[发明专利]一种涡旋管式膜组件及系统

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种涡旋管式膜组件及系统。

背景技术

膜分离技术广泛应用于各行业的水处理及物料分离领域。现有膜结构形式，无论是平板膜，中空纤维膜，卷式膜还是管式膜，其过滤形式均属垂直过滤。这种过滤形式在很多场合如中水回用，污水深度处理，零排放，物料分离等要求较高的场合都不同程度的存在分离效率难以提高的问题。其表现为液体中的污物在膜表面、膜孔中进行沉淀与积累，导致膜表面污染、膜孔堵塞，膜通量减少和分离能力下降，影响膜的使用寿命、系统的稳定性，增加运行成本。去除膜表面或膜孔内的污染物，需加入强酸和强碱物质对膜进行清洗。多次清洗后会对膜产生非常严重的损害，膜的使用寿命会降低，进一步加重日常使用的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高抗污染能力、提高膜分离能力、极大延长膜的使用寿命、降低运营成本、涡旋型线及膜管直径可变、节能70%~85%、无需曝气、实现低成本运行、实现过膜条件（压力、切向力等）随介质特征参数（浓度、粘度、流量）的变化而自动调整、适用于各种分离精度的有机膜和无机膜的涡旋管式膜组件及系统。

本发明的技术方案是，一种涡旋管式膜组件及系统，由涡旋型管式膜元件、管道以及壳体组成膜组件，并由电机驱动从而旋转，所述涡旋型管式膜元件定型为涡旋状、螺旋状以及塔形螺旋状结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述涡旋型管式膜元件的直径为渐变即过膜条件随流体的介质特征参数变化而变化。

在本发明一个较佳实施例中，所述涡旋型管式膜元件的流道与流道内的流体流过膜表面时产生切向流效果。

在本发明一个较佳实施例中，所述涡旋型管式膜元件在旋转时膜表面与流体产生剪切力。

在本发明一个较佳实施例中，所述涡旋型管式膜元件旋转时在膜管内产生压力形成过膜推动力。

本发明所述为一种涡旋管式膜组件及系统，本发明中切向流及膜本身运动的特征可极大提高膜组件的抗污染能力，持续保持高通量的运行状态，相同材质间的焊接连接，消除了常规膜组件不同材质之间的热应力，以及易断丝的缺陷，提高膜分离能力，极大延长膜的使用寿命，降低运营成本，涡旋型线及膜管直径的变化可满足不同流体粘度，浓度的应用。与现有膜组件相比，可节能70%~85%,无需曝气，实现低成本运行，在一次连续的膜过程，实现过膜条件（压力、切向力等）随介质特征参数（浓度、粘度、流量）的变化而自动调整，适用于各种分离精度的有机膜和无机膜。

附图说明

图1为本发明涡旋管式膜组件及系统一较佳实施例中涡旋型管式膜元件的漩涡状结构示意图；

图2为本发明涡旋管式膜组件及系统一较佳实施例中涡旋型管式膜元件的塔型螺旋状结构示意图；

图3为本发明涡旋管式膜组件及系统一较佳实施例中涡旋型管式膜元件的直径可渐变结构示意图；

图4为本发明涡旋管式膜组件及系统一较佳实施例中膜组件旋转形成过膜压差结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明所述为一种涡旋管式膜组件及系统，由涡旋型管式膜元件、管道以及壳体组成膜组件，并由电机驱动从而旋转，所述涡旋型管式膜元件定型为涡旋状、螺旋状以及塔形螺旋状结构。管内流原液，管外为渗透液。

所述涡旋型管式膜元件的直径为渐变即过膜条件（压力、切向力等）随流体的介质特征（浓度、粘度、流量）参数变化而变化。

所述涡旋型管式膜元件的流道与流道内的流体流过膜表面时产生切向流效果，流体产生的跨膜压力将部分液体压过膜，形成渗滤液。当液体以一定速度连续流过膜表面时，过滤的同时也对膜表面进行了冲刷，使膜表面不会形成凝胶层，沉淀物，从而保证稳定的过滤状态。

所述涡旋型管式膜元件在旋转时膜表面与流体产生剪切力。该剪切力进一步消除了污物在膜表面上的附着力，极大地强化了膜的抗污染能力。

所述涡旋型管式膜元件旋转时在膜管内产生压力形成过膜推动力。能量准确传递到膜界面，高效节能，可实现无泵驱动的涡旋管式膜系统。