CN102228796A - 一种抗污染膜组件及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种抗污染膜组件，为平板膜组件，包括：框架和过滤膜，所述过滤膜为两片，分别覆在所述框架两侧，两片过滤膜之间形成液流通道，出水口位于框架一端；所述两片过滤膜之间设置至少一个垂直于过滤膜的导电线圈管，所述过滤膜上与所述线圈体对应处设置磁性贴片，两片过滤膜上同一位置的两片磁性贴片的南北极朝向一致。抗污染膜组件中的导电线圈，通电时产生南北磁极，对装有具有南北磁极的磁性贴片的过滤膜或支撑滤板产生吸引力或排斥力，通过改变电流方向从而改变导电线圈的南北磁极方向，可以使过滤膜不断抖动，将污染物抖落，从而减缓膜污染，延长膜使用寿命，且用电较少，能够节省曝气能耗，降低运行成本。

Description

一种抗污染膜组件及其使用方法
技术领域
本发明涉及膜过滤技术，具体涉及一种抗污染膜组件及其使用方法。
背景技术
目前膜分离技术得到了广泛的应用，用于水处理、食品工业、化工等领域的各种过滤***。但过滤物质在膜内部和表面累积、压缩所造成的膜污染，会影响工艺稳定运行，增加膜的更换频率，桎梏膜过滤***的更广泛应用。而有效的膜污染防治技术可以增加膜通量、降低能耗、增强***稳定性、延长膜的使用寿命、降低运行成本。
在膜技术中应用中，平板膜是其中较为广泛的一种膜，目前减缓平板膜污染的主要手段是依靠曝气或射流技术产生的平行于膜面的剪切力来破坏由过滤物质在膜表面累积所形成的滤饼层，如在水处理领域中将平板膜应用于膜生物反应器对污水进行过滤，利用提高曝气强度和射流速度可以增强膜面剪切力，强化平板膜抗污染的效果。
但是并非曝气强度越大越好，曝气强度过大会破坏污泥絮体，使其粒径减小，并且可能破坏絮体中微生物、无机颗粒和胞外聚合物之间的相互联系，促使菌胶团解体释放胞外聚合物，增加上清液中溶解性有机物的浓度，加剧膜污染；并且强化曝气会显著增加平板膜过滤***的能耗，提高运行成本，如处理规模为240m3/d的污水回用***中，动力费用占运行费用的21％；为延缓膜污染，膜生物反应器工艺气水比通常在40∶1左右，曝气的能耗占动力费用的96％以上，因此需要在保证处理效果、减缓膜污染的同时最大限度地控制曝气量。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗污染膜组件，应用在膜过滤***中具有良好的过滤效果，且在较低的曝气量下具有较好的抗污染性能，能够节省曝气能耗，降低运行成本。本发明还提供了该抗污染膜组件的使用方法。
为了实现以上的发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种抗污染膜组件，为平板膜组件，包括：框架和过滤膜，所述过滤膜为两片，分别覆在所述框架两侧，两片过滤膜之间形成液流通道，出水口位于框架一端；所述两片过滤膜之间设置至少一个垂直于过滤膜的导电线圈管，所述过滤膜上与所述导电线圈管对应处设置磁性贴片，两片过滤膜上同一位置的两片磁性贴片的南北极朝向一致。
作为优选，所述导电线圈管内***有能够增强导电线圈管磁性的磁芯。
作为优选，所述磁芯为铁芯。
作为优选，所述磁性贴片为磁铁片。
一种抗污染膜组件，为平板膜组件，包括：框架、支撑滤板和过滤膜，所述过滤膜为两片，分别覆在所述框架两侧，两片过滤膜之间形成密封的液流通道，出水口位于框架一端，两片过滤膜朝向液流通道侧分别覆有所述支撑滤板，所述支撑滤板由具有弹性的材料制成；两片支撑滤板之间设置至少一个垂直于支撑滤板的导电线圈管，所述支撑滤板上与所述导电线圈管对应处具有磁性，两片支撑滤板上同一具有磁性的位置处南北极朝向一致。
作为优选，所述导电线圈管内***有能够增强导电线圈管磁性的磁芯。
作为优选，所述磁芯为铁芯。
作为优选，所述支撑滤板为磁铁制网状板或支撑滤板上与所述导电线圈管对应处设置磁铁片。
一种使用以上两种抗污染膜组件进行过滤的方法，包括以下步骤：
将所述抗污染膜组件放入待过滤液体中进行过滤，同时将导电线圈管通电，并不断改变电流方向。
作为优选，所述改变电流方向的频率为10次/min-100次/min。
本发明提供的抗污染膜组件中设置有导电线圈，通电时能够产生南北磁极，对装有本身就具有南北磁极的磁性贴片的过滤膜或支撑滤板产生吸引力或排斥力，通过改变电流方向从而改变导电线圈的南北磁极方向，可以使得过滤膜不断抖动，将污染物抖落，使得滤饼不能在过滤膜上积累，从而减缓膜污染，延长膜使用寿命，且用电较少，能够节省曝气能耗，降低运行成本。
附图说明
图1为本发明具体实施方式所提供的抗污染膜组件的结构示意图；
图2为图1所示抗污染膜组件的侧剖图；
图3为图1中抗污染膜组件的工作原理图；
图4为本发明另一种具体实施方式所提供的抗污染膜组件的结构示意图；
图5为图4所示抗污染膜组件的侧剖图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
请参考图1和图2，图1为本发明具体实施方式所提供的抗污染膜组件的结构示意图，图2为图1所示抗污染膜组件的侧剖图。本发明提供的一种抗污染膜组件为平板膜组件包括框架1和过滤膜2，框架1制成圆形、矩形或正方形都可，过滤膜2为两片，分别覆在框架1两侧，框架1和过滤膜2形成一个空间，即液流通道，出水口3位于框架1的一端。进行过滤时，在出水口3处连接抽吸泵，通过抽吸，待过滤的液体垂直过滤膜2膜面流入过滤膜2和框架1形成的液流通道内，然后液体沿着液流通道顺着过滤膜2膜面流动，由出水口3流出，形成错流过滤。两片过滤膜2之间设置至少一个垂直于过滤膜的导电线圈管4，可以将导电线圈缠绕在柱体或管体外壁，实际运行时最好设置多个导电线圈管4，同时两片过滤膜2上与导电线圈管4对应的位置处设置磁性贴片21，两片过滤膜2上同一位置的两片磁性贴片21的南北极朝向一致，优选磁性贴片21为磁铁片。
为增强磁性，优选在导电线圈管4内放置磁芯41，可以为铁芯，使用软铁或硅钢制成，当导电线圈管内部***铁芯后，铁芯可被通电后的导电线圈管的磁场磁化，也变成一个磁体，由于两个磁场互相叠加，从而使导电线圈管的磁性大大增强。
参考图3，图3为图1中抗污染膜组件的工作原理图。通电后导电线圈管4会产生磁力，带有南极(S级)和北极(N级)，磁性贴片21也具有南北磁极，此时若磁性贴片21的设置使得磁性贴片21与导电线圈管4相对的一对磁极相异，则磁性贴片21被导电线圈管4吸引，从而带动过滤膜2被导电线圈管4吸引，由于两片磁性贴片21的南北极朝向一致，因此两片过滤膜2都会向内凹陷，在不影响过水的情况下，导电线圈管4设置较多可使得产生的磁力更大，过滤膜2更易被吸引。
这时改变电流方向，则导电线圈管4的南北磁极互换，而过滤膜2上的磁性贴片的南北磁极的方向不会改变，则磁性贴片21与导电线圈管4相对的一对磁极相同，因此导电线圈管4对磁性贴片21产生排斥力，过滤膜2也因此弹起恢复原状。这样随着电流方向的改变，过滤膜2会向内凹陷然后再弹起，产生振动，从而可以将随着过滤进行而不断附着在过滤膜2上的污染物抖落，防止滤饼的形成。
另外，导电线圈管4中没有***磁芯时也可穿过一根弹簧，可使得过滤膜2能够更好的弹回，弹簧的自然长度大于线圈体的长度，为更好与磁性贴片2接触。导电线圈管4与磁性贴片21吸引时，弹簧被压缩，该弹簧压缩时产生的弹力需小于导电线圈管4与磁性贴片21之间的磁力；当改变电流方向时，产生排斥力，再加上弹簧的弹力，过滤膜2因此被弹回原状，实现了振动的目的。
请参考图4和图5，图4为本发明另一种具体实施方式所提供的抗污染膜组件的结构示意图，图5为图4所示抗污染膜组件的侧剖图。本发明还提供一种抗污染膜组件为平板膜组件包括框架1、支撑滤5和过滤膜2，框架1制成圆形、矩形或正方形都可，过滤膜2为两片，分别覆在框架1两侧，框架1和过滤膜2形成液流通道，出水口位于框架1的一端。两片过滤膜2朝向液流通道侧分别覆有支撑滤板5，支撑滤板5起到支撑作用，由具有弹性的材料制成。同时两片支撑滤板5之间设置至少一个垂直于支撑滤板5的导电线圈管4，可以为柱状或管状，两片支撑滤板5上与导电线圈管4对应的位置处具有磁性，两片支撑滤板5上同一具有磁性的位置处南北极朝向一致，以便两个支撑滤板5能够同时被通电后的导电线圈管4吸引，并带动过滤膜2一起向内凹陷。支撑滤板5可以为为磁铁制网状板或支撑滤板上与导电线圈管对应处设置磁铁片，当支撑滤板5为磁铁制网状板时，磁铁网本身就具有南北磁极在导电线圈管4通电及改变电流方向时能够被吸引或排斥，优选可以在其上与导电线圈管4对应处再设置磁性贴片51，增大吸引力；当支撑滤板5为无磁性的弹性材料制成时，支撑滤板上与导电线圈管对应处可以设置磁性贴片51，优选为磁铁片。
为增强磁性，可优选在导电线圈管4内***磁芯41，可以为铁芯。
通电后导电线圈管4会产生南北磁极，若支撑滤板5或磁性贴片51与导电线圈管4相对的一对磁极相异，则导电线圈管4会吸引支撑滤板5，从而带动两片过滤膜2向内凹陷，在不影响过水的情况下，导电线圈管4设置较多可使得产生的磁力更大，过滤膜2更易被吸引。
改变电流方向后，导电线圈管4产生的南北磁极互换，也因此对支撑滤板5产生排斥力，过滤膜2也随之弹起恢复原状。这样随着电流方向的改变，过滤膜2会向内凹陷然后再弹起，产生振动，从而可以将随着过滤进行而不断附着在过滤膜2上的污染物抖落，防止滤饼的形成。
导电线圈管4中没***磁芯时，其中穿过一根弹簧，弹簧的自然长度大于导电线圈管4的长度。当导电线圈管4与支撑滤板5吸引时，弹簧被压缩，该弹簧压缩时产生的弹力需小于导电线圈管4与支撑滤板5之间的磁力；当改变电流方向时，导电线圈管4对支撑滤板5产生排斥力，再加上弹簧的弹力，支撑滤板5和过滤膜2被弹回原状，实现了振动的目的。
使用本发明提供的抗污染膜组件进行过滤的方法，包括以下步骤：
将所述抗污染膜组件放入待过滤液体中进行过滤，同时将导电线圈管通电，导电线圈管产生南北磁极，而过滤膜或支撑滤板上设置的磁性贴片本身即具有南北磁极，因此磁性贴片与导电线圈管会产生吸引力或排斥力，带动过滤膜向导电线圈管凹陷或弹起；然后改变电流方向，过滤膜向外弹开恢复原来状态或向内凹陷，随着电流方向的改变，从而使过滤膜产生振动，将由于抽滤过水附着在过滤膜表面的污染物抖落，减缓了过滤膜的污染。为了能够将污染物抖落，优选将改变电流方向的频率设置为50次/min-120次/min。
以上对本发明所提供的一种抗污染膜组件及其使用方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗污染膜组件，为平板膜组件，其特征在于，包括：框架和过滤膜，所述过滤膜为两片，分别覆在所述框架两侧，两片过滤膜之间形成液流通道，出水口位于框架一端；所述两片过滤膜之间设置至少一个垂直于过滤膜的导电线圈管，所述过滤膜上与所述导电线圈管对应处设置磁性贴片，两片过滤膜上同一位置的两片磁性贴片的南北极朝向一致。
2.根据权利要求1所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述导电线圈管内***有能够增强导电线圈管磁性的磁芯。
3.根据权利要求1所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述磁芯为铁芯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述磁性贴片为磁铁片。
5.一种抗污染膜组件，为平板膜组件，其特征在于，包括：框架、支撑滤板和过滤膜，所述过滤膜为两片，分别覆在所述框架两侧，两片过滤膜之间形成密封的液流通道，出水口位于框架一端，两片过滤膜朝向液流通道侧分别覆有所述支撑滤板，所述支撑滤板由具有弹性的材料制成；两片支撑滤板之间设置至少一个垂直于支撑滤板的导电线圈管，所述支撑滤板上与所述导电线圈管对应处具有磁性，两片支撑滤板上同一具有磁性的位置处南北极朝向一致。
6.根据权利要求5所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述导电线圈管内***有能够增强导电线圈管磁性的磁芯。
7.根据权利要求6所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述磁芯为铁芯。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的抗污染膜组件，其特征在于，所述支撑滤板为磁铁制网状板或支撑滤板上与所述导电线圈管对应处设置磁铁片。
9.一种使用权利要求1或5所述的抗污染膜组件进行过滤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述抗污染膜组件放入待过滤液体中进行过滤，同时将导电线圈管通电，并不断改变电流方向。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述改变电流方向的频率为10次/min-100次/min。
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