低能耗碟管式膜柱的製作方法

2023-06-08 18:25:56

本實用新型屬於汙水處理設備，具體涉及一種低能耗碟管式膜柱。

背景技術：

目前碟管式膜系統在處理滲濾液、化工汙水、製藥汙水、電廠脫硫廢水等領域大量應用，並取得了較好的效果，碟管式膜較之卷式膜具有開放式的寬通道、膜表面湍流作用強、耐壓等級高等優勢，可以適應絕大多數濃鹽水的處理。它的缺點是能耗較高，為了形成膜表面的湍流效應和膜表面的流速，碟管式膜柱的導流盤上遍布直徑較小的柱狀凸起。一支標準碟管式膜柱由210片導流盤組成，在設計進水量為每小時1000L的情況下，膜柱阻力可以達到10bar，能量損失巨大，每支膜柱耗能約為0.36kw，中等規模的處理系統中膜柱數量在200支左右，每小時膜柱損失能耗達72度電，每天耗電1728度電，電耗驚人。這使得碟管式膜系統的運行很不經濟，尤其是高壓碟管式膜系統，由於單支膜柱進水量要求較大，造成配套高壓泵極大，從而使得整個系統的造價大幅增加，高造價和高能耗是目前高壓碟管式膜系統難以大規模應用的主要原因。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的系統耗能高的問題，本實用新型提供了一種低能耗碟管式膜柱，其具有能耗低、效能高等特點。

本實用新型所採用的技術方案為：

一種低能耗碟管式膜柱，包括膜柱管，沿所述膜柱管的長度方向所述膜柱管的管腔內交錯層疊設置有導流盤和膜片，所述膜柱管的上端和下端還分別設有上法蘭和下法蘭，所述膜柱管的軸線上設置有中心拉杆，所述中心拉杆貫穿所述上法蘭、所述導流盤、所述膜片和所述下法蘭，所述導流盤的上下表面上均分布有若干阻流凸粒，每個所述凸粒的形狀為球冠形。

進一步的，每個所述阻流凸粒與所述導流盤的接觸面為倒圓角連接。

進一步的，若干所述阻流凸粒繞所述導流盤的中心沿漸開線分布。

進一步的，相鄰的兩個所述導流盤的間隙大於所述阻流凸粒的高度，且小於3mm。

進一步的，相鄰的兩個所述導流盤之間的間隙為2.5mm。

本實用新型的有益效果為：通過減小兩個導流盤之間的縫隙，增加導流盤凸起的弧度，消除阻流凸粒與導流盤盤面的夾角來改變過水流道，增強湍流效果，達到降低膜柱進水量，減少膜柱阻力的效果，進而實現降低由膜柱阻力損失帶來的能耗，降低高壓泵流量。

附圖說明

圖1是現有碟管式膜柱的剖面示意圖；

圖2是圖1的A處的放大圖；

圖3是現有碟管式膜柱的剖面示意圖；

圖4是圖3的B處的放大圖；

圖5是本實用新型導流盤的俯視圖。

圖中：1、中心拉杆；2、膜柱管；3、下法蘭；4、下密封圈；5、上密封圈；6、上法蘭；7、導流盤；8、膜片；9、O型圈；10、進水口；11、產水口；12、濃縮液口；13、阻流凸粒。

具體實施方式

如圖1～2所示，申請人發現現有碟管式膜柱導流盤上的阻流凸粒呈圓柱形，其能阻擋水流，擾動水流的流動方向，從而形成湍流，以增加對膜表面的衝刷。同時由於導流盤與膜片之間的間隙較大，為了保證膜表面的流速，單支膜柱進水量需保證在每小時800-1000L。但進水量加大帶來的問題是阻流凸粒對水流的阻力增大。因此，現有的碟管式膜柱的流道設計過寬、阻流凸粒設計不合理，是造成的阻力過大，系統能耗高，造價高等問題的主要原因。

如圖3～5所示，本實用新型提供了一種低能耗碟管式膜柱，包括膜柱管2，沿所述膜柱管2的長度方向所述膜柱管2的管腔內交錯層疊設置有導流盤7和膜片8，所述膜柱管2的上端和下端還分別設有上法蘭3和下法蘭3，所述膜柱管的軸線上設置有中心拉杆，所述中心拉杆貫穿所述上法蘭6、所述導流盤7、所述膜片8和所述下法蘭3。

料液(附圖3中箭頭的方向為料液的流向)先從進水口10進入膜柱管2，延下法蘭3中的通道進入膜柱管2與導流盤7之間的過水流道，上升至膜柱管2的頂部，下法蘭3與膜柱管2之間通過下密封圈4進行密封。料液通過上法蘭6的配水孔進入膜柱管2的內部，上法蘭2與膜柱管2通過上密封圈5進行密封。

料液沿著導流盤7流動，通過配水孔進入導流盤7與膜片8之間的縫隙，導流盤上布滿阻流凸粒13，每個所述凸粒的形狀為球冠形，其中，效果更佳的形狀為半球形。每個所述阻流凸粒13與所述導流盤7的接觸面為倒圓角連接，即阻流凸粒13與導流盤之間的夾為弧形，沒有死角，會對水流有平滑導向作用，可以形成更明顯的湍流現象，同時不會對水流方向產生明顯的阻擋，有利於減小阻力導流盤上單面的阻流凸粒的分布形式為繞所述導流盤7的中心沿漸開線分布。

料液在阻流凸粒13的擾動下形成湍流，對膜表面形成衝刷清洗，達到去除汙染物的效果，導流盤7與膜片之間通過O型圈9來密封。

料液流到膜片8邊緣時做180°轉彎，延膜片8另一面繼續流動，當流到中心被O型圈9阻擋時，通過導流盤7配水孔進入下一張膜片8與導流盤7的間隙。相鄰的兩個所述導流盤的間隙大於所述阻流凸粒的高度，且小於3mm。其中，做為更好的效果，相鄰的兩個所述導流盤7之間的間隙為2.5mm。

料液在流動過程中水分子進入膜片8之間，並向中心匯集，沿著中心拉杆1與導流盤7形成的淨水通道向下流動，通過產水口11排出。

失去部分水分子的料液形成濃縮液，由下部的濃縮液口12排出。

本實用新型中導流盤與膜片之間的間隙較小，單支膜柱管每小時進水500-600L時便可達到設計表面流速，同時阻流凸粒更接近膜片，阻流凸粒形成的湍流對膜表面的清潔效果更明顯。按照標準膜柱每小時進水600L計算，單支膜柱耗能約為0.22kw，節能約40％，同時高壓系統所配高壓泵流量降低40％，高壓泵的造價大幅度降低，從而降低了整個系統的造價

本實用新型不局限於上述最佳實施方式，本領域技術人員在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護範圍之內。