[发明专利]降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法

说明书

本发明提供了一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置及方法。所述装置主要包括若干膜过滤单元，所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，膜元件连接有膜元件产水管路；旋转驱动单元，用以驱动膜过滤单元旋转并与膜过滤单元支撑连接；湍流强化器，用于强化流场。所述方法主要包括：旋转膜过滤单元，搅拌旋转膜过滤单元旁的流体。本发明在膜过滤单元的旋转过程中，结合湍流强化器使得位于膜元件之间的错流通道内的流体受到四个不同的变化的力场，使得错流通道的过滤原液形成了更高的无序度，最大程度地避免了膜表面颗粒物的沉积现象，降低了膜污染。

技术领域

本发明属于膜过滤技术领域，特别涉及一种该领域内降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构、装置以及方法。

背景技术

在水处理行业中，膜过滤技术发展十分迅速。膜过滤是一种分离高效、过滤品质优良的一种过滤手段，其分离对象可覆盖毫米颗粒、微米颗粒、甚至纳米颗粒及离子之间的分离。在近二十年中，随着全球经济的发展和工业技术的拓展，其使用的行业也越来越多。

陶瓷膜是膜过滤行业中的一支新军，随着行业的发展也有了蓬勃发展的应用，但其主要的应用对象仍然是颗粒物的分离。例如，污水中的活性污泥，发酵液中的细菌体等等。在过滤过程中，这些颗粒物会随着流体过滤的方向趋向膜表面，在膜面形成滤饼层。一般认为，滤饼层的发生和发展符合边界层理论的相关过程和原理，因此膜污染的发生是不可避免的，这也为膜（如陶瓷膜）的应用，甚至是所有微/超滤的应用带来困扰。

目前针对膜污染有效的抗污染手段包括：高表面错流降低边界层厚度和滤饼层特性，空气曝气形成局部涡流，改变边界层性质、添加颗粒改变滤饼层结构等等。

由于陶瓷膜本身的加工生产限制，长期以来均为管式陶瓷膜在市面应用，其抗污染手段主要采用高表面错流的方式来完成。随着平板陶瓷膜的应用，能够采用的抗污染手段也呈现出多样性，旋转式过滤装置就是其中一种典型的装置。

现有技术中，旋转式陶瓷膜过滤装置多采用完整的圆盘陶瓷膜片来实现，然后通过隔圈将圆盘陶瓷膜片夹持固定在中空旋转轴上。该方法对于陶瓷膜本身的机械紧固和安装带来了方便，却会因过滤原液流体趋于有序而使得颗粒物在膜表面逐渐沉积下来，导致分离过程中膜元件抗污染能力下降，从而导致陶瓷膜应用领域受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，该结构可使流体较为无序，从而可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染；本发明还提供一种含有该旋转式过滤结构的装置，该装置通过在上述过滤结构的基础上增加湍流强化装置，使得流体更加无序，进一步减少了膜表面颗粒物的沉积，降低了膜污染。同时，本发明也提供了一种降低陶瓷膜污染的方法，通过该方法的应用，也可有效减少膜表面颗粒物沉积，降低膜污染。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

说明：本发明下述方案中提到的膜元件、膜过滤单元等特征名词，如无特别说明，所述的“膜”指代的是本发明保护主题中所述的“陶瓷膜”。为简化用词，如采用膜元件代替陶瓷膜元件，因此，它们是明确的指代关系，并非上下位关系。

降低陶瓷膜污染的旋转式过滤结构，包括：

若干膜过滤单元，任一所述膜过滤单元包含有若干平行设置的膜元件，所述膜元件连接有膜元件产水管路；

旋转驱动单元，与所述的膜过滤单元相连接，用以驱动膜过滤单元旋转；

所述的若干膜元件间隔平行设置，之间形成有供流体流经的错流通道；所述膜元件产水管路设置在旋转驱动单元一侧方向，所述膜过滤单元与所述旋转驱动单元之间形成一空置空间，处于所述空置空间的过滤流体在膜元件产水管路的旋转下发生无序湍流。