一种平板膜过滤器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种平板膜过滤器，尤其涉及到固液分离用的平板膜过滤器及组件结构，属于工业分离领域。
【背景技术】
[0002]在工业生产和水处理领域中，陶瓷膜以其良好的化学稳定性和机械强度以及耐酸碱、耐高温等优点，在固液分离和浓缩除杂澄清过程中越来越得到广泛的应用，尤其在固液分离过程中，陶瓷膜以其得天独厚的优势，正越来越被应用在条件比较苛刻的环境体系中，如高酸碱废水、高温料液的固液分离等。陶瓷膜过滤通常采用错流过滤的方式，这种方式的好处是通过平行于膜面的流体剪切力降低过滤过程中的膜污染，使得通量在比较高的水平上运行。但由此而带来了两种负效应，一是过程中能耗较高，运行成本比较大，一是浓缩倍数不能高，否则，固含量高会堵塞膜通道。这两种负效应严重制约着陶瓷膜在固液分离中的应用，尤其在水处理的浊度去除方面，浓缩倍数低和运行能耗高使得很多用户望而却步。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种平板膜过滤器，解决上述技术背景中因浓缩倍数低和运行能耗高而导致的陶瓷膜无法应用在处理量非常大的固液分离领域，尤其水处理领域。
[0004]本实用新型解决的思路是:通过选用高填装密度的平板膜作为膜元件，利用与料液接触面大的平板外膜，来提高浓缩倍数和浓缩后料液的固含量；通过低压微错流或真空负压终端过滤方式，来降低运行能耗。基于这样的思路，本实用新型将浓缩沉降和过滤结合起来，形成一个由膜过滤为主导，以沉降分离为辅助的新型平板膜过滤器。而且本实用新型在此基础上，提出将膜过滤器设计成可拆卸和放大的膜过滤设备，通过将膜组件设计成标准的组件，然后根据实际需要进行线性放大。工艺简单，操作和运输都方便。
[0005]在上述思路的指导下，本实用新型具体的技术方案是:
[0006]一种平板膜过滤器，包括有箱体、沉降室，沉降室设置于箱体的下方，在箱体内部安装有平板膜组件，平板膜组件包括有至少一块平板膜元件，所述的平板膜元件的内部设置至少一条渗透液通道，渗透液通道的开口位于平板膜元件的侧面上，在开口处设置有密封头，密封头将开口与平板膜元件的截留侧隔开，至少一个密封头上设置有膜元件产水口 ；平板膜元件所在的平面不是水平面。
[0007]密封头的材质为聚合物，密封头与平板膜元件之间通过胶水粘接固定。
[0008]平板膜元件的数量为两块以上。
[0009]平板膜元件相互之间平行。
[0010]平板膜元件之间的间距是2?3cm。
[0011]平板膜元件所在的平面与水平面之间的夹角α范围为30° < α <90°。
[0012]平板膜元件为正方形或者矩形。
[0013]平板膜元件内部的渗透液通道为直线形，数量为两条以上，渗透液通道的开口位于平板膜元件的相对的上下两侧，两侧的开口处都设置有密封头。
[0014]位置靠近上方一侧的开口上设置的密封头上设置膜元件产水口。
[0015]在箱体内壁的上方设置支撑架，箱体内壁的侧方设置固定槽，平板膜元件上方的密封头安装于支撑架上，平板膜元件的侧方插于固定槽中。
[0016]在箱体顶部还设置有可开合的箱盖。
[0017]箱体、箱盖和沉降室三部分之间用密封圈进行密封。
[0018]在箱体或者箱盖上，还设置有产水集管，密封头上的膜元件产水口与产水集管连通。
[0019]沉降室呈漏斗形。
[0020]沉降室的底部还设置有排渣口。
[0021 ] 平板膜元件的材质选自金属、陶瓷或者聚合物。
[0022]平板膜元件是对称膜或者非对称膜。
[0023]平板膜元件是非对称膜，支撑层的材质是陶瓷，表面涂覆有分离层。
[0024]分离层的材质选自金属、陶瓷或者聚合物。
[0025]平板膜元件的平均孔径范围是5nm?5 μπι，优选是20nm?0.8 μπι，更优选是20nm ~ 0.2 μ mD
[0026]进料口的进料方向与平板膜元件所处的平面平行。
[0027]进料口在箱体上的高度在平板膜组件的垂直方向的中下部，优选地，进料口的高度是平板膜组件的垂直方向的偏下1/4?1/3处。
[0028]在箱体的上部的侧壁上，还设置有溢流口。
[0029]溢流口的出料方向垂直于平板膜元件的所处平面。
[0030]在溢流口的下方的箱体的内壁上，还设置堰体。
[0031]有益效果
[0032]1、本实用新型将沉降和过滤结合起来，通过平板膜的过滤，最大限度地浓缩了料液，提高了浓缩倍数和固含量，最高固含量达到了 54%。
[0033]2、本实用新型采用微错流低压操作或真空负压终端过滤方式，极大地降低了运行过程的能耗。
[0034]3、本实用新型将过滤器进水方向设计成平行于膜片的方向，一方面降低了进料对膜片的水力冲击，另一方面，通过流体的流动剪切减少膜板上滤饼的沉积。
[0035]4、本实用新型将过滤器的溢流口设置在组件的上部，且设有溢流堰，目的是去掉上层漂浮物(如油等)，更有利于膜过滤。而且溢流口也可作为微错流过滤时回流口用。
[0036]5、本实用新型将过滤器的溢流口出水方向设计成垂直于膜片的方向，从根本上根除了过滤时从进料口到溢流口的短路。
[0037]6、本实用新型采用将膜组件上下堆积的方式来线性放大，操作容易，工艺简单方便，这是不同于以往所有过滤器的结构方式，是本实用新型的一个创新点。同时这样可拆可装的方式也大大方便了运输和操作。
【附图说明】
[0038]图1是单个平板膜元件的结构示意图；
[0039]图2是单个平板膜元件上安装有密封头后的结构示意图；
[0040]图3是平板膜过滤器的主视图；
[0041]图4是平板膜组件的侧视图。
[0042]其中，1、箱盖；2、密封圈；3、平板膜组件；4、沉降室；5、排渣口 ；6、溢流口 ；7、堰体；8、进料口 ；9、产水集管；10、支撑架；11、平板膜元件；12、箱体；13、固定槽；14、膜元件产水口 ；15、密封头；16、渗透液通道；17、开口。
【具体实施方式】
[0043]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
[0044]本实用新型提供的平板无机膜过滤器的总体结构如图3所示，过滤器的中间主体为箱体12，其下方为沉降室4，沉降室4呈漏斗形，沉降室4的底部设置有排渣口 5，起一个浓缩排渣作用，下部由排渣口 5排出固含量高的浓渣；在箱体12的内部设置有至少一块平板膜元件11，也可以是多块。
[0045]平板膜元件11的结构如图1和图2所示，整体呈平板状，内部设置至少一条或者多条渗透液通道16，渗透液通道16的开口 17位于平板膜元件11的侧面上，在开口 17处，设置有密封头15，密封头15将开口 17与平板膜元件11的截留侧隔开，密封头15的材质可以选自聚合物材料，通过密封胶将其固定于开口 17上，另外，至少一个密封头15上设置有膜元件产水口 14。平板膜元件11可以是对称膜，也可以是非对称膜；当是对称膜时，其整个膜面是均匀的整体，外表面可以覆有分离膜层。
[0046]平板膜元件11的材质是无机材质或者是聚合物材料，当采用无机材料时，可以选自例如:钛、不锈钢、陶瓷材料。特别优选是陶瓷材料。作为构成陶瓷分离膜的多孔膜的材料，能够从现有公知的陶瓷材料中适当选择。例如，可以使用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化钇，钛酸钡等氧化物类材料；堇青石、多铝红柱石、镁橄榄石、块滑石、硅铝氧氮陶瓷、锆石、铁酸盐等复合氧化物类材料；氮化硅，氮化铝等氮化物类材料；碳化硅等碳化物类材料；羟基磷灰石等氢氧化物类材料；碳、硅等元素类材料；或者含有它们的两种以上的无机复合材料等。还可以使用天然矿物(粘土、粘土矿物、陶渣、硅砂、陶石、长石、白砂)或高炉炉渣、飞灰等。其中，优选选自氧化铝、二氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化硅中的I种或2种以上，更优选以氧化铝、二氧化锆或者氧化钛作为主体构成的陶瓷粉末。其中，这里所说的“作为主体”表示陶瓷粉末总体的50wt%以上(优选75wt%以上、更优选80wt%?100wt%)为氧化铝或二氧化