降阻、易清洗的中空纤维管超滤器

摘要

本发明涉及一种降阻、易清洗的中空纤维管超滤器，压力容器有淡水、浓水出口和原水进口，上、下有上支撑板、下支撑板，混流泵穿过容器压盖、外压盖、轴承插进压力容器壳内。多层中空纤维管的上、下端固定在上、下支撑板上。压力容器壳中部有约束框架；上支撑板上有摇把橹。本发明内部插入混流泵，使水流始终保持紊流而不减小，可提高流速，使中空纤维管每个部位都处于高速紊流下，消除了浓差极化和凝胶阻力，从而提高洁净水的通量；摇动摇把槽，可扭转上支撑板扭动，从而使中空纤维管弯曲扭转，挤压和拉伸其膜孔，在高速水流下，去除溶质分子，降低了阻力，同时起清洗作用；通量比已有设备高出15％，精洗次数少，工作效率高，运营成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种降阻、易清洗的中空纤维管超滤器。

背景技术

目前，公知的中空纤维管超滤设备是在高压条件下原水进入，由内外压差直接 通过固定的中空纤维管透过洁净水，然后从淡水出口排出。采用这种设备，易产生 水头损失、浓差极化、凝胶阻力、溶质堵塞膜孔，降低通量等问题。所以，需要对 设备进行频繁的水流冲击清洗和反冲洗，以及必要的化学清洗，频繁的清洗会降低 工作效率，增加运行成本。

从事水泵、超滤技术的专业人员都知道，混流泵可以提高水的流速和扬程。中 空纤维管纤维膜表面的流速越大，同时产生紊流，有助于消除凝胶阻力、浓差极化， 增大通量。纤维膜管具有良好的弹性形变，在高流速下，通过机械形变反复压缩和 扩张膜管的孔口，去除堵塞在膜孔表面的溶质。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能提高洁净水通量，降低中空纤 维管纤维膜表面的各种阻力，方便清洗的中空纤维管超滤器。

本发明目的的实现方式为，降阻、易清洗的中空纤维管超滤器，压力容器壳底 部有淡水出口，侧部从上至下有浓水出口、原水进口；底部的底板上有密封的下支 撑板，上口有密封的上支撑板，上支撑板上有垫圈、容器压盖；由外界电力通过传 动轮带动的混流泵穿过容器压盖上的外压盖、轴承插进压力容器壳内；有规律布置 的多层中空纤维管的上端固定在上支撑板上，下端固定在下支撑板上；压力容器壳 中部有约束中空纤维管扭转的约束框架；上支撑板上有摇把橹，摇把橹伸出在外， 垫圈、容器压盖上有供摇把橹活动的摇把槽。

本发明内部插入混流泵，使水流始终保持紊流而不减小，可提高流速，使中空 纤维管每个部位都处于高速紊流下，消除了浓差极化和凝胶阻力，从而提高洁净水 的通量；摇动摇把橹，可扭转上支撑板扭动，从而使中空纤维管弯曲扭转，挤压和 拉伸其膜孔，在高速水流下，去除溶质分子，降低了阻力，同时起清洗作用；通量 比已有设备高出15％，精洗次数少，工作效率高，运营成本低。

附图说明

图1是本发明结构示意图，

图2是本发明的结构俯视图，

图3是图1的B-B向视图。

具体实施方式

下面参照附图详述本发明。

参照图1、2、3，压力容器壳8底部有淡水出口2，侧部从上至下有浓水出口3、 原水进口1。底部的底板上有密封的下支撑板7，上口有密封的上支撑板6，上支撑 板上有垫圈14、容器压盖11。由外界电力通过传动轮13带动的混流泵5穿过容器 压盖11上的外压盖12、轴承10插进压力容器壳内。有规律布置的多层中空纤维管 4的上端固定在上支撑板6上，下端固定在下支撑板7上。压力容器壳中部有约束 中空纤维管扭转的约束框架9。上支撑板上有摇把橹，摇把橹伸出在外，垫圈14、 容器压盖11上有供摇把橹活动的摇把槽15。

所述的原水进口1与压力容器外壳相切，使水流在压力容器内能螺旋上升。

所述的摇把槽15为弧形，其夹角为10°±2°，摇把橹可在摇把槽15内往返摆动 10°左右，使上支撑板能在10°左右范围内往返摆动，从而带动中空纤维管往返弯曲、 扭转。

本发明的压力容器壳内插入混流泵，混流泵工作时，旋转所产生的动压水头为 0.05-0.1Mpa，水流始终保持紊流而不减小，可提高流速，使中空纤维管每个部位都 处于高速紊流下，消除了浓差极化和凝胶阻力。

本发明在0.1MPa、25℃工作条件下，超滤含铁、铝等无机污染废水，总阻力 为低于5.68nm^-1(式中μ为0.8937mPaS，R_m为0.78nm^-1)，而没有采用混流泵、有摇 把橹的上支撑板的中空纤维管超滤器的总阻力高于6.55nm^-1。

按理论通量公式$J=\frac{\mathrm{\Delta P}}{\mu (R_m+R_{\mathrm{abs}}+R_{\mathrm{cp}}+R_g)},$

式中：R_m为膜管自身阻力、R_abs为溶质堵塞阻力、R_cp为浓差极化阻力、R_g为滤 饼阻力也称凝胶阻力。

本发明的通量高出15％，证实可提高洁净水的通量。

上支撑板上有摇把橹，摇把橹伸出在外，垫圈14、容器压盖11上有供摇把橹 活动的摇把槽15。摇动摇把橹，摇把橹在摇把槽15内摆动，可扭转上支撑板扭动， 从而使中空纤维管弯曲扭转，挤压和拉伸其膜孔，去除中空纤维管纤维膜管表面的 浓差极化和膜孔堵塞的污染溶质，在高速水流下，去除溶质分子，降低了阻力，同 时起清洗作用，减少设备反冲洗和化学药剂清洗的次数，降低运行成本并提高工作 效率。