一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备的制作方法

本发明涉及膜分离技术领域，特别涉及一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备。

背景技术：

膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤及反渗透，超滤是其中尤为重要的一项技术。随着工业的发展，水质污染情况日益严重，对水预处理的要求越来越高，有越来越多的企业选择超滤来做预处理。超滤产品已广泛用于食品、医疗、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业等领域。

中空纤维膜是一种很好的固液分离设备，但是膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，对于膜污染，应当说，一旦料液与膜接触，膜污染即开始。所以需要对膜元件进行清洗，以消除膜污染，而使得膜能够持续工作。膜污染问题的解决是个难题，因此设计一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备，可对自来水、河水、湖水等进行净化处理，也能对污染对生活污水，工业废水进行处理。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备，通过设置清洗装置，实现中空纤维膜的清洗，使得膜元件更耐受污染，使用寿命更长。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备，包括罐体和若干组膜元件，罐体底部开设有进水口，顶部开设有产水口。罐体内固设有上固定盘和下固定盘，上固定盘和下固定盘上分别开设有若干插孔，所述膜元件的两端分别与上固定盘及下固定盘的插孔密封连接。还包括清洗装置，所述的清洗装置包括连接杆、喷水内环、喷水外环、推动机构和水泵，连接杆的内部设有流水通道，流水通道与水泵通过喷水管相连。连接杆的顶部与推动机构连接，底部由上至下穿入所述罐体中，喷水内环和喷水外环分别固设在所述连接杆的下部。喷水内环和喷水外环的内部分别开设有与所述流水通道管道连通的环形喷水通道，所述的若干组膜元件呈环形布置，所述喷水内环设置在若干组膜元件形成的圆周内部，喷水内环的外环面沿周向开设有若干个内环喷水孔。喷水外环设置在若干组膜元件形成的圆周外部，喷水外环的内环面沿周向开设有若干个外环喷水孔。

进一步地，所述的清洗装置还包括反冲洗组件，所述的反冲洗组件包括抽吸泵、产水桶以及若干连接管道，所述产水口通过第一管道与抽吸泵相连，所述抽吸泵与产水桶管道相连，所述的第一管道上设有第一阀门和第二阀门，所述第一管道在所述第一阀门和第二阀门之间设有与所述喷水管相连通的反洗管，所述的反洗管上设有反洗阀门。

进一步地，所述的喷水管上设有第三阀门。

进一步地，为了使得喷水管可以随推动机构的运动而运动，所述喷水管靠近连接杆的一段为可拉伸的软管。

一种实施方式中，所述的推动机构包括横杆、竖杆和升降机构，所述横杆的一端与连接杆的顶部相连，横杆在与连接杆的连接处开设有第一扁平槽，横杆的另一端铰接在支撑杆或墙壁上，支撑杆的底部固定在罐体或地面上。所述竖杆的顶部与所述横杆的中部相连，所述横杆在与竖杆的连接处开设有第二扁平槽，所述竖杆的底部与升降机构连接。

优选地，所述的升降机构为连杆组件，可以通过手动或自动的方式来驱动连杆。

优选地，所述的升降机构为气缸，所述气缸的进气端连接空压机。

另一种实施方式中，所述的推动机构包括液压缸和液压伸缩杆，液压伸缩杆的下部与连接杆的顶部固接，上部与所述液压缸相连。

一种实施方式中，所述喷水内环设在所述喷水外环的上方5-20cm处，所述喷水内环的环形喷水通道通过若干内环支管与所述连接杆的水流通道相连通。所述喷水外环的环形喷水通道通过若干外环支管与所述连接杆的水流通道相连通，所述外环支管上开设有若干个喷水孔。

另一种实施方式中，所述的喷水内环和喷水外环设在同一水平面上，所述连接杆的水流通道通过若干喷水支管分别与所述喷水内环及喷水外环的环形喷水通道相连通。

进一步地，所述的膜元件由上密封圈、下密封圈、中心支撑管和若干中空纤维膜丝组成，所述的膜元件分别通过上密封圈和下密封圈固定在上固定盘和下固定盘的插孔内，所述中心支撑管和中空纤维膜丝的两端分别与上密封圈及下密封圈连接，所述的中空纤维膜丝为外压式中空纤维膜丝且下端密封。

进一步地，所述的罐体上设有曝气装置，所述的曝气装置包括设于罐体底部的进气管和设在下固定盘下方的曝气盘，所述的曝气盘上开设有若干曝气口，所述的进气管和中心支撑管分别与所述曝气口连接，所述的中心支撑管沿长度方向开设有若干曝气孔。

优选地，所述中心支撑管上的曝气孔的开孔至下而上由密到疏排列。

优选地，所述曝气孔的孔径为1-2mm。

进一步地，所述的曝气盘上开设有若干圆孔，所述的下固定盘开设有若干通气孔。气体从圆孔中出来，经通气孔进入罐体内，可以对膜元件进行曝气清洗。

优选地，所述的中空纤维膜丝为超滤中空纤维膜、微滤中空纤维膜或纳滤复合中空纤维膜。

进一步地，所述的罐体包括罐本体和罐盖，所述罐盖通过紧固件与所述罐本体密封连接，所述产水口设在所述罐盖上，所述的上固定盘和下固定盘设在所述罐本体内。

进一步地，所述罐本体在上固定盘和下固定盘之间的壁面上开设有用于排放浓水的排水口。

进一步地，所述罐本体的底部设有支架，所述支架的数量为3-5个。

进一步地，所述的罐本体上开设有检修口。

优选地，所述紧固件为螺栓。

进一步地，所述的罐盖上固设有一泄压阀。

进一步地，所述的罐体和罐盖的材质均为sus304不锈钢。

本发明具有如下有益效果：1、采用三种清洁方式，包括曝气装置清洗方式，喷水清洗和反冲洗，三种清洗方式都可以对膜元件进行清洗，强化清洗膜元件，使得膜元件能被更好地清洗，更耐受污染，使用寿命更长；2、相比柱式膜组件，本装置内放置多支膜元件，填充密度高，占地面积小，处理效率高；罐内空间较大，处理量大，可以耐受较高浓度的ss冲击；只设置一套进、产水口、浓水口，相比管柱式膜组件，节约大量的管件材料；罐体为金属耐用材料制备，可重复使用，节约成本；3、膜元件可自由取出，方便清洗或更换，便于维护，节约成本。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为膜元件的结构示意图。

图3为喷水内环设在喷水外环上方时的结构示意图。

图4为喷水内环与喷水外环设在同一水平面时的结构示意图。

图5为实施例二的结构示意图。

图6为实施例三的结构示意图。

主要组件符号说明：1、罐体；11、罐本体；12、罐盖；13、上固定盘；14、下固定盘；141、通气孔；10、插孔；101、进水口；102、产水口；103、排水口；104、检修口；105、泄压阀；21、进气管；22、曝气盘；221、曝气口；222、圆孔；3、膜元件；31、上密封圈；32、下密封圈；33、中心支撑管；331、曝气孔；34、中空纤维膜丝；41、连接杆；40、流水通道；401、喷水管；42、喷水内环；421、环形喷水通道；4211、内环支管；422、内环喷水孔；43、喷水外环；431、环形喷水通道；4311、外环支管；4312、喷水孔；432、外环喷水孔；400、喷水支管；44、推动机构；441、横杆；4411、第一扁平槽；4412、第二扁平槽；442、竖杆；443、支撑杆；444、连杆组件；445、气缸；446、空压机；447、液压缸；448、液压伸缩杆；45、水泵；46、抽吸泵；47、产水桶；5、第一管道；50、反洗管；51、第一阀门；52、第二阀门；53、反洗阀门；54、第三阀门；6、螺栓；7、支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1、图2所示，一种强化清洗的中空纤维膜罐式水处理设备，包括罐体1、若干组膜元件2和清洗装置。罐体1包括罐本体11和罐盖12，罐本体11和罐盖12均采用sus304不锈钢制成，罐盖12通过螺栓6与罐本体11密封连接，罐本体11底部开设有进水口101，罐盖12顶部开设有产水口102。罐本体1内固设有上固定盘13和下固定盘14，罐本体11在上固定盘13和下固定盘14之间的壁面上开设有用于排放浓水的排水口103。罐本体11的底部设有支架7，支架7的数量为3-5个，罐本体11上开设有检修口104，罐盖12上固设有一泄压阀105。

罐体1上设有曝气装置，曝气装置包括设于罐本体11底部的进气管21和设在下固定盘14下方的曝气盘22，曝气盘22上开设有若干曝气口221，进气管21与曝气口221连接。曝气盘22上开设有若干圆孔222，下固定盘14开设有若干通气孔141。

上固定盘13和下固定盘14上分别开设有若干插孔10。膜元件3由上密封圈31、下密封圈32、中心支撑管33和若干中空纤维膜丝34组成，其中，上密封圈31可拆卸地密封安装在上固定盘13的插孔10内，下密封圈32可拆卸地密封安装在下固定盘14的插孔10内。中心支撑管33的下部与曝气口221连接，中心支撑管33沿长度方向开设有若干曝气孔331，曝气孔331的孔径为1-2mm，中心支撑管33上的曝气孔331的开孔至下而上由密到疏排列。中空纤维膜丝34的两端分别与上密封圈31及下密封圈32连接，中空纤维膜丝34为外压式中空纤维膜丝且下端密封，中空纤维膜丝34为超滤中空纤维膜、微滤中空纤维膜或纳滤复合中空纤维膜。

清洗装置包括连接杆41、喷水内环42、喷水外环43、推动机构44、水泵45、抽吸泵46和产水桶47。连接杆41的内部设有流水通道40，流水通道40与水泵45通过喷水管401相连，喷水管401靠近连接杆41的一段为可拉伸的软管。连接杆41的顶部与推动机构44连接，连接杆41的材质为不锈钢或聚氯乙烯管，连接杆4在推动机构44的作用下，带动喷水内环42和喷水外环43上下移动。连接杆41底部由上至下穿入罐体1中，喷水内环42和喷水外环43分别固设在连接杆41的下部。产水口102通过第一管道5与抽吸泵46相连，抽吸泵46与产水桶47管道相连，第一管道5上设有第一阀门51和第二阀门52，第一管道5在第一阀门51和第二阀门52之间设有与喷水管401相连通的反洗管50，反洗管50上设有反洗阀门53，喷水管401上设有第三阀门54。

若干组膜元件3呈环形布置，喷水内环42设置在若干组膜元件3形成的圆周内部，喷水外环43设置在若干组膜元件3形成的圆周外部。喷水内环42的内部开设有环形喷水通道421，喷水内环42的外环面沿周向开设有若干个内环喷水孔422，喷水外环43的内部开设有环形喷水通道431，喷水外环43的内环面沿周向开设有若干个外环喷水孔432。

如图3所示，一种布置方式中，喷水内环42设在喷水外环43的上方5-20cm处，喷水内环42的环形喷水通道421通过若干内环支管4211与连接杆41的水流通道40相连通。喷水外环43的环形喷水通道431通过若干外环支管4311与连接杆41的水流通道40相连通，外环支管4311上开设有若干个喷水孔4312。

如图4所示，另一种布置方式中，喷水内环42和喷水外环43设在同一水平面上，连接杆41的水流通道40通过若干喷水支管400分别与环形喷水通道421及环形喷水通道431相连通。

推动机构44包括横杆441、竖杆442和升降机构，横杆441的一端与连接杆41的顶部相连，横杆441在与连接杆441的连接处开设有第一扁平槽4411，横杆441的另一端铰接在支撑杆443或墙壁上，支撑杆443的底部固定在罐体1或地面上。竖杆442的顶部与横杆441的中部相连，横杆441在与竖杆442的连接处开设有第二扁平槽4412，竖杆442的底部与升降机构连接。升降机构为连杆组件444，可以通过手动或自动的方式来驱动。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：推动机构44包括横杆441、竖杆442和升降机构，升降机构为气缸445，气缸445的进气端连接空压机446。本实施例的其余部分结构均与实施例一相同。

实施例三

如图6所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：推动机构44包括液压缸447和液压伸缩杆448，液压伸缩杆448的下部与连接杆41的顶部固接，上部与液压缸447相连。本实施例的其余部分结构均与实施例一相同。

本发明的工作原理为：设备运行时，待处理的原水（污废水或自来水、河水、湖水等）从罐本体11底部的进水口101进入，通过真空纤维膜处理后，产水自中空纤维膜丝34内产出，经汇集后，在抽吸泵46作用下从产水口102出来，产水进入产水桶47。此时第一阀门51和第二阀门52打开，反洗阀门53和第三阀门54关闭。

经处理一段时间后，中空纤维膜丝34外表面被污染，附着了污泥和微生物等，此时需要清洁，清洗方式包括三种：

1、曝气清洗：曝气的气体从进气管21进入，经曝气装置曝气后，从排水口103排出，曝气是间隔一段时间进行，对中空纤维膜元件3进行气扫清洁，气体从曝气盘22上的圆孔222出来，经通气孔141进入罐体1内，可以对膜元件3进行曝气清洗。曝气时可使中空纤维膜丝34在运行中抖动，能将膜丝上附着的污泥及膜组件上方抖落沉降的污泥吹扫去除。去除的污泥在停止曝气后，沉降到罐体1底部，从进水口101排出。

2、停止产水时，第一阀门51、第二阀门52和反洗阀门53关闭，第三阀门54打开，水泵45从产水桶47中抽出部分产水，产水经喷水管401进入连接杆41，再进入喷水内环42和喷水外环43中，在推动机构44的作用下，喷水环42（43）上下移动，喷水内环42往外喷水，喷水外环43往内喷水，对膜元件3进行清洗。

3、第二阀门52关闭，第一阀门51、第三阀门54和反洗阀门53同时打开，水泵45抽水对中空纤维膜元件3进行反冲洗。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。