CN102350218B - 超频震动分离装置以及分离*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超频震动分离装置以及分离***，包括有机壳、膜组和马达；该膜组延伸出有中心传动杆，该中心传动杆的下端设有偏心块和第一法兰；该马达的输出端设有第二法兰，该第二法兰通过皮带与第一法兰软连接；藉此，通过利用马达带动中心传动杆上的偏心块作离心运动而引发摇摆，摇摆产生的能量通过中心传动杆促使膜组震动，当马达的转速达至共震环境所需频率时，膜组震动幅度达至最大，其所产生的剪切力经由膜组内的膜片表面以正弦方式传播，从而有效解决膜组内膜片的淤塞问题；并配合利用进料泵、进料缸和过滤液缸组成分离***，以持续有效分离出过滤液，污水回收利用率更高，同时能够节省大量的能源，为企业带来良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及水处理设备领域技术，尤其是指一种超频震动分离装置以及分离***。
背景技术
与传统的污水生化处理相比较，膜处理技术具有污染物去除效率和生化效率高、固液分离效果好，剩余污泥产率低、抗冲击负荷能力强；***运行控制灵活稳定，管理维护简单等优点，可全部实现PLC集中自动控制，被认为是21世纪水处理领域中最具有发展潜力的高新技术之一。为满足膜对进水水质的要求，一般的水处理工艺中会加入相应的混凝剂，如PAM、PAC，及捕捉剂等，特别是在处理重金属污染物的过程中，如不添加此类物质，金属悬浮物将很难沉淀，膜处理效果不理想；添加后分离效果很明显，但部分处理剂如PAM等，会随着水体流入后续深度处理***中，这些物质必然会对中水回用***（如超滤***、反渗透***）带来阻塞，并且这种阻塞难以清除，长期如此，中水回用***将无法运行。再者，单独使用膜过滤的污泥浓缩液浓度不高，当前使用微滤膜处理高浓度废水，一般浓缩液污泥量也低于5%，超滤膜处理设备的浓缩液污泥量将更低，若将此浓缩液直接用于压榨机，压榨效率将非常低。另外，日常运行的进水中各种微粒胶体粒子或溶质大分子与膜的物理、化学作用而在膜面、膜孔中沉淀与积累，导致膜面污染、膜孔堵塞，膜通量减少和分离能力下降的问题，影响膜的使用寿命、***的稳定性，增加运行成本。去除膜表面或膜孔内的污染物，需加入强酸强碱物质对膜进行清洗，长此以往对膜产生非常严重的损害，膜的使用寿命降低，进一步加重日常使用的成本。
在工业应用中一般采用错流过滤的方式来减少膜污染和控制浓差极化。但常规的错流过滤，回收效率低，而且对于处理高浊度和高粘度溶液，为了减少膜污染，往往需要提高膜面流速来提高膜面的剪切力，但是这种剪切力增加有限，同时也需要大功率的回流泵，从而导致能源的大量消耗。
申请号为200620048257.5的实用新型专利中公开了一种震动膜生物反应器，该专利将震动提供的剪切力与膜过滤结合，有效抗击膜污染，用于生化处理过的生活污水；但该设备中震动泵所产生的频率振幅是否为最合适状态，薄膜模块能否长期适应震动所引起的拉力，该专利产品并未细致考虑；并且该设备中过滤清液需要水泵抽取，可见该过滤设备能耗仍然较高，再者说明滤液通过膜块的速率较低，另外，整个震动***的中心杆较长，且污泥管放于其中，对于污泥的及时排出和检修都较为不便，所需传递给膜组的震动距离也更远，该专利产品适合用于污水量小，污染浓度较低的进水。
申请号为200620130015.0的实用新型专利中公开了一种强力型旋振筛底部结构，该专利主要用于冶金、建材、煤炭、材料工程、精细化工等行业的物料筛分。其振动产生三向振幅，激振器结构复杂，振动部分庞大，耗能高，远不能适应高频震动的需求，且应用范围窄，侧重于固体物质的筛分。
综上所述，现有之水处理设备均未能对污水进行快速而有效地处理，水处理效果仍然不理想，有待人们作进一步创新和改进。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种超频震动分离装置以及分离***，其能有效解决现有之水处理设备不能对污水进行快速有效处理、水处理效果不理想的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种超频震动分离装置，包括有机壳以及安装于机壳内的膜组和马达；该膜组具有原水输入口、过滤液输出口和浓缩液输出口；该膜组向下延伸出有用于带动膜组震动的中心传动杆，该中心传动杆的下端设置有偏心块和第一法兰，该第一法兰位于偏心块的下方；该马达位于膜组的下方，马达的输出端设置有第二法兰，该第二法兰通过皮带与第一法兰软连接。
作为一种优选方案，所述膜组包括有上夹板、下夹板、产水管和至少一夹紧固定于上夹板和下夹板之间的过滤膜单元；
该上夹板上设置有两前述原水输入口和一前述过滤液输出口，该两原水输入口分别为第一原水输入口和第二原水输入口，该第一原水输入口和第二原水输入口彼此对称设置于过滤液输出口的两相对侧面外，该产水管夹紧固定于上夹板和下夹板之间，产水管的下端密闭，产水管的上端与该过滤液输出口连通；
该下夹板上设置有两前述浓缩液输出口，该两浓缩液输出口分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该过滤膜单元包括有由下往上叠合一起的第一标准膜件、第二标准膜件、第三标准膜件和第四标准膜件；每一标准膜件均呈环形片状体并套装于产水管外，每一标准膜件均包括有托盘和膜片，该膜片叠于托盘的上表面，该托盘之上表面的周缘内侧设置有凹槽，该凹槽与产水管内部连通；
该第一标准膜件为双孔式标准膜件，其上设置有两第一通孔，该两第一通孔分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该第二标准膜件为单孔式标准膜件，其上设置有一第二通孔，该第二通孔位于前述第二原水输入口的轴线上；
该第三标准膜件为双孔式标准膜件，其上设置有两第三通孔，该两第三通孔分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该第四标准膜件为单孔式标准膜件，其上设置有一第四通孔，该第四通孔位于前述第一原水输入口的轴线上；
另外，该各标准膜件之膜片的上表面均设置有外环和内环，前述各通孔位于外环和内环之间的区域上。
作为一种优选方案，所述上夹板与下夹板之间通过多个螺栓连接固定，该多个螺栓均布于上夹板的周缘，该多个螺栓依次穿过上夹板和过滤膜单元而与下夹板连接固定。
作为一种优选方案，所述各标准膜件的托盘上设置有多个前述凹槽，该多个凹槽以托盘的中部为中心呈放射状分布。
作为一种优选方案，所述中心传动杆上设置两前述偏心块，每一偏心块可上下调节及可旋转调节地安装于中心传动杆上。
作为一种优选方案，所述偏心块整体呈半圆盘形状，该偏心块上设置有供中心传动杆穿过的轴孔，该偏心块靠近轴孔的侧面设置有两弧形缺口，该弧形缺口之间形成有一弧形凸起，该弧形凸起上设置有螺孔，该螺孔与轴孔连通。
作为一种优选方案，所述机壳包括有上壳和底座，前述膜组密封式紧密包裹于上壳内，前述马达安装于底座内，该上壳和底座之间连接有多个弹簧。
作为一种优选方案，所述马达的外壁面和底座的内壁面之间夹设有减震块，以及，该底座的底部进一步设置有可调节高低的轮子。
一种超频震动分离***，包括有进料缸、进料泵、过滤液缸以及如权利要求1至8中任一项所述的超频震动分离装置；该进料缸具有原水输出口、浓缩液输入口和用于外排污泥的污泥输出口；该进料泵输入端和输出端，该输入端与进料缸的原水输出口连通；该超频震动分离装置之膜组的原水输入口与前述进料泵的输出端连通，超频震动分离装置之膜组的浓缩液输出口与前述进料缸的浓缩液输入口连通；该过滤液缸具有过滤液输入口，该过滤液输入口与前述膜组的过滤液输出口连通。
作为一种优选方案，所述进料泵为无堵塞泵，该进料泵的输入端和进料缸的原水输出口之间设置有Y型过滤器。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
一、通过利用马达转动带动中心传动杆上的偏心块转动产生的离心力会引发摇摆，摇摆产生的能量通过中心传动杆促使膜组震动，当马达的转速达至共震环境所需频率时，膜组震动的幅度达至最大，高频震动所产生的剪切力经由膜组内的膜片表面以正弦方式传播，从而有效解决膜组内膜片的淤塞问题，抵抗膜污染能力更强；以及，配合利用进料泵、进料缸和过滤液缸组成分离***，以持续有效地分离出过滤液，污水的回收利用率更高，同时能够节省大量的能源，为企业带来良好的经济和社会效益。
二、通过利用第一标准膜件、第二标准膜件、第三标准膜件和第四标准膜件叠合一起形成过滤膜单元，并配合利用第一标准膜件和第三标准膜件为双孔式标准膜件、该第二标准膜件和第四标准膜件为单孔式标准膜件，使得浓缩液在膜组内呈S型流动，从而增大了单位空间上膜片的有效过滤面积，可以更简单地扩大污水处理能力。
三、通过于上夹板上设置有原水输入口和过滤液输出口，以此形成上进水、上出水的设计，上出水的设计使得高频震动分离***在分离过程中产生的气泡被及时排除，有利的保护膜片。
四、通过于中心传动杆上设置有两偏心块，利用该两偏心块可上下调节及可旋转调节地设置于中心传动杆上，使得两偏心块可灵活调节其重叠面积，以达到最佳震动幅度的目的，整个偏心块呈半圆盘形状，并且于偏心块上设置有弧形缺口和弧形凸起，能够增强高速旋转时的偏心力降低噪音，保持单一转动方式的稳定性。
五、通过将膜组密封式包裹于上壳内，将马达安装于底座内，并配合利用上壳和底座之间设置有弹簧，一方面使得污水处理在密封的箱体中进行，有效地保护了操作人员的安全，另一方面，马达和膜组独立安装，噪声低，减震效果好，运行更加稳定。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的工作原理示意图；
图2是本发明之较佳实施例的组装立体结构示意图；
图3是本发明之较佳实施例中机壳内部的组装立体结构示意图；
图4是本发明之较佳实施例中偏心块的放大示意图；
图5是本发明之较佳实施例中膜组的组装立体示意图；
图6是本发明之较佳实施例中膜组的局部分解示意图；
图7是本发明之较佳实施例中膜组的截面示意图。
附图标识说明：
10、进料缸 11、原水输出口
12、浓缩液输入口 13、污泥输出口
20、进料泵 21、输入端
22、输出端 30、超频震动分离装置
31、机壳 311、上壳
312、底座 313、弹簧
314、轮子 32、膜组
321、上夹板 322、下夹板
323、产水管 324、过滤膜单元
3241、第一标准膜件 3242、第二标准膜件
3243、第三标准膜件 3244、第四标准膜件
33、马达 34、中心传动杆
35、偏心块 351、轴孔
352、弧形缺口 353、弧形凸起
354、螺孔 36、第一法兰
37、第二法兰 38、皮带
39、减震块 301、第一原水输入口
302、第二原水输入口 303、过滤液输出口
304、通槽 305、浓缩液输出口
306、螺栓 307、托盘
308、膜片 3011、凹槽
3012、第一通孔 3013、第二通孔
3014、第三通孔 3015、第四通孔
3016、外环 3017、内环
40、过滤液缸 41、过滤液输入口
51、控制阀 52、Y型过滤器
53、调压阀 54、压力计
55、温度计 56、控制阀
57、调压阀 58、压力计
59、流量计。
具体实施方式
请参照图1至图7所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有进料缸10、进料泵20、超频震动分离装置30和过滤液缸40。
其中，如图1所示，该进料缸10用于装载待处理的污水，本实施例中的分离***用于对重金属污水进行浓缩分离处理，但不局限于对重金属污水进行浓缩分离处理，也可以对其他各种污水进行处理，该进料缸10具有原水输出口11、浓缩液输入口12和污泥输出口13，该原水输出口11设置于进料缸10的侧面上，该浓缩液输入口12和污泥输出口13均设置于进料缸10的底部，该污泥输出口13用于将沉淀在进料缸10底部的污泥向外排出，该污泥输出口13外的管道上设置有控制阀51，该控制阀51用于控制污泥的排出量。
该进料泵20选用无堵塞泵，其能通过较大的颗粒直径的污物和杂物，避免汽蚀破坏及灌引水等问题，为操作人员带来很大方便，且振动噪声小，电机温升低，连续运转时间长，性能平稳，对环境无污染，同时，该进料泵20流量大、容易操作和维修，该进料泵20配备一个两匹马力的马达，可输送各种浓度的含重金属污泥废水，该进料泵20包括有一输入端21和一输出端22，该输入端21与前述原水输出口11连通；以及，于进料泵20的输入端21和原水输出口11之间设置有Y型过滤器52，该Y型过滤器52用于阻隔原水内的大粒子，避免膜孔堵塞，保证***管线的畅通；同时，进料泵20的输出端22外的管路上设有调压阀53、压力计54和温度计55，该调压阀53的输入端和输出端分别对应与进料泵20的输出端22和输入端21连通，可透过该调压阀53来调节进入超频震动分离装置30的进料量。
该超频震动分离装置30包括有机壳31以及安装于该机壳31内的膜组32和马达33。
其中，该机壳31使得处理重金属污泥时在密封的箱体中运行，噪声低，运行稳定，有效地保护了操作人员的安全；如图2所示，该机壳31包括有上壳311和底座312；该上壳311为玻璃纤维钢材质，上壳311将前述膜组32密封式紧密包裹住，密封效果显著，保证膜组32在高频震动中的稳定性，能够适应多种污水水质要求，并防止人为操作不当引起的膜穿孔等意外事故导致的污水外流，有效截流污水，使操作人员的安全得到有效保障；该马达33安装于底座312内；以及，该上壳311和底座312之间连接多个弹簧313，利用该多个弹簧313将上壳311支撑于底座312的正上方，以此既将膜组32固定，保证超频震动分离装置30运行的平衡条件，又能很好地与静止的底座312分离，达到减震的目的；另外，该底座312的底部进一步设置有可调较高低的轮子314，该轮子314用来提供该超频震动分离装置30的移动性和运作时的稳定性，在选定了放置位置后，扭动轮子314中央的齿轮状调节掣将轮子314的固定脚卸下，然后利用轮子314之支架上的水平基准点量度机壳31是否已达至水平，通过这种可调节高低的轮子314，使高频震动分离***达至水平状态，确保了超频震动分离装置30在超频震动中正常运作，并适应更复杂的安装运行环境。
如图3所示，该膜组32向下延伸出有中心传动杆34，该中心传动杆34用于带动膜组32震动，相比于其他污水震动分离设备，本发明中的中心传动杆较短，并选用高韧性钢材，使震动迅速传递给膜组32，增强了其运行效能，保证膜组32高频震动要求和***安全，对重金属污水的分离效果突出，由此亦可看出，本超频震动分离技术适用于重金属污水的浓缩分离，但它的应用范围远不限于此。该中心传动杆34的下端设置有偏心块35和第一法兰36。在本实施例中，该中心传动杆34上设置有两偏心块35，每一偏心块35可上下调节及可旋转调节地，如图4所示，每一偏心块35呈半圆盘形状，该偏心块35上设置有供中心传动杆34穿过的轴孔351，该偏心块35靠近轴孔351的侧面上设置有两弧形缺口352，该两弧形缺口352之间形成有一弧形凸起353，该弧形凸起353上设置有螺孔354，该螺孔354与轴孔351连通，通过将中心传动杆34穿过轴孔351，利用螺钉穿过螺孔354将偏心块35牢牢固定在中心传动杆34上，以此使得两偏心块35可灵活调节其重叠面积以及相对高度，以达到最佳震动幅度的目的，并且由于整个偏心块35呈半圆盘形状，利用弧形缺口352和弧形凸起353，能够增强高速旋转时的偏心块35降低噪音，保持单一转动方式的稳定性；另外，在处理重金属污水的过程中，单个偏心块35的震动效果用普通电机无法满足超频震动膜的分离要求，而使用更大功率的马达也就意味质量更大，需要消耗的能量也更多，本发明为了提高能量利用率，增加高频震动频率，运用两个偏心块35独立安装在中心传动杆34上，并可对其进行手动调节，通过两偏心块35的相对位置变化和马达33的变频控制，显著提高了超频震动分离装置30的震动频率，使膜组32适应各种含重金属废水的水质，能够在分离时迅速将高黏度重金属污泥排出，避免膜孔的淤积和堵塞，通过一系列实际验证，本发明中比单纯的提高马达转速来达到震动频率的方法，在能耗方面比一般技术降低用电45%～55%；同时，该技术能有效降低马达33磨损，降低马达33的发热，使马达33的使用寿命提高30%以上。该第一法兰36位于前述两偏心块35的下方。
该马达33位于膜组32的下方，马达33的输出端设置有第二法兰37，该第二法兰37通过皮带38与第一法兰36软连接，该马达33的外壁面设置有减震块39，在将马达33安装于底座312内时，该减震块39夹紧于马达33外壁面和底座312的内壁面之间，以起到减震作用。该马达33为可变频操作的马达，其主要作用系激发震动，在高速转动时，马达33带动中心传动杆34上的偏心块35转动产生的离心力会引发超频震动分离装置30上部的摇摆，摇摆产生的能量通过中心传动杆34促使膜组32震动。当马达33的转速达至共震环境所需频率时，膜组32震动的幅度会达至最大，继续增加马达33的转速相反只会减少膜组32震动的幅度，一般而言，操作会在震动幅度的最大值之下，以减少中心传动杆34所承受的拉力，保障中心传动杆34的使用寿命。马达33采用变频器自动变频控制，运行时还需与***进料压力配合，开启电源后按下运作按钮进料泵20实时启动，稍后马达33开始运转。
如图5至图7所示，该膜组32包括有上夹板321、下夹板322、产水管323和至少一夹紧固定于上夹板321和下夹板322之间的过滤膜单元324；该上夹板321上设置有一第一原水输入口301、一第二原水输入口302和一过滤液输出口303，该第一原水输入口301和第二原水输入口302彼此对称设置于过滤液输出口303的两相对侧面外，该第一原水输入口301和第二原水输入口302汇合形成超频震动分离装置30的原水输入口，利用该原水输入口与前述进料泵20的输出端22连通；该产水管323夹紧固定于上夹板321和下夹板322之间，产水管323的下端密闭，产水管323的上端与该过滤液输出口303连通，且该产水管323的壁面开设有连通产水管323内部的通槽304；该下夹板322上设置有两浓缩液输出口305，该两浓缩液输出口305分别对应位于前述第一原水输入口301和第二原水输入口302的轴线上，该两浓缩液输出口305汇合形成膜组32的浓缩液输出口，该膜组32的浓缩液输出口与前述进料缸10的浓缩液输入口12连通，以便将膜组32产生的浓缩液回流到进料缸10中进行循环过滤，在浓缩液输出口与浓缩液输出口12之间的管路上设置有控制阀56，以及，该浓缩液输出口与前述Y型过滤器52的输出端连通，在浓缩液输出口和Y型过滤器52的输出端之间的管路上设置有调压阀57，同时，于该膜组32之浓缩液输出口处设置有压力计58；以及，该上夹板321与下夹板322之间通过多个螺栓306连接固定，该多个螺栓306均布于上夹板321的周缘，该多个螺栓306依次穿过上夹板321和过滤膜单元324而与下夹板322连接固定，在使用时先将膜组32的上夹板321的螺栓306先收紧至35磅，再收紧至45磅，再将膜组32之上夹板321上的中心大型镙母收紧，收紧工序之排程为开始使用之第1小时，第4小时、第8小时和第24小时进行，之后此收紧工序则按需要进行，通过这样密实的结构保证膜组32在超频震动下分离各种污水的高效稳定性，并方便过滤膜单元324的更换。
该过滤膜单元324包括有由下往上叠合一起的第一标准膜件3241、第二标准膜件3242、第三标准膜件3243和第四标准膜件3244；每一标准膜件均呈环形片状体并套装于产水管323外，每一标准膜件均包括有托盘307和膜片308，该膜片308叠于托盘307的上表面，该托盘307之上表面的周缘内侧设置有凹槽3011，该凹槽3011通过前述产水管323的通槽304而与产水管323内部连通，各标准膜件的托盘307上设置有多个前凹槽3011，该多个凹槽3011以托盘307的中部为中心呈放射状分布；该第一标准膜件3241为双孔式标准膜件，其上设置有两第一通孔3012，该两第一通孔3012分别对应位于前述第一原水输入口301和第二原水输入口302的轴线上；该第二标准膜件3242为单孔式标准膜件，其上设置有一第二通孔3013，该第二通孔3013位于前述第二原水输入口302的轴线上；该第三标准膜件3243为双孔式标准膜件，其上设置有两第三通孔3014，该两第三通孔3014分别对应位于前述第一原水输入口301和第二原水输入口302的轴线上；该第四标准膜件3244为单孔式标准膜件，其上设置有一第四通孔3015，该第四通孔3015位于前述第一原水输入口301的轴线上；另外，该各标准膜件之膜片308的上表面均设置有外环3016和内环3017，该外环3016和内环3017均为密封圈，利用外环3016保证膜组32的密封效果，也可以避免浓缩液外流对操作人员的伤害，利用该内环3017可将浓缩液和过滤液分隔开，防止过滤水质受到二次污染，前述各通孔位于外环3016和内环3017之间的区域上。
该过滤液缸40用于装载超频震动分离装置30输出的过滤液，过滤液缸40具有过滤液输入口41，该过滤液输入口41与前述膜组32的过滤液输出口303连通，并且于该过滤液输入口41与过滤液输出口303之间的管路上设置有流量计59，利用该流量计59测定超频震动分离装置30输出过滤液的流量。
以及，进一步包括有主控***（图中未示），该主控***包括电源控制箱、压力感应装置、可视化操作***和数据自动记录***。电源控制箱附有启动及停止运作、震幅调节、温度探测装置、浓缩液阀门自动开关时间控制、进料压力控制和警报***。根据不同工业条件的需要可选配额外的组件：压力控制、过滤液流量控制、控制进料温度的装置以及***数据自动记录装置等。整个电源控制箱结构紧凑，温度、压力、流量、***运作时间等可视化显示操作，整体布局既符合美学要求，又方便操作管理，并设计报警***和急停按钮，安装专用锁匙，避免非技术人员的不当操作，保证***运行和人员的安全。同时，在主控***之机箱背面及底部还有电源及连接传感器的接头，可视化地控制***的运行。当侦察到震动马达控制器有任何错误的时候，***便会立即停止操作，并在荧光幕上显示发生错误的编号。只要参考错误编号所代表的讯息，便可得知问题的原因，当解决问题后即可重新开机运行。如果进料泵马达负荷过重，马达起动器会自动停止马达操作，按重新启动按钮可以重启。该主控***主电源要求为三相380V，20A（正常情况下使用不得超过4A）。
另外，本发明连接进料缸10和进料泵20输入端21之间的喉管是外径１寸的食品级胶喉管；调压阀56和回流至进料缸10之间的喉管亦选用外径1寸的食品级喉管。连接进料泵20输出端22和膜组32之间的喉管由进料泵20输出端22处连接在膜组32上较高的位置，考虑到进料液需加压进行过滤，故使用高压喉管，过滤液输出管选用内径0.3寸外径0.4寸的喉管。如图1所示，在发明当中有两处回流设计，分别由调压阀控制回路，该调压阀为气动电磁阀：首先，位于进料泵20处的调压阀53的作用最主要是控制流入超频震动分离装置30的液体流量或操作压力，可在不减少进液流量的前提下，增加进水压力，也可调节膜组32的进料压力。其次，该调压阀57的作用在于多次分离降低污泥含水率，便于后续重金属的回收利用，有效利用浓缩液的剩余能量，提高能量利用率，减低能耗，也可控制调节浓缩液的流量和压力，实现PLC集中自动控制。综上所述，上述的管路结构远小于市场RO膜过滤设备的管道用材，***运行能耗显著降低，并且两个回流***的设计，显著提高了能量利用率，可有效地控制***压力。
本发明的效能只由两个独立的控制参数来控制：剪力和压力。剪力是透过震动膜组32而产生，可以使用在控制面板上的震幅调节掣，来调节震动的幅度，通过马达33转动的速度来控制震动幅度的大小。压力是来自进料泵20的动力，透过运用调节阀53和进料泵20的转速便可控制操作压力，调较至理想操作环境。尽管剪力和压力是两个独立的控制参数，但是要令***发挥其强大的性能及正常操作，两者缺一不可。要容易而且可靠地操作本***，有一个重点是必须紧记，就是震动时必须要同时有压力，而有压力时必须同时震动。在本超频震动分离装置30震动时，膜组32内里的膜片308需要一定的压力才能在震动的同时亦能保持原来位置，如果只有震动而没有压力，这样可能会导致膜片308破损，失去了过滤的功效。相反，***如果在没有震动的情形下只有进液不停流动，只可维持一段很短时间，因为缺少了震动的话，每当进料溶液流经膜片308表面时，未能穿过膜片308的物质会停留并累积在膜片308的表面上，对膜片308上微孔造成淤塞，这些阻隔物形成的速度非常快，可以令膜片308在很短间内失去其效能。因此，***工作时需要注意：当***操作压力少于30psi，***禁止震动；当***震动幅度少于1/4英寸时，不可在有压力的环境下操作超过20秒；当第一次操作***的时候，以清水作初试，在清洗时，使用清水在非常低压力的情況下清洗系統，并且***內的每一件零件都要清洗。另外，在日常维护中需要注意：首先，如果***需要关闭一段时间，可用非常低压力的清水清洗整个***，以保护***内的每一个零件。其次，定期维护***轴承的润滑，本***定期100小时对主机转动轴承加入高转速润滑油脂，每个轴承大约需要注入1/10安士的润滑油脂，***操作约1500小时更换进料泵内的润滑油。
详述本实施例的工作过程如下：
首先，根据不同含重金属废水的要求，配备专用的膜组32，过滤面积达16.6平方英尺，进行大规模生产之膜组32的过滤面积最大可达到1500平方英尺，膜组32之膜片308的膜孔径为1～20nm，为了保护膜片308，本发明要求震动幅度严禁超过１英寸，***的操作压力为0.3～1.6MPa。
在工作过程中，首先，重金属废水装载于进料缸10中，重金属废水从原水输出口11输出后，经过Y型过滤器52将重金属废水中的大粒杂质过滤掉，然后通过进料泵20注入到超频震动分离装置30中。重金属废水分成两路分别从第一原水输入口301和第二原水输入口302输入到膜组32，同时，该马达33转动并带动通过皮带38软连接的偏心块35转动，该偏心块35在高速转动时产生出来的离心力会引发上部的摇摆，摇摆产生的能量传送到中心传动杆34上，促使在中心传动杆34上的膜组32高频震动，震动所产生的剪切力经由膜片308表面以正弦方式传播，虽然进料压力经由进料泵20不断将重金属废水泵入膜组32内而产生，但剪切力能够同时将在膜片308表面停留的固形物从浓缩液输出口305排出，不会沉淀在膜片308的表面上，令***在高压力的环璄下，持续有效的分离出过滤液。浓缩污泥通过膜组32下方的浓缩液喉管被排出，并可回流至进料缸10进行多次分离，同时，过滤后产生的过滤液从产水管323压出，***运行稳定，过滤水质优异。
以及，重金属废水在各标准膜件之膜片308的上表面流动，过滤液透过膜片308流到托盘307上表面的凹槽3011中，并通过通槽304流入产水管323中，以得到过滤液；而在膜片308上表面的重金属废水通过前述对应的通孔流入下一层的标准膜件的膜片308上进行过滤，如此一来，浓缩液的流动就有了一定的方向，整个膜组32按照前述顺序层叠，浓缩液便呈“S”型的流动，增大了单位空间上膜片的有效过滤面积，以更简单地扩大处理能力。并且，在整个流动过程中重金属废水一直与膜片308接触，过滤液从膜片308中间的产水管323由上夹板321流出，重金属污泥被分离开来，从膜组32侧方的浓缩液输出口305排出。由于整个膜组32结构紧凑，压力损失小，过滤液和浓缩液无需再加压即可排出，为重金属污泥的分离大大节省了能耗。
本发明采用上进水、上出水的设计，上出水的设计使高频震动***在分离过程中产生的气泡也能被及时排除，有利的保护膜片308。至于浓缩液则会在下夹板322流出，浓缩液的浓度可以利用控制阀56控制，以保持进料在膜组32内的浓度是最适合状态。
本发明超越了传统直流式薄膜过滤方法的限制，可以透过震动在膜片表面上施加剪切力，其剪切力比传统错交流式***中的剪切力高出十倍。震动所产生的剪切力经由膜片表面以正弦方式传播，从而有效解决膜片的淤塞问题。附在中心传动杆34上的膜组32震动幅度和频率分别维持在5至10度和约50赫兹。在膜组32内几乎相对地静止不动的进料液，在此情形下，能在膜片308表面制造出高度集中的剪切力。虽然进料压力经由进料泵20不断将金属废水泵入膜组32内而产生，但剪切力能够同时将在膜片308表面停留的固形物移除。浓缩污泥通过膜组32下方的浓缩液喉管被排出，并可回流至进料缸10进行多次分离，所分离出的污泥含水率在90%左右，普通板框压滤机所压滤出的污泥的含水率在75%～80%之间，90%含水率的污泥进板框压滤机，压滤机的效率可提高10倍以上。同时，过滤后的过滤液从超频震动分离装置30的产水管323压出，并流入到过滤液缸40中，至此，完成重金属废水的过滤分离处理。
本发明的设计重点在于：首先，通过利用马达转动带动中心传动杆上的偏心块转动产生的离心力会引发摇摆，摇摆产生的能量通过中心传动杆促使膜组震动，当马达的转速达至共震环境所需频率时，膜组震动的幅度达至最大，高频震动所产生的剪切力经由膜组内的膜片表面以正弦方式传播，从而有效解决膜组内膜片的淤塞问题，抵抗膜污染能力更强；以及，配合利用进料泵、进料缸和过滤液缸组成分离***，以持续有效地分离出过滤液，污水的回收利用率更高，同时能够节省大量的能源，为企业带来良好的经济和社会效益。其次，通过利用第一标准膜件、第二标准膜件、第三标准膜件和第四标准膜件叠合一起形成过滤膜单元，并配合利用第一标准膜件和第三标准膜件为双孔式标准膜件、该第二标准膜件和第四标准膜件为单孔式标准膜件，使得浓缩液在膜组内呈S型流动，从而增大了单位空间上膜片的有效过滤面积，可以更简单地扩大污水处理能力。再者，通过于上夹板上设置有原水输入口和过滤液输出口，以此形成上进水、上出水的设计，上出水的设计使得高频震动分离***在分离过程中产生的气泡被及时排除，有利的保护膜片。最后，通过于中心传动杆上设置有两偏心块，利用该两偏心块可上下调节及可旋转调节地设置于中心传动杆上，使得两偏心块可灵活调节其重叠面积，以达到最佳震动幅度的目的，整个偏心块呈半圆盘形状，并且于偏心块上设置有弧形缺口和弧形凸起，能够增强高速旋转时的偏心力降低噪音，保持单一转动方式的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1. 一种超频震动分离装置，其特征在于：包括有机壳以及安装于机壳内的膜组和马达；该膜组具有原水输入口、过滤液输出口和浓缩液输出口；该膜组向下延伸出有用于带动膜组震动的中心传动杆，该中心传动杆的下端设置有偏心块和第一法兰，该第一法兰位于偏心块的下方；该马达位于膜组的下方，该马达的输出端设置有第二法兰，该第二法兰通过皮带与第一法兰软连接；该膜组包括有上夹板、下夹板、产水管和至少一夹紧固定于上夹板和下夹板之间的过滤膜单元；
该上夹板上设置有两前述原水输入口和一前述过滤液输出口，该两原水输入口分别为第一原水输入口和第二原水输入口，该第一原水输入口和第二原水输入口彼此对称设置于过滤液输出口的两相对侧面外，该产水管夹紧固定于上夹板和下夹板之间，产水管的下端密闭，产水管的上端与该过滤液输出口连通；
该下夹板上设置有两前述浓缩液输出口，该两浓缩液输出口分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该过滤膜单元包括有由下往上叠合一起的第一标准膜件、第二标准膜件、第三标准膜件和第四标准膜件；每一标准膜件均呈环形片状体并套装于产水管外，每一标准膜件均包括有托盘和膜片，该膜片叠于托盘的上表面，该托盘之上表面的周缘内侧设置有凹槽，该凹槽与产水管内部连通；
该第一标准膜件为双孔式标准膜件，其上设置有两第一通孔，该两第一通孔分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该第二标准膜件为单孔式标准膜件，其上设置有一第二通孔，该第二通孔位于前述第二原水输入口的轴线上；
该第三标准膜件为双孔式标准膜件，其上设置有两第三通孔，该两第三通孔分别对应位于前述第一原水输入口和第二原水输入口的轴线上；
该第四标准膜件为单孔式标准膜件，其上设置有一第四通孔，该第四通孔位于前述第一原水输入口的轴线上；
另外，该各标准膜件之膜片的上表面均设置有外环和内环，前述各通孔位于外环和内环之间的区域上。
2. 根据权利要求1所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述上夹板与下夹板之间通过多个螺栓连接固定，该多个螺栓均布于上夹板的周缘，该多个螺栓依次穿过上夹板和过滤膜单元而与下夹板连接固定。
3. 根据权利要求1所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述各标准膜件的托盘上设置有多个前述凹槽，该多个凹槽以托盘的中部为中心呈放射状分布。
4. 根据权利要求1所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述中心传动杆上设置两前述偏心块，每一偏心块可上下调节及可旋转调节地安装于中心传动杆上。
5. 根据权利要求1所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述偏心块整体呈半圆盘形状，该偏心块上设置有供中心传动杆穿过的轴孔，该偏心块靠近轴孔的侧面设置有两弧形缺口，该弧形缺口之间形成有一弧形凸起，该弧形凸起上设置有螺孔，该螺孔与轴孔连通。
6. 根据权利要求1所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述机壳包括有上壳和底座，前述膜组密封式紧密包裹于上壳内，前述马达安装于底座内，该上壳和底座之间连接有多个弹簧。
7. 根据权利要求6所述的超频震动分离装置，其特征在于：所述马达的外壁面和底座的内壁面之间夹设有减震块，以及，该底座的底部进一步设置有可调节高低的轮子。
8. 一种超频震动分离***，其特征在于：包括有进料缸、进料泵、过滤液缸以及如权利要求1至7中任一项所述的超频震动分离装置；该进料缸具有原水输出口、浓缩液输入口和用于外排污泥的污泥输出口；该进料泵输入端和输出端，该输入端与进料缸的原水输出口连通；该超频震动分离装置之膜组的原水输入口与前述进料泵的输出端连通，超频震动分离装置之膜组的浓缩液输出口与前述进料缸的浓缩液输入口连通；该过滤液缸具有过滤液输入口，该过滤液输入口与前述膜组的过滤液输出口连通。
9. 根据权利要求1所述的超频震动分离***，其特征在于：所述进料泵为无堵塞泵，该进料泵的输入端和进料缸的原水输出口之间设置有Y型过滤器。
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