[发明专利]一种平膜元件用支撑元件及平膜元件

说明书

本发明公开了固液分离技术领域的一种平膜元件用支撑元件及平膜元件，旨在解决现有平膜元件厚度厚、重量大、有效过滤面积小和易变形的技术问题，包括支撑板，所述支撑板的横截面为波形，所述支撑板的各个波面上均设有引流孔，支撑板的四周设有焊接区；所述焊接区为实心体或空心体，焊接区为实心体时，支撑板对应的端部与焊接区固定连接；焊接区为空心体时，支撑板对应的端部位于空心体内或支撑板对应的端部与空心体内部固定连接。本发明不仅具有刚度好、强度大、厚度薄、重量小、防翘起的优点，还具有有效过滤面积大、流通量高、成本低、装填密度高的优点。

技术领域

本发明涉及固液分离技术领域，具体涉及一种平膜元件用支撑元件及平膜元件。

背景技术

混合-反应-分离是一般工业领域三大通用单元操作技术,特别是液固分离，被公认为产品纯化过程最常用的技术手段。新型高效液固分离技术的典型代表包括微滤和超滤膜分离，无论物料组成如何，其滤出液的浊度一般≤1.0NTU，远远优于重力沉降、高速离心、板框压滤、带式压滤、叠螺机等工业技术，展现出极为广阔的市场应用前景。

目前世界上较为成熟的微滤和超滤膜包括平板膜和中空膜两大主流型式，其中平板膜微滤和超滤具有通量大、易清洗、寿命长、运维简单等优势，但也存在一些内在不足。比如，平板膜有效过滤面积偏小、装填密度偏低、气水比偏大，单位电耗偏高等，严重影响了平板膜技术和装备的规模化和工业化普及。导致上述内在不足的根本原因是业内尚无轻量化、通透性好、机械强度高的支撑元件可用。

下面谨以污泥分离为例介绍内支撑元件的技术现状：如中国专利CN1676202、CN101541406、CN201534787U、CN201493055U、CN201692771U、CN104107640A、CN102512963A、CN106630130A、CN104307375A、CN104399373A、CN206843180U、CN206622002U、CN206308111U、CN206492403U、CN206751497U、CN206308112U等所述，基本采用耐腐性好但刚性低的塑料薄板，在其正反面有纵向导流沟槽(常见纵向相间错开型式)，贴上平板膜的内支撑元件插入框架内侧等宽U型槽内限位固定，多个平膜元件平行组装成所谓的“平板膜组件”；将平板膜组件吊装到好氧污泥池或膜池池底，在重力或泵驱动下实现液固分离功能，汲取高品质出水。而大量生产实践数据表明：

（1）受机械强度制约，市售的内支撑元件为厚度较厚塑料板，其中进口元件的厚度为7.0mm~8.0mm，国产元件的厚度为5.5mm~6.0mm，内支撑元件材料成本占成品平膜元件的40%~60%，制造成本居高不下严重阻碍平板膜微滤和超滤在污泥分离领域的快速推广应用；而降低支撑元件厚度又会造成刚性不够，不足以使其竖立支撑保持稳定。

（2）受相邻平膜元件之间流态要求的限制，使用市售的内支撑元件时，平膜元件的安装间隔通常为6.0mm~8.0mm，造成平板膜组件装填密度极低，气水比和单位电耗居高不下，运行费用偏高，且已严重制约平板膜微滤和超滤技术的市场份额扩张。

（3）受进口内支撑元件结构设计启发，市售的国产内支撑元件正反两面设有凸台(类似日本汤浅式，纵向条状凸台)或突起(类似日本久保田式，菱形突起)，作为平板膜过滤时的工作支点或制造时的焊接触点。但由于这些凸台或突起积分面积较大，显著削减平板膜过滤时的有效面积，以致平板膜单位面积的通量明显降低。

针对上述问题，中国专利CN102512963B公开了一种平板膜内支撑元件，通过在膜元件支撑板正反两面各设置有若干散布高出支撑板面的凸台，相邻平板膜膜元件组合依靠支撑板面凸台作为间隔支撑，防止起翘变形，支撑元件厚度由原来5.5mm~6.0mm减薄为3.5mm左右，材料成本节约30%左右，但此技术方案却存在以下技术缺陷：

（1）需对平膜元件上的平板膜进行开孔加工，并对凸台处平板膜进行有效密封，否则易造成出水或清洗药液因开口短流，进而平板膜过滤功能性失效。