处理及传输模块对所接收到的数据进行处理分析，根据分析结果控制产水调控模块的启闭及开合度大小，以确保柱式膜组件的运行状态达到最优，同时将分析结果及检测数据通过数据网络传输至远程客户端或人机交互终端。该设计可智能调节柱式膜组件运行状态、提高膜组件适应范围、减少系统故障、延长柱式膜组件的使用寿命。
附图说明
12.为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步说明，相同的附图标记表示相同的部件。
13.图1示出了本实用新型一种实施方案的全剖结构示意图。
14.图中：101-膜壳；102-中空纤维膜丝；103-数据处理及传输模块；104a-上罗筒；104b-下罗筒；105a-产水端浇注固定层；105b-进水端浇注固定层；105c-气液导流通道；106-紧固卡箍；107a-产水端压力传感模块；107b-进水端压力传感模块；108-产水盖；108a-产水口；109-浓水连接管；109a-浓水口；110-产水调控模块；111-进水盖；111a-进水口；111b-进气口。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.请参阅图1本实用新型提供的一种实施例：一种智能化自适应柱式膜组件,包括膜壳101、固定在膜壳上端的上罗筒104a、固定在膜壳下端的下罗筒104b、上罗筒端部通过紧固卡箍106密封固定有产水盖108和浓水连接管109、下罗筒端部通过紧固卡箍密封固定有进水盖111；上罗筒内侧设有产水端浇注固定层105a；下罗筒内侧设有进水端浇注固定层105b；在膜壳内腔两端浇注固定层之间密封固定有多根中空纤维膜丝102，每根中空纤维膜丝与产水盖内腔保持畅通；进水端浇注固定层内部均匀排布有多个气液导流通道105c，每个气液导流通道两端分别联通膜壳内腔和进水盖内腔；浓水连接管贯穿产水盖和产水浇筑层，浓水连接管近柱端与膜壳内腔保持畅通，浓水连接管远柱端设置有浓水口109a；在膜壳外壁上设置有数据处理及传输模块103；所述的产水盖一侧壁上设有产水口108a，产水口上设有产水调控模块110，与产水口相对的产水盖侧壁上设有产水端压力传感模块107a；进水盖一侧壁上设有进水口111a，与进水口相对的进水盖侧壁上设有进水端压力传感模块
107b，进水盖底端设有进气口111b。
17.数据处理及传输模块103通过线缆分别与所述的产水端压力传感模块107a、进水端压力传感模块107b、产水调控模块110相连接。
18.数据处理及传输模块103包括可编程逻辑控制单元、数据采集及分析单元、远程监控及传输单元，其中：可编程逻辑控制单元可手动或自动控制产水调控模块110的启闭及开合度大小；数据采集及分析单元可获取各压力传感模块参数数据并进行数据分析；远程监控及传输单元可通过数据网络将采集数据及数据分析结果传输至远程客户端或人机交互终端。
19.产水端压力传感模块107a贯穿于产水盖108侧壁且密封固定，产水端压力传感模块107a感应单元位于产水盖108内腔，传输单元位于产水盖108外侧。产水调控模块110贯穿于所述的产水口108a侧壁且密封固定。产水调控模块110的调节单元位于与产水盖108内腔连通的产水口108a内腔，其控制传动单元位于产水口外壁。进水端压力传感模块107b贯穿于所述的进水盖111侧壁且密封固定，进水端压力传感模块107b感应单元位于进水盖111内腔，传输单元位于进水盖111外壁。
20.由上述内容可知，本实用新型在膜壳外壁上设置有数据处理及传输模块，在产水盖两侧端分别设有产水端压力传感模块、产水调控模块，在进水盖设有进水端压力传感模块，在传统柱式膜组件结构基础上采用模块化设计，结构简单合理，易于加工及安装。在柱式膜组件工作时，进产水端压力传感模块分别检测到柱式膜组件进水及产水压力并传输到数据处理及传输模块，数据处理及传输模块对所接收到的数据进行处理分析，根据分析结果控制产水调控模块的启闭及开合度大小，以确保柱式膜组件的运行状态达到最优，同时将分析结果及检测数据通过数据网络传输至远程客户端或人机交互终端。该设计可智能调节柱式膜组件运行状态、提高膜组件适应范围、减少系统故障、延长柱式膜组件的使用寿命。
21.工程运行时，将如图1所示的多支智能化自适应柱式膜组件与外接管道相连接组成柱式膜系统。常温常压下，原水泵输出的原水经进水盖111的进水口111a进入进水盖111的内腔，经气液导流通道105c进入膜壳101内腔，在外力驱动下使得原水经中空纤维膜丝102过滤而汇集至产水盖108的内腔里，最后通过产水盖108外壁上与其相连通的产水口108a持续输出到柱式膜组件外部；过滤剩下的混合液经浓水连接管109中的浓水口109a排出柱式膜组件的外部。在柱式膜系统运行过程中，每支智能化自适应柱式膜组件中的产水端压力传感模块107a和进水端压力传感模块107b分别实时检测到产水盖108内腔和进水盖111内腔的液体压力值，检测所得数据通过线缆传输给数据处理及传输模块103，经103处理分析后对整产水调控模块110开合度大小进行适时调整，确保整个系统中每支智能化自适应柱式膜组件的运行状态处于合理范围。当某一支柱式膜组件中所计算处理的进产水压差小于设计压力时，增大产水调控模块110开合度，提高其产水量直至测得压差近似等于设计压力；当某一支柱式膜组件中所计算处理的进产水压差大于设计压力且小于系统极限运行压力时，减小产水调控模块110开合度，降低该柱式膜组件的产水量直至测得压差近似等于设计压力；当多支柱式膜组件中所计算处理的进产水压差大于系统极限运行压力且产水调控模块110开合度开到最大时，系统总体产水量仍低于设计水量，说明系统中的中空纤维膜丝102出现污堵，此时，反洗泵启动，输出的大流量反洗水经产水盖108中产水口108a进入中
空纤维膜丝102内腔，在外力驱动下使得大流量反洗水经中空纤维膜丝102进入柱式膜组件内腔，在大流量反洗水透过中空纤维膜丝102过程中冲刷掉污堵在中空纤维膜丝102微孔内及外表面的污染物。同时，风机输出的压缩空气经进水盖111中的进气口111b进入进水盖111内腔，最后经均匀分布的多个气液导流通道105c进入柱式膜组件内腔，在气水混合体的扰动下，中空纤维膜丝102在水中大幅度地随气水流摆动并且不容易发生断裂，可以很好地将附着在中空纤维膜丝102表面上的的污染物抖落掉，夹杂着污染物的气水混合液经柱式膜组件的浓水口109a排出到柱式膜组件的外部，系统中柱式膜组件所测得的进产水压差会逐渐小于等于设计压力；经过多次清洗后柱式膜组件中所计算处理的进产水压差仍大于系统极限运行压力且产水调控模块110开合度开到最大时，系统总体产水量仍低于设计水量，说明该柱式膜组件使用寿命达到极限，满足不了后续使用要求，需要对其进行更换。在系统运行过程中，数据处理及传输模块103处理分析所得数据均可通过数据网络将采集的数据及数据分析的结果传输至远程客户端或人机交互终端。可见，本实用新型结构设计简单合理、可智能调节运行状态、提高适应范围、减少系统故障、延长使用寿命。
22.需要说明的是，本技术尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。