一种管式膜系统的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及一种管式膜系统。


背景技术：

2.管式膜技术作为当前废水处理领域一个重要的分支，为解决水资源的综合利用提供了极好的技术支撑，尤其在废水处理及回用和海咸水淡化两方面具有非常广阔的发展与应用前景，而其中作为预处理的管式膜处理系统因其流程短、加药少、占地小、操作容易、处理效果佳等优点得到市场的特别青睐。
3.典型的管式膜系统至少包括浓缩槽和管式膜，其中管式膜浓水在浓缩槽中经过循环浓缩槽搅拌器混合后，一部分从排泥管排出系统，一部分经过循环泵进入管式膜进行固液分离。系统通过浓缩槽实现连续地进水、产水和排泥，从而到达水量平衡。
4.现有技术中，浓缩槽是系统排泥和影响管式膜进水浓度的关键，实际操作中，废水在搅拌器的搅拌下，并不能实现浓淡分离，只是起到混合浓度的作用，这也使得浓缩槽的排泥和管式膜的进水浓度相同，废水在循环浓缩槽中没有实质性的浓缩过程，系统整体排泥效率差、管式膜进水浓度高。对于管式膜而言，进膜废水浓度越高，负荷越大，产生膜污染的风险也越大，产水效率就越低。
5.因此，如何实现浓缩槽内液体的浓淡分离，使污泥在浓缩槽真正获得浓缩，提高系统排泥浓度，降低废水进入管式膜的浓度，进而降低膜的污堵风险，是本领域内技术人员一直关注的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的为提供一种实现浓缩槽内液体的浓淡分离，使污泥在浓缩槽真正获得浓缩，提高系统排泥浓度，降低废水进入管式膜的浓度，进而降低膜的污堵风险的管式膜系统。
7.本实用新型提供一种管式膜系统，至少包括浓缩槽和管式膜，所述浓缩槽的流体出口通过管路连通所述管式膜的进口，所述管式膜的回水口通过回水管路连通所述浓缩槽，所述回水管路的出口端部伸至所述浓缩槽的内部，所述出口端部的出水口的数量至少为两个，所有出水口配置形成旋流结构，所述浓缩槽还设置有排泥系统，用于将所述浓缩槽内污泥排出。
8.本实用新型中回水管路的出口端部设置浓缩槽内部，并且出口端部的出水口的数量至少为两个，各出水口配置形成旋流结构，当回水通入浓缩槽内部时，能够在浓缩槽内部形成旋流。也就是说，当回水管中回水流动至浓缩槽内部时，通过设置出水口的方向和位置，能够在浓缩槽内部形成旋流，从而起到对浓缩槽内部液体搅拌的作用，这样无需在浓缩槽内部专门设置搅拌装置，大大降低系统的使用成本。
9.并且旋流这种离心运动，浓缩槽中密度大的物质会往外运动，即浓缩槽中的液体会产生分层现象。当给料动力不足时，浓缩槽中的水的旋转流动将会逐渐停下，由于摩擦力
的作用，边缘的水将会最先减速停下，这样就有径向的流速梯度，从而根据伯努利流体方程得到径向的压力使得较重的悬浮物向中心运动，相应沉淀时中部悬浮物聚集沉淀至浓缩槽的底部。因浓缩槽的流体出口开设于槽体壁上，这样靠近槽体壁的液体浓度比较小，进入管式膜的液体浓度也就比较小，进而降低膜的污堵风险的管式膜系统。
10.可选地，还包括两端开口的中空筒，所述中空筒的下端开口靠近所述浓缩槽的底壁，上端开口低于工作液位高度，所述排泥系统连通所述中空筒的下端开口；并且各所述回水管路的出水口位于所述中空筒的外围。
11.可选地，所述中空筒包括锥形筒段，其上端开口尺寸大于下端开口尺寸。
12.可选地，所述中空筒包括柱形筒段，所述锥形筒段相接于所述柱形段的下缘。
13.可选地，各所述出水口靠近所述浓缩槽的内壁且周向均布。
14.可选地，所述浓缩槽连通所述管式膜进口的流体出口靠近所述中空筒的上端开口位置。
15.可选地，所述回水管路包括主管路和四个支管段，每一个支管段具有预定高度，各所述支管段的上端连通所述主管路，下端伸入所述浓缩槽内部且靠近所述浓缩槽的底壁位置，所述支管段的下端口为所述出水口。
16.可选地，所述出水口的出水方向与所述浓缩槽的底壁平行。
17.可选地，各所述出水口的出水方向呈逆时针布置。
18.可选地，所述排泥系统包括排泥管，所述排泥管位于所述浓缩槽内部的管段具有预定坡度，自内向外，所述排泥管由上向下倾斜。
附图说明
19.图1为本实用新型一种实施例中管式膜系统的结构示意图；
20.图2为图1中浓缩槽的俯视图。
21.其中，图1至图2中附图标记与部件名称之间一一对应关系如下：
22.1-浓缩槽、2-中空筒、3-循环泵、4-管式膜、5-溢流管、6-回水管路、7-排泥系统、8-循环泵进口路、9-管式膜进水管、10-管式膜产水出口。
具体实施方式
23.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
24.请参考图1和图2，图1为本实用新型一种实施例中管式膜系统的结构示意图；图2为图1中浓缩槽的俯视图。
25.本实用新型提供了一种管式膜系统，至少包括浓缩槽1和管式膜4。
26.当然，管式膜系统还可以包括反应槽，反应槽提供药剂和原水反应空间，反应后的原水再进入浓缩槽1内部。系统相应设置有药管和进水管，分别用于向反应槽内部施加药剂和原水。在反应槽内部反应，原水中的大部分杂质沉淀析出。反应槽和浓缩槽1之间设置有溢流管5(即浓缩槽进口管)，用于将反应槽中的液体导流至浓缩槽1，即反应后的液体经过溢流管进入浓缩槽1内部。反应槽、溢流管、药管可以与现有技术相同，本文不做具体介绍，图中未示出，但是并不妨碍本领域内技术人员对于本文技术方案的理解。
27.管式膜4是采用管式大流量错流过滤，水流切向高速流过膜表面，在过滤的同时还有冲刷清洁膜表面的作用，污染物不易累积，膜面不易污染。错流式滤膜作为过滤是为了达到非常好的出水水质来代替传统的沉降或澄清工艺。过滤利用微孔的膜把废水中的悬浮物分离出来。它不需要沉淀物粒径足够大和比重足够大，是一种很有效的固液分离方法。
28.由于管式膜4的滤膜可以承受很高的污泥浓度2～5％，一般不设沉降澄清装置，而是配置一个浓缩槽1将浓水回流到浓缩槽1与原水混合循环过滤，浓缩槽1浓度达到设定值时定量排泥维持系统物料平衡。
29.管式膜4设置有管式膜4产水出口10，以便管式膜4内部的产水流至外部。
30.本实用新型中浓缩槽1的流体出口通过管路连通管式膜4的进口，管式膜4的回水口通过回水管路6连通浓缩槽1，系统通过浓缩槽1循环实现连续地进水、产水和排泥、排杂质，从而达到水量平衡。
31.本实用新型中回水管路6的出口端部设置浓缩槽1内部，并且出口端部的出水口的数量至少为两个，各出水口配置形成旋流结构，当回水通入浓缩槽1内部时，能够在浓缩槽1内部形成旋流。也就是说，当回水管中回水流动至浓缩槽1内部时，通过设置出水口的方向和位置，能够在浓缩槽1内部形成旋流，从而起到对浓缩槽1内部液体搅拌的作用，这样无需在浓缩槽1内部专门设置搅拌装置，大大降低系统的使用成本。
32.并且旋流这种离心运动，浓缩槽1中密度大的物质会往外运动，即浓缩槽1中的液体会产生分层现象。当给料动力不足时，浓缩槽1中的水的旋转流动将会逐渐停下，由于摩擦力的作用，边缘的水将会最先减速停下，这样就有径向的流速梯度，从而根据伯努利流体方程得到径向的压力使得较重的悬浮物向中心运动，相应沉淀时中部悬浮物聚集沉淀至浓缩槽1的底部。因浓缩槽1的流体出口开设于槽体壁上，这样靠近槽体壁的液体浓度比较小，进入管式膜4的液体浓度也就比较小，进而降低膜的污堵风险的管式膜系统。
33.在一种具体实施例中，管式膜系统还包括两端开口的中空筒2，中空筒2的下端开口靠近浓缩槽1的底壁，上端开口低于工作液位高度，排泥系统7连通中空筒2的下端开口；并且各回水管路6的出水口位于中空筒的外围。
34.在有压回水的作用下，浓缩槽1内部的流体被推动搅拌，中空筒外部的水旋流会带动中空筒内部水的微动旋流。由于离心运动受到约束(浓缩槽1槽壁)，在进水压力足够时，浓缩槽1内部流体介质流动最后达到稳定的状态(转速恒定，径向物质分布恒定)。由牛顿第二定律可知，向心加速度等于单位体元的所受径向压力之差。浓缩槽1中密度大的物质会往外运动，即浓缩槽1中的液体会产生分层现象。当给料动力不足时，浓缩槽1中的水的旋转流动将会逐渐停下，由于摩擦力的作用，边缘的水将会最先减速停下，这样就有径向的流速梯度，从而根据伯努利流体方程得到径向的压力使得较重的悬浮物向中心运动，相应沉淀时中部悬浮物聚集沉淀至浓缩槽1的底部。
35.在一种具体实施方式中，中空筒包括锥形筒段，其上端开口尺寸大于下端开口尺寸。由于锥形筒段的隔离作用，锥形筒段内部固体颗粒由于重力沿内壁下滑，最终作为污泥从排泥系统7中排出。其中排泥系统7中排泥管可以设置为具有相应坡度以提高排泥效率。即排泥管位于浓缩槽1内部的管段具有预定坡度，自内向外，排泥管由上向下倾斜
36.在一种具体的实施例中，中空筒包括柱形筒段，锥形筒段相接于柱形段的下缘。柱形筒段是锥形筒段的延伸，加大中空筒2内旋流沉淀不受筒外推流搅拌影响的水力停留时
间，提高中空筒2内的沉淀效果，使排泥系统7排出的泥水浓度更高，更有效地实现浓淡分离。
37.上述各实施例中，各出水口靠近浓缩槽1的内壁且周向均布。附图中给出了具有四个出水口的具体实施例，分别设置于浓缩槽1的角部。
38.在一种具体实施方式中，回水管路6包括主管路和四个支管段，每一个支管段具有预定高度，各支管段的上端连通主管路，下端伸入浓缩槽1的内部且靠近浓缩槽1的底壁位置，支管段的下端口为出水口。
39.其中回水管路6的设置可以根据具体应用环境而定，主管路可以为多根，也可以为一根。
40.上述各实施例中，出水口的出水方向与浓缩槽1的底壁平行。以浓缩槽1的底壁为水平壁为例，出水口的出水方向也可以大致水平。
41.上述各实施例中，各出水口的出水方向呈逆时针布置。这种逆时针布置主要是考虑使用环境处于北半球，中空筒内部底排泥产生的漩涡方向为逆时针方向。
42.上述各实施例中，浓缩槽1连通管式膜4进口的流体出口靠近中空筒的上端开口位置。这样适当提升了进入管式膜4流体的位置，引出较低浓度废水进入管式膜4进行进一步的固液分离，这种设计也可以避免了设备长久停运后的积淤在重启时因没有机械搅拌器的预先搅拌而导致大量淤泥进入循环泵造成堵塞故障。
43.上述实施例中进入管式膜4的废水浓度比排水系统的废水浓度低了很多，从而实现废水在浓缩槽1的浓淡分离，使得浓缩槽1真正起到了浓缩作用，大大降低了污堵风险，同时提高了管式膜4的产水率。
44.为了提高进入管式膜4中液体的效率，在管式膜4的进口位置还可以设置有循环泵，如图1所示，浓缩槽1的流体出口通过循环泵进口路8连通循环泵3的进口，循环泵3的出口通过管式膜4进水管连通管式膜4的进口。
45.管式膜系统的其他结构请参考现有技术，本文不做赘述。
46.以上对本实用新型所提供的一种管式膜系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。