一种可照射紫外可见光的无机膜过滤装置

1.本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体为一种可照射紫外可见光的无机膜过滤装置。


背景技术：

2.无机膜，是以无机陶瓷材料等为原料制备而形成的非对称膜，具有化学稳定性好、耐酸碱等有机膜所不具备的优点，根据孔径大小，无机膜可以分为微滤膜(mf)、超滤膜(uf)、纳滤膜(nf)及反渗透膜(ro)，根据其特性可以应用在不同的领域，达到分离、提纯、环保等目的，其应用领域包括污水处理、海水淡化、工业生产、烟气过滤等。
3.由于原材料成本高昂及膜制备过程复杂，无机膜在水处理工业中的应用受到成本的制约。现有无机膜在过滤过程中，尤其是在含有机物的污水处理过程中，污染物会造成无机膜的膜孔堵塞，并在膜表面形成滤饼层，造成无机膜渗透通量的急剧下降，进而使膜过滤效率降低，因此，使用一段时间后的无机膜往往需要进行机械或化学等清洗处理，极大的提高了运行成本，并且清洗后的无机膜效率并不能完全恢复(控制膜污染的一种膜生物反应器中混合液性质调控方法.)。因此，抑制膜污染对于提高无机膜的寿命、降低无机膜总体成本具有重要的作用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于设计一种可照射紫外可见光的无机膜过滤装置，以解决上述背景技术中提出的无机膜膜孔堵塞及滤饼层带来的效率下降问题。
5.本实用新型至少通过如下技术方案之一实现。
6.一种可照射紫外可见光的无机膜过滤装置，包括外壳、无机膜、玻璃及光源，所述外壳的上表面中心和下表面中心设置有开口孔，所述开口孔内都放置有玻璃，所述外壳内部放置有无机膜，所述无机膜上表面有二氧化钛涂层，所述外壳的上端设置有进水口与污水出水口，所述进水口和污水出水口都位于外壳上端的玻璃下方及无机膜的上方，所述无机膜的下方及外壳下端的玻璃之间设置有清水出水口。
7.优选地，所述开口孔、玻璃及无机膜圆心在同一轴线，且无机膜及玻璃的直径大于开口孔直径，开口孔的直径等于无机膜的有效直径。
8.优选地，所述外壳的材质为不锈钢、铝合金及有色玻璃的一种。
9.优选地，所述光源为紫外灯或者氙灯光源。
10.优选地，所述玻璃为圆柱形的石英玻璃或硼硅酸盐玻璃。
11.优选地，所述无机膜为熔融石英制备的圆片状的多孔无机膜。
12.优选地，所述二氧化钛涂层为附着在无机膜上的一层结构。
13.优选地，所述玻璃及无机膜上下表面皆放置有垫圈，玻璃、无机膜均通过垫圈和螺纹固定和密封。
14.优选地，所述外壳通过螺钉紧固连接。
15.优选地，所述垫圈材质为橡胶及硅胶中的一种。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.该过滤装置可以提高光利用效率，减少污水过滤过程中形成的膜孔堵塞及滤饼形成，且可以对无机膜进行反冲洗以进一步去除污染，以提高无机膜性能和延长无机膜使用寿命，降低使用成本；
18.1、开口孔、玻璃及无机膜圆心在同一轴线。且开口孔及玻璃的直径大于无机膜的有效直径，紫外光可以从外壳上方和下方照射，减少污水对光的散射，提高光利用效率；
19.2、玻璃和由熔融石英制备的无机膜对紫外光有高透过率，锐钛矿相具有较高的光催化活性，照射的紫外光可以透过玻璃和熔融石英制备的无机膜被二氧化钛吸收生成电子-空穴对，从而与污水中的有机物进行氧化还原反应，大幅度减少有机物堵塞膜孔，形成滤饼层从而急速降低无机膜渗透通量的问题；
20.3、改变进水和出水方向，可以对无机膜进行反冲洗，能够进一步减少膜孔堵塞及滤饼层的问题，以提高无机膜性能和延长无机膜使用寿命，减少使用成本。
附图说明
21.图1为本实施例工作时装置的立体示意图及水流、光照方向示意图；
22.图2为本实施例工作时装置的立体示意图及水流、光照方向示意图；
23.图3为本实施例工作时装置的立体示意图及水流、光照方向示意图；
24.图4为本实施例工作时装置的立体示意图及水流、光照方向示意图；
25.图5为本实施例反冲洗工作时装置的立体示意图及水流方向示意图；
26.图中：1、外壳；2、螺钉；3、进水口；4、开口孔；5、垫圈；6、玻璃；7、二氧化钛涂层；8、无机膜；9、清水出水口；10、污水出水口；11、光源。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。
28.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指
明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
32.结合附图详细说明，本实施例的一种可照射紫外可见光的无机膜过滤装置，包括外壳1，外壳1的上端中心和下端中心设置有开口孔4，且开口孔4内都放置有玻璃6，玻璃6与外壳1接触的地方放置有垫圈5，外壳1内部放置有无机膜8，无机膜8上表面有二氧化钛涂层7，无机膜8上下分别放置有垫圈5，外壳1的上端设置有进水口3与污水出水口10，且进水口3和污水出水口10都位于外壳1上端的玻璃6下方及无机膜8的上方，外壳1的下端设置有清水出水口9，且清水出水口9位于无机膜8的下方及外壳1下端的玻璃6的上方，外壳1通过螺钉2紧固连接。
33.作为一种优先的例子，所述开口孔4、玻璃6及无机膜8圆心在同一轴线，且开口孔4及玻璃6的直径大于无机膜的有效直径。
34.作为一种优先的例子，所述玻璃6为圆柱形的石英玻璃，所述无机膜8为熔融石英制备的具有一定厚度的圆片状的多孔无机膜，对紫外线及可见光有较高的透过率。所述二氧化钛涂层7为附着在无机膜上的一薄层结构，为紫外光响应或可见光响应的光催化剂。
35.无机膜8的过滤方式包括死端过滤及错流过滤，改变水的流动方向可以对无机膜8)进行反向冲洗。
36.在图1所示实施例1中，外壳1材质为不锈钢，按图示水流方向工作时，玻璃6及无机膜8放置在外壳装置1中，并在其上下放置垫圈5，通过螺钉2将外壳1紧固连接，并保证整个装置气密性良好，注入污水经进水口3进入装置，同时沿图示光照方向对外壳1下端照射紫外光，紫外光可以透过玻璃6和熔融石英无机膜8被二氧化钛7吸收并生成电子-空穴对，其中，玻璃6厚度在9mm左右，二氧化钛7厚度在20μm左右，在外壳1中的无机膜8对污水中的有机物、悬浮颗粒等杂质进行截留，无机膜8上表面的二氧化钛7生成的电子-空穴对与过滤过程中堵塞膜孔和形成滤饼层的有机物发生氧化还原反应而使有机污染物被降解，未过滤的水经污水出水口10流出，经无机膜8过滤后的水从清水出水口9流出。
37.在图2所示实施例2中，外壳1材质为不锈钢，按图示水流方向工作时，玻璃6及无机膜8放置在外壳装置1中，并在其上下放置垫圈5，通过螺钉2将外壳1紧固连接，并保证整个装置气密性良好，注入污水经进水口3进入装置，同时沿图示光照方向对外壳1上端照射紫外光，紫外光可以透过注入污水被二氧化钛7吸收并生成电子-空穴对，在外壳1中的无机膜8对污水中的有机物、悬浮颗粒等杂质进行截留，无机膜8上的二氧化钛7生成的电子-空穴对与过滤过程中堵塞膜孔和形成滤饼层的有机物发生氧化还原反应而使有机污染物被降解，未过滤的水经污水出水口10流出，经无机膜8过滤后的水从清水出水口9流出。
38.在图3所示实施例3中，外壳1材质为铝合金，按图示水流方向工作时，玻璃6及无机膜8放置在外壳装置1中，并在其上下放置垫圈5，通过螺钉2将外壳1紧固连接，并保证整个装置气密性良好，同时关闭污水出水口10，注入污水经进水口3进入装置，同时沿图示光照方向对外壳1下端照射紫外光，紫外光可以透过玻璃6和熔融石英无机膜8被二氧化钛7吸收并生成电子-空穴对，在外壳1中的无机膜8对污水中的有机物、悬浮颗粒等杂质进行截留，无机膜8上表面的二氧化钛7生成的电子-空穴对与过滤过程中堵塞膜孔和形成滤饼层的有
机物发生氧化还原反应而使有机污染物被降解，经无机膜8过滤后的水从清水出水口9流出。
39.在图4所示实施例4中，外壳1材质为铝合金，按图示水流方向工作时，玻璃6及无机膜8放置在外壳装置1中，并在其上下放置垫圈5，通过螺钉2将外壳1紧固连接，并保证整个装置气密性良好，同时关闭污水出水口10，注入污水经进水口3进入装置，同时沿图示光照方向对外壳1上端照射紫外光，紫外光可以透过注入污水被二氧化钛7吸收并生成电子-空穴对，在外壳1中的无机膜8对污水中的有机物、悬浮颗粒等杂质进行截留，无机膜8上的二氧化钛7生成的电子-空穴对与过滤过程中堵塞膜孔和形成滤饼层的有机物发生氧化还原反应而使有机污染物被降解，经无机膜8过滤后的水从清水出水口9流出。
40.在图5所示实施例5中，外壳1材质为不锈钢，按图示水流方向工作时，玻璃6及无机膜8放置在外壳装置1中，并在其上下放置垫圈5，通过螺钉2将外壳1紧固连接，并保证整个装置气密性良好，同时关闭污水出水口10，水流从清水出水口9进入，反向冲洗无机膜8过滤截留的有机物、悬浮颗粒等杂质，经进水口3排出，通过倒换流程实现图示水流方向反冲洗，膜污染去除后就可以倒换流程恢复正常注水生产。
41.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行定制，各个零件的具体连接方式采用现有技术中成熟的螺钉等常规手段，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
42.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、修改和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。