一种金属膜滤芯、金属膜过滤器及污水处理深度过滤系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种金属膜滤芯、金属膜过滤器及污水处理深度过滤系统。

背景技术：

传统的a/o、a2/o和sbr的水处理工艺，出水都是经二沉池沉淀或泥水混合物静置后排出清水，出水中会混杂部分污泥或絮状物、胶体等，这些物质都会使出水悬浮物(ss)过高。城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中ss的一级b标准为≤20mg/l，一级a标准为≤10mg/l。目前，污水排放标准日趋严格，各企业和污水处理厂面临巨大环保压力，很多旧厂、老厂都要求提级改造，其中ss是较难处理指标，当下应用较多的膜反应器和膜过滤设备，由于升级改造成本过高，对于一些中小型企业或者污水出理量不大的企业非常不经济。污水处理厂应用较多的深度过滤设备多为滤布过滤，滤布由于机械强度较低，且不耐腐蚀容易堵塞变形，会影响正常出水。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种金属膜滤芯、由金属膜滤芯构建的金属膜过滤器以及由金属膜过滤器构建的污水处理深度过滤系统，金属膜滤芯中采用金属膜滤网层，与滤布、有机膜相比具有机械性能好、耐高温以及容易密封、便于集成加工等优点，并且耐腐蚀，不易堵塞变形，对悬浮固体物质有很好的过滤能力，颗粒物被截留在金属膜表面，形成表面过滤；金属膜滤网层两侧设置多孔支撑层，用于支撑金属膜滤网层，使金属膜滤网层与内外隔绝，内部形成密封空间，防止金属膜滤网层变形、移位等，同时可在滤膜内形成一定的真空度，从而增加滤膜内外压差，增加过滤效率；滤芯内部设置穿孔管，出水从穿孔管流出，穿孔管在过滤和反洗过程中都可以起到导流作用，适当减少运行过程中对金属膜的冲击，滤芯、过滤器、过滤系统可以实现良好的过滤和反洗功效。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题。

第一方面，本实用新型提供一种金属膜过滤器，包括呈筒状结构的金属膜、纵向安装在其内部的穿孔管以及安装在其两端的顶部连接板和底部连接板，穿孔管的两端分别抵住顶部连接板和底部连接板，并与顶部连接板上开设的第一通孔、底部连接板上开设的第二通孔连通；金属膜包括金属膜滤网层以及位于其两侧的多孔支撑层。

在上述技术方案的基础上，进一步地，金属膜滤网层由不锈钢制成，优选316l不锈钢，其目数为3000目，孔径为5μm；316l不锈钢具有突出的耐腐蚀性能，同时具有对温度不敏感、水稳定性高，可以应对多种出水水质；当金属膜目数达3000目，孔径为5μm，几乎可以截留所有的悬浮固体颗粒。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，多孔支撑层为不锈钢圆孔冲孔网。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，金属膜内的金属膜滤网层至少为层叠的两层，从而有效提升过滤效率。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，金属膜为圆筒状结构，顶部连接板包括第一圆形盖板、位于第一圆形盖板外侧的接口、位于第一圆形盖板内侧边缘的第一环形凸台，第一环形凸台外径与圆筒状的金属膜内径相匹配，接口中心纵向开设第一通孔；

底部连接板包括第二圆形盖板、位于第一圆形盖板内侧边缘的第二环形凸台，第二圆形盖板呈拱形，且拱形顶部呈平台状，平台中心开设第二通孔，第二环形凸台外径与圆筒状的金属膜内径相匹配，第一环形凸台、第二环形凸台均插装在金属膜内部。顶部连接板和底部连接板的这种结构便于拆卸和安装。

第二方面，本实用新型还提供了一种利用第一方面任一金属膜滤芯构建的金属膜过滤器，其包括外壳以及固定在外壳内的金属膜滤芯，金属膜滤芯上的第一通孔与外壳顶部设置的反洗进水口连通，金属膜滤芯上的第二通孔与外壳底部的过滤出水口连通；外壳侧壁的上部及下部分别设有进水口和反洗浓水出口。

在上述技术方案的基础上，进一步地，外壳由两半圆柱状的筒体扣合而成，并通过锁紧件固定连接；当需要更换滤芯时，只需要将外壳打开，即可方便更换。

第三方面，本实用新型还提供了一种利用第二方面任一金属膜过滤器构建的污水处理深度过滤系统，其包括依次连接的进水模块、金属膜过滤器、出水模块、过滤器反洗模块以及控制四者运行的自动控制模块；进水模块包括供水池以及与供水池、金属膜过滤器进水口连接的进水管道；出水模块包括与金属膜过滤器的过滤出水口连接的出水管道以及安装在出水管道上的管道分流控制阀，出水管道出口处的一端与反洗箱连接，另一端与污水处理系统或处理水储罐连接；过滤器反洗模块包括反洗进水管道以及反洗出水管道，反洗进水管道的两端分别与反洗箱及金属膜过滤器反洗进水口连接，反洗出水管道的一端与反洗浓水出口连接，另一端与前端的污水处理系统连接或者与浓水箱连接。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，进水模块的供水池内或进水管道上安装有增压泵，进水管道上安装有流量调节阀、流量计，靠近金属膜过滤器进水口处的进水管道上还安装压力表、进水阀，增压泵、流量调节阀、流量计、压力表、进水阀均与自动控制模块连接。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，出水管道上还设有压力表和流量计；反洗进水管道上安装有反洗泵、流量计及反洗进水阀，反洗出水管道上安装有反洗出水阀。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，反洗箱内设有液位浮球阀，液位浮球阀与自动控制模块连接。

附图说明

图1为金属膜滤芯的结构示意图；

图2为金属膜的结构示意图；

图3为金属膜过滤器的结构示意图；

图4为污水处理深度过滤系统的结构框图；

图5为污水处理深度过滤系统的结构示意图；

图中，1、进水模块；11、供水池；12、进水管道；13、增压泵；14、流量调节阀；15、流量计；16、压力表；17、进水阀；2、金属膜过滤器；21、外壳；211、进水口；212、过滤出水口；213、反洗进水口；214、反洗浓水出口；22、金属膜滤芯；23、金属膜；231、金属膜滤网层；232、多孔支撑层；24、穿孔管；25、顶部连接板；251、第一圆形盖板；252、接口；253、第一环形凸台；26、底部连接板；261、第二圆形盖板；262、第二环形凸台；27、第一通孔；28、第二通孔；3、出水模块；31、出水管道；32、管道分流控制阀；33、反洗箱；34、出水阀；4、过滤器反洗模块；41、反洗进水管道；42、反洗出水管道；43、反洗泵；44、反洗进水阀；45、反洗出水阀；5、自动控制模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

本实用新型提供的金属膜滤芯22包括呈筒状结构的金属膜23、纵向安装在其内部的穿孔管24以及安装在其两端的顶部连接板25和底部连接板26，穿孔管24的两端分别抵住顶部连接板25和底部连接板26，并与顶部连接板上开设的第一通孔27、底部连接板上开设的第二通孔28连通；金属膜23包括金属膜滤网层231以及位于其两侧的多孔支撑层232，金属膜滤网层与滤布、有机膜相比具有机械性能好、耐高温以及容易密封、便于集成加工等优点，并且耐腐蚀，不易堵塞变形，多孔支撑层用于支撑金属膜滤网层，使金属膜滤网层与内外隔绝，内部形成密封空间，防止金属膜滤网层变形、移位等，同时可在滤膜内形成一定的真空度，从而增加滤膜内外压差，增加过滤效率；穿孔管的设置在过滤和反洗过程中都可以起到导流作用，适当减少运行过程中对金属膜的冲击，保证金属膜的过滤效率，本实用新型提供的滤芯可同时实现过滤和反洗的双重功效。

在上述技术方案的基础上，优选地，金属膜滤网层由不锈钢制成，优选316l不锈钢，316l不锈钢属于冷轧产品，外表光滑细腻，由于制作过程添加了钼元素，使其具有突出的耐腐蚀性能，同时具有对温度不敏感、水稳定性高，实际污水处理系统的出水波动较大，对过滤膜性质要求较高，而316l不锈钢突出的性质特点可以应对多种出水水质，同时316l不锈钢具有优秀的加工硬化性且质量较轻，高精度不锈钢金属膜对悬浮固体物质有很好的过滤能力，颗粒物被截留在金属膜表面，形成表面过滤；金属膜滤网优选目数为3000目，孔径为5μm，当金属膜目数达3000目，孔径为5μm，几乎可以截留所有的悬浮固体颗粒。

在上述任一技术方案的基础上，优选地，多孔支撑层为不锈钢圆孔冲孔网，保证支撑及过滤的同时，还具有机械性能好、耐高温、耐腐蚀以及容易密封、便于集成加工等优点，不易堵塞变形，提高金属膜的使用寿命。

为了便于改造，提升过滤效率，可将金属膜滤网层增加层数，也即金属膜内的金属膜滤网层至少为层叠的两层、三层、四层或者更多层。

在其中的一种具体实施方式中，金属膜23为圆筒状结构，顶部连接板25及底部连接板26均呈圆盖状，顶部连接板25包括第一圆形盖板251、位于第一圆形盖板外侧的接口252、位于第一圆形盖板内侧边缘的第一环形凸台253；接口252中心纵向开设第一通孔27，第一环形凸台253与圆筒状的金属膜内径相匹配；底部连接板26包括第二圆形盖板261、位于第一圆形盖板内侧边缘的第二环形凸台262，第二圆形盖板261呈拱形，且拱形顶部呈平台状，第二环形凸台262与圆筒状的金属膜内径相匹配；第一环形凸台253、第二环形凸台262均插装在金属膜内部，便于滤芯的整体拆装。

在上述技术方案的基础上，优选地，穿孔管24的外径大于第一通孔27和第二通孔28的内径，从而保证从第一通孔27进入的反洗水全部进入穿孔管内，再从穿孔管上的孔洞渗透至滤芯的腔体内，然后流经金属膜，将金属膜表面积累的截留物冲洗掉，达到反洗的效果。

实施例2

本实用新型提供的金属膜过滤器2，利用实施例1中的任一种金属膜滤芯构建而成，包括外壳21以及固定在外壳内的金属膜滤芯22，金属膜滤芯22与外壳的顶端及底端契合，可承受一定的水力冲击，金属膜滤芯22上的第一通孔27与外壳21顶部设置的反洗进水口213连通，金属膜滤芯22上的第二通孔28与外壳底部的过滤出水口212连通；外壳侧壁的上部及下部分别设有进水口211和反洗浓水出口214。

在上述方案的基础上，优选地，外壳由左右分布的两半圆柱状的筒体扣合而成，并通过锁紧件密封固定连接，或者，外壳由上下分布的两个筒体扣合而成，并通过锁紧件密封固定连接。

实施例3

本实用新型提供的污水处理深度过滤系统由实施例2提供的金属膜过滤器构建而成，包括依次连接的进水模块1、金属膜过滤器2、出水模块3、过滤器反洗模块4以及控制四者运行的自动控制模块5，自动控制模块5对整个系统进行实时监控和控制；进水模块1包括供水池11以及与供水池11、金属膜过滤器进水口211连接的进水管道12，供水池为污水处理系统的二沉池；出水模块3包括与金属膜过滤器2的过滤出水口212连接的出水管道31以及安装在出水管道31上的管道分流控制阀32，出水管道31出口处的一端与反洗箱33连接，另一端与前端污水处理系统或处理水储罐连接；过滤器反洗模块4包括反洗进水管道41以及反洗出水管道42，反洗进水管道41的两端分别与反洗箱33及金属膜过滤器反洗进水口213连接，反洗出水管道42的一端与反洗浓水出口214连接，另一端与前端的污水处理系统连接或者与浓水箱连接，反洗进水管道41上安装有反洗泵43及流量计，其靠近反洗进水口213的位置处安装有反洗进水阀44，反洗出水管道42上靠近反洗浓水出口214的位置安装有反洗出水阀45。

在上述方案的基础上，优选地，进水模块1的供水池11内或进水管道12上安装有增压泵13，进水管道12上安装有流量调节阀14、流量计15，靠近金属膜过滤器进水口211处的进水管道12上还安装压力表16、进水阀17，增压泵、流量调节阀、流量计、压力表、进水阀均与自动控制模块连接。

在上述方案的基础上，优选地，出水管道31上还设有与自动控制模块连接的压力表和流量计，对出水进行监控、控制，靠近金属膜过滤器过滤出水口212处的出水管道31上还安装有出水阀34。在上述任一方案的基础上，优选地，反洗箱33内设有液位浮球阀，液位浮球阀与自动控制模块连接。

上述污水处理深度过滤系统在使用时，先过滤，再反洗，过滤过程中，关闭反洗进水阀44及反洗出水阀45，开启进水阀17、出水阀34，通过增压泵13将供水池11中的水运送至金属膜过滤器2中，自动控制模块5可通过调节流量调节阀14对进水流量进行控制，进水由金属膜过滤器2的进水口211进入过滤器后，进水中的ss颗粒物被有效截留在金属膜外表面，经过滤后的水由滤芯下端的第二通孔28、过滤出水口212排出(如图3中实线箭头所示)，进入反洗箱33中，或者进入前端污水处理系统或处理水储罐中；过滤后的水优先进入反洗箱33中，当反洗箱33内水满后，停止向反洗箱33内排水，切换出水管道，将过滤出水直接排放至前端污水处理系统或处理水储罐中；随着系统的运行，截留在金属膜上的物质增多，金属膜会堵塞，会使过滤效率变低，在保持膜通量不变的情况下，跨膜压力会增大，当进水压差增大到一定值时，需要进行膜清洗，也即反洗，先将进水阀17、出水阀34关闭，将反洗进水阀44及反洗出水阀45打开，启动反洗泵42，从反洗箱33中吸水，反洗水经过滤器顶部的反洗进水口213进入过滤器中，经由穿孔管进入滤芯腔体内，然后由内到外穿过金属膜，对金属膜进行反洗，使截留物在水反洗作用下脱离金属膜外表面，反洗后的浓水汇集到反洗浓水出口214处(如图3中虚线箭头所示)，排至前端污水处理系统或浓水箱中，从而提高过滤系统效率，节省费用；反洗完成后，关闭反洗泵、反洗阀，开启增压泵、进水阀、出水阀，开始过滤，重复上述过程。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不能脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。