一种基于超滤膜组件的水处理设备的制作方法

1.本发明涉及废水处理设备技术领域，具体为一种基于超滤膜组件的水处理设备。


背景技术：

2.我国从70年代起就开始研究超滤膜材料，如70年代成功研制醋酸纤维管式超滤膜，80年代成功获制功聚砜中空纤维膜。截至目前已有ps、psa、pp、pan、pe和pvdp等10余个品种膜，但超滤膜的种类和质量上总体上还是与国外存在一定差距。目前超滤膜分离技术在水处理领域起到了非常重要的作用，如：(1)使用超滤膜可通过有效屏蔽悬浮颗粒及胶体物质等净化饮用水，同时还可实现对藻类、细菌、病毒和水生生物的有效去除，在海水或苦咸水淡化上也常将其作为反渗透的预处理系统；(2)在城市污水或工业废水处理方面，通常将超滤膜组件作为主要载体，结合微滤/反渗透双膜工艺进行除杂；(3)在中水回用领域使用超滤组件和活性反应器组成的膜生物反应器，一方面可以省去常规活性污泥工艺中的二沉池，另一方面亦可提高降解物的去除率。
3.但是目前现行基于超滤膜组件的水处理设备大多还存在以下几个共性问题未被解决：
4.(1)现有的装置在超滤膜使用过程中大多采用水动膜静的处理模式，一方面为了保护超滤膜不受到过大水流冲击破裂，需要对流速进行限制，另一方面超滤膜的随着使用次数的增加会导致堵塞率大幅提高，进而降低净化效果，更为关键的是现行工艺大多简单采用叠加过滤方案，过滤效果远不如梯度式滤净效果；。
5.(2)现有的装置大多采用活性反应容器，虽然可以减少生态污染，但是反应效率低下，特别是在针对工业级废水处理中，无论是反应除杂效率还是效果都不够明显，同时多数反应器均采用静态反应过程，容易出现反应分层的情况；
6.(3)现有设备大多未能集成前置初筛机构，使得超滤膜的使用寿命短，同时更换频率高使得设备维护运营成本提高，同时在后期或者处理中段比较少有进行配套除杂，或是除杂手段依然采用高成本的筛选滤选，循环性差的同时费时费工；
7.因此，基于上述缺陷，在污水处理设备领域，对于新型的基于超滤膜组件的水处理设备仍存在研究和改进的需求，这也是目前该领域的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点和动力所在。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于超滤膜组件的水处理设备。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种基于超滤膜组件的水处理设备，包括筛分系统、反应系统、分流系统、一级超滤系统、二级超滤系统；
11.筛分系统包括接口一、球阀一、筛分机构一、筛分机构二；所述接口一通过球阀一
与筛分机构一连接，筛分机构一与筛分机构二连接；
12.反应系统包括斗、外槽、内槽；所述斗位于筛分机构一下方，斗内交错设置有若干根杆阵列，斗一侧连接有波纹管二，波纹管二通过密封门一与外槽连接，外槽一侧设置有密封门二并通过密封门二与筛分机构二末端连接，外槽与内槽连通，内槽内设置有若干个超声发生器、旋转搅拌器一、旋转搅拌器二，内槽一侧连接有波纹管三，波纹管三一侧通过密封门三连接有管道二，内槽外两侧设置有料箱，料箱上设置有吐料嘴，吐料嘴位于外槽上方。
13.优选的，所述筛分机构一包括转筒、电源，转筒两端连接有旋转环，旋转环上滑动设置有滚轮卡槽，滚轮卡槽与折叠机械臂连接，折叠机械臂与电源连接，转筒侧壁左右两个区域分别设置有若干个筛孔一、筛孔二。
14.优选的，所述筛分机构二包括依次连接的接管、管道一、弯管、波纹管一；所述管道一上设置有若干个升降框，升降框内插设有过滤面板。
15.优选的，分流系统包括腔体，腔体内中部设置有隔板将腔体分隔成两个区域，隔板上方的腔体内一侧设置有若干个弧形板，弧形板所在区域腔体一侧与管道二连通，隔板中心嵌套设置有条框，条框顶部与底部均设置有若干个漏孔，腔体内底部设置有倾斜道，倾斜道一端的腔体底部设置有波浪板，靠近波浪板一侧的腔体侧面设置有翻盖密封门，倾斜道另一端的腔体侧面设置有出水嘴，隔板上方的腔体内设置有若干个层流分隔机构、循环水路机构，隔板下方的腔体内设置有若干个清理机构。
16.优选的，层流分隔机构包括旋转电机、转轴、方板、凸缘、凹槽；所述旋转电机固定设置在腔体侧壁上，方板上下两端分别通过转轴与旋转电机连接，方板顶部设置有若干个凸缘，方板底部设置有若干个凹槽。
17.优选的，循环水路机构包括吸水口、出水口、循环管道、循环泵机；所述循环泵机安装在腔体外侧，循环泵机通过循环管道分别与吸水口、出水口连接，出水口位于吸水口上方。
18.优选的，清理机构包括机架一、伸缩套杆、升降节、耙；所述机架一设置于在腔体外侧，机架一与伸缩套杆连接，伸缩套杆一端通过升降节与耙连接。
19.优选的，一级超滤系统包括管道三、箱体一、超滤膜一、超滤膜二；所述管道三两端分别与箱体一和出水嘴连接，管道三上设置有抽液泵机，箱体一顶部设置有机架二，机架二与位于箱体一内顶部的旋转伸缩柱连接，旋转伸缩柱下端连接有若干个搅拌叶，箱体一内侧壁四角设置有滑轨一，超滤膜一通过四个滑套一滑动设置在滑轨一上，超滤膜二通过四个滑套一滑动设置在滑轨一上，箱体一内底部设置有输气管网，输气管网上设置有若干个吐气口，输气管网与位于箱体一外侧的储气罐连接，箱体一一侧通过球阀二连接有接口二。
20.优选的，二级超滤系统包括管道四、箱体二、超滤膜三，所述管道四两端分别与箱体一和箱体二连接，管道四上设置有密封阀门，箱体二内顶部设置有若干个接触头，接触头与位于箱体二外顶部的导热管网连接，导热管网一侧连接有散热风扇阵列，散热风扇阵列与电源机箱一连接，箱体二内侧壁四角设置有滑轨二，超滤膜三通过四个滑套二滑动设置在滑轨二上，箱体二内底部设置有若干个加热棒，加热棒与位于箱体二外侧的电源机箱二连接，箱体二一侧通过球阀三连接有接口三。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
22.(1)本发明采用梯度式过滤，先由筛分系统去除大颗粒杂质，再由反应系统和分流系统通过废水还原反应去除化学性质稳定的杂质，之后通过两级超滤系统进行超滤膜过滤除杂，超滤膜在箱体内移动式过滤废水，可有效保证过滤效率得到可再次利用的纯水。
23.(2)本发明的反应系统通过还原反应配合超声及机械搅拌操作，废水混合均匀并反应充分，还原效果好，分流系统对反应后的废水进行分流除杂，不容易出现分层的现象，除杂效率高。
24.(3)本发明通过筛分系统、反应系统、分流系统的前置设置，可先对废水进行大颗粒杂质去除，再对废水进行稳定离子或纤维等杂质的还原除杂，经过上述前置除杂处理后的废水再径两级超滤系统进行超滤膜除杂，不仅可以有效提高除杂效果，而且可以增加超滤膜的使用寿命，减少超滤膜更换频率，降低设备维护运营成本。
25.(4)本发明的一级超滤系统在进行超滤膜除杂时还配套了搅拌和通气操作，可以使得液体混合更加均匀，大大提高了超滤膜的过滤效果；二级超滤系统在进行超滤膜除杂时还配套了加热和吸热操作使得废水中的杂质分子、离子更加活跃，可有效提高超滤膜的过滤效果，提高过滤效率。
附图说明
26.图1为本发明整体结构示意图；
27.图2为本发明筛分系统的结构示意图；
28.图3为本发明球阀一的结构示意图；
29.图4为本发明筛分机构二的结构示意图；
30.图5为本发明反应系统的结构示意图；
31.图6为本发明分流系统的结构示意图一；
32.图7为本发明分流系统的结构示意图二；
33.图8为本发明层流分隔机构和循环水路机构的结构示意图；
34.图9为本发明分流系统的结构示意图三；
35.图10为本发明分流系统的局部结构示意图；
36.图11为本发明一级超滤系统的结构示意图一；
37.图12为本发明一级超滤系统的结构示意图二；
38.图13为本发明二级超滤系统的结构示意图一；
39.图14为本发明二级超滤系统的结构示意图二；
40.其中：接口一1、球阀一2、旋转环3、滚轮卡槽301、折叠机械臂302、电源303、转筒304、筛孔一305、筛孔二306、接管4、管道一5、升降框501、过滤面板502、弯管6、波纹管一7、斗8、杆阵列801、波纹管二802、外槽9、密封门一901、密封门二902、内槽903、超声发生器904、旋转搅拌器一905、旋转搅拌器二906、波纹管三907、密封门三908、管道二909、料箱10、吐料嘴1001、腔体11、弧形板1101、隔板1102、条框1103、漏孔1104、倾斜道1105、波浪板1106、翻盖密封门1107、出水嘴1108、旋转电机12、转轴1201、方板1202、凸缘1203、凹槽1204、吸水口13、出水口1301、循环管道1302、循环泵机1303、机架一14、伸缩套杆1401、升降节1402、耙1403、管道三15、抽液泵机1501、箱体一16、机架二17、旋转伸缩柱1701、搅拌叶1702、滑轨一18、滑套一1801、超滤膜一1802、超滤膜二1803、储气罐19、输气管网1901、吐气
口1902、球阀二20、接口二2001、管道四21、密封阀门2101、箱体二22、接触头23、导热管网2301、散热风扇阵列2302、电源机箱一2303、滑轨二24、滑套二2401、超滤膜三2402、加热棒25、电源机箱二2501、球阀三26、接口三2601。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1
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14，一种基于超滤膜组件的水处理设备，包括筛分系统、反应系统、分流系统、一级超滤系统、二级超滤系统；
43.本发明的设备工作时首先将待处理的废水通入筛分系统进行筛分，在筛分机构一将大体积的杂质截留，未夹杂大体积杂质的废水流入反应系统的斗8内，其余废水流入到筛分机构二通过多层过滤面板过滤筛分去除大颗粒杂质之后流入到反应系统的外槽9内进行反应；流入到斗8的废水经过交错设置的杆阵列801组成的筛网过滤大颗粒杂质，然后流入到外槽9内进行反应，反应药剂加入到外槽9中与废水反应，将废水中的金属离子或纤维等稳固杂质还原反应出来以便进一步除杂，外槽9、内槽903内的废水的被超声发生器904、旋转搅拌器一905、旋转搅拌器二906搅拌混合均匀，有效保证废水与药剂的反应效果，提高除杂效率；经过药剂还原反应后的废水流入到分流系统内，先在隔板1102上方由循环水路机构和层流分隔机构配合工作下去除反应后的大颗粒杂质，再通过漏孔过滤流入到隔板1102下方由清理机构清扫去除杂质，而过滤后的废水由出水嘴1108流入到一级超滤系统；废水再一级超滤系统内分别经过超滤膜一1802、超滤膜二1803两道大小尺寸不同的超滤膜过滤后得到纯水并由接口二2001流出以供他用，配合搅拌和通气操作可以使得液体混合更加均匀，提高过滤效果，而被超滤膜一1802、超滤膜二1803过滤后截留在底部的废水经由管道四21流入到二级超滤系统的箱体二22内，废水在箱体二22内经超滤膜三2402过滤后得到纯水并由接口三2601流出以供他用，配合加热和吸热操作使得废水中的杂质分子、离子更加活跃，可有效提高超滤膜的过滤效果，提高过滤效率。
44.如图2～4所示，筛分系统包括接口一1、球阀一2、筛分机构一、筛分机构二；所述接口一1通过球阀一2与筛分机构一连接，筛分机构一与筛分机构二连接；球阀一2可以控制水流的速度，以便控制废水在筛分机构一的体量。
45.筛分机构一包括转筒304、电源303，转筒304两端连接有旋转环3，旋转环3上滑动设置有滚轮卡槽301，滚轮卡槽301与折叠机械臂302连接，折叠机械臂302与电源303连接，转筒304侧壁左右两个区域分别设置有若干个筛孔一305、筛孔二306。电源303驱动折叠机械臂302转动，折叠机械臂302通过滚轮卡槽301带动旋转环3转动，从而进一步带动转筒304转动，转筒304缓慢转动可以使得其内的废水通过筛孔一305、筛孔二306流出，流入到下方的斗8内，而废水中夹杂的大体积杂质则被截留在转筒304内部，其余未从筛孔流出的废水流入到筛分机构二的管道一5内；筛孔一305为条状、筛孔二306为圆孔状，可以过滤筛分不同尺寸的大体积杂质。
46.筛分机构二包括依次连接的接管4、管道一5、弯管6、波纹管一7；所述管道一5上设
置有若干个升降框501，升降框501内插设有过滤面板502。经过一次筛分的其余废水由接管4流入到管道一5内，在管道一5内被至少三个过滤面板502进行三道以上的过滤，从而有效去除废水中的大颗粒杂质，之后依次径弯管6、波纹管一7流入到反应系统的外槽9内进行反应。波纹管一7可起到振动缓冲控制水流的作用。
47.如图5所示，反应系统包括斗8、外槽9、内槽903；所述斗8位于筛分机构一下方，斗8内交错设置有若干根杆阵列801，斗8一侧连接有波纹管二802，波纹管二802通过密封门一901与外槽9连接，流入到斗8的废水经过交错设置的杆阵列801组成的筛网过滤大颗粒杂质，之后径波纹管二802流入到外槽9内进行废水还原反应，密封门一901可以控制流速以及关闭外槽9。外槽9一侧设置有密封门二902并通过密封门二902与波纹管一7连接，从而使得径筛分机构二过滤去除大颗粒杂质后的废水流入到外槽9内进行废水还原反应，密封门二902可以控制流速以及关闭外槽9。
48.外槽9与内槽903连通，内槽903内设置有若干个超声发生器904、旋转搅拌器一905、旋转搅拌器二906，内槽903一侧连接有波纹管三907，波纹管三907一侧通过密封门三908连接有管道二909，内槽903外两侧设置有料箱10，料箱10上设置有吐料嘴1001，吐料嘴1001位于外槽9上方；料箱10内装有还原剂或者絮凝剂等还原废水中杂质的药剂，药剂通过吐料嘴1001投入到外槽9内，药剂在外槽9内与过滤后的废水反应，将废水中的金属离子或纤维等稳固杂质还原反应出来以便进一步除杂。外槽9与内槽903的废水连通，超声发生器904工作对废水进行超声波搅拌、多个旋转搅拌器一905、旋转搅拌器二906工作将废水告诉搅拌，使得废水混合更加均匀，有效保证废水与药剂的反应效果，提高除杂效率。反应完成后的废水依次由波纹管三907、管道二909流入到分流系统的腔体11内。
49.如图6～10所示，分流系统包括腔体11，腔体11内中部设置有隔板1102将腔体11分隔成两个区域，隔板1102上方的腔体11内一侧设置有若干个弧形板1101，弧形板1101所在区域腔体11一侧与管道二909连通，弧形板1101具有导流作用，使得进入腔体11内的废水均匀充满隔板1102上部。隔板1102中心嵌套设置有条框1103，条框1103顶部与底部均设置有若干个漏孔1104，腔体11内底部设置有倾斜道1105，倾斜道1105一端的腔体11底部设置有波浪板1106，靠近波浪板1106一侧的腔体11侧面设置有翻盖密封门1107，倾斜道1105另一端的腔体11侧面设置有出水嘴1108，隔板1102上方的腔体11内设置有若干个层流分隔机构、循环水路机构，隔板1102下方的腔体11内设置有若干个清理机构；层流分隔机构包括旋转电机12、转轴1201、方板1202、凸缘1203、凹槽1204；所述旋转电机12固定设置在腔体11侧壁上，方板1202上下两端分别通过转轴1201与旋转电机12连接，方板1202顶部设置有若干个凸缘1203，方板1202底部设置有若干个凹槽1204。循环水路机构包括吸水口13、出水口1301、循环管道1302、循环泵机1303；所述循环泵机1303安装在腔体11外侧，循环泵机1303通过循环管道1302分别与吸水口13、出水口1301连接，出水口1301位于吸水口13上方，吸水口13在下方吸水通过循环管道1302由上方的出水口1301流出，出水口1301流出的废水刚好落入到方板1202上，由于方板1202的方向可以旋转，通过控制方板1202旋转可以使得凸缘1203方向与出水口1301平行，出水口1301流出的废水落入到方板1202顶部，大颗粒杂质被凸缘1203拦截，而废水从方板1202边缘流下。隔板1102上方的废水经过初步大颗粒除杂之后，再经过漏孔1104流入到条框1103，由条框1103底部漏孔1104流入到隔板1102下方沉淀，经过两级漏孔1104过滤可以过滤掉部分大颗粒杂质。清理机构包括机架一14、伸缩套杆
1401、升降节1402、耙1403；所述机架一14设置于在腔体11外侧，机架一14与伸缩套杆1401连接，伸缩套杆1401一端通过升降节1402与耙1403连接，机架一14通过控制伸缩套杆1401伸缩和升降节1402可以调整耙1403的位置，使得耙1403实现在腔体11底部上下来回移动，从而将沉淀在腔体11底部的杂质清理到两边倾斜道1105上，杂质在倾斜道1105流入到下端的波浪板1106上，杂质达到一定量时通过打开翻盖密封门1107清除，而过滤后废水通过倾斜道1105上端的出水嘴1108流入到一级超滤系统的管道三15内。
50.如图11～12所示，一级超滤系统包括管道三15、箱体一16、超滤膜一1802、超滤膜二1803；所述管道三15两端分别与箱体一16和出水嘴1108连接，管道三15上设置有抽液泵机1501使得出水嘴1108的水流流入到箱体一16内，箱体一16顶部设置有机架二17，机架二17与位于箱体一16内顶部的旋转伸缩柱1701连接，旋转伸缩柱1701下端连接有若干个搅拌叶1702，机架二17上的电机驱动旋转伸缩柱1701转动从而带动搅拌叶1702转动，实现对箱体一16内液体的搅拌，达到混合液体的效果。箱体一16内侧壁四角设置有滑轨一18，超滤膜一1802通过四个滑套一1801滑动设置在滑轨一18上，超滤膜二1803通过四个滑套一1801滑动设置在滑轨一18上。箱体一16内底部设置有输气管网1901，输气管网1901上设置有若干个吐气口1902，输气管网1901与位于箱体一16外侧的储气罐19连接，储气罐19通过输气管网1901将气体输送至吐气口1902，由吐气口1902向箱体一16内底部通气达到曝气混合液体的效果。箱体一16一侧通过球阀二20连接有接口二2001。超滤膜一1802、超滤膜二1803均可通过滑套一1801实现在滑轨一18上的上下滑动以移动其在箱体一16内的高度位置，超滤膜一1802、超滤膜二1803的膜孔大小不同，超滤膜一1802的膜孔较小，从而实现对不同粒度的杂质的去除。通过控制超滤膜一1802、超滤膜二1803分别自上而下移动，膜孔较大的超滤膜二1803向下移动过程中先将废水中粒度较大的杂质吸附，膜孔较小的超滤膜一1802向下移动过程中将废水中粒度较小的杂质吸附，从而达到双重吸附过滤除杂的效果，过滤后的纯水通过球阀二20从接口二2001排出以供他用；而被超滤膜一1802、超滤膜二1803过滤后的废水通过与管道四21连接的出口排入到箱体二22内，以便进行二级超滤膜过滤。
51.如图13～14所示，二级超滤系统包括管道四21、箱体二22、超滤膜三2402，所述管道四21两端分别与箱体一16和箱体二22连接，管道四21上设置有密封阀门2101，密封阀门2101不仅可以控制水流还可以控制两个箱体之间液体是否流动，以便进行相应的过滤操作。箱体二22内顶部设置有若干个接触头23，接触头23与位于箱体二22外顶部的导热管网2301连接，导热管网2301一侧连接有散热风扇阵列2302，散热风扇阵列2302与电源机箱一2303连接，电源机箱一2303给散热风扇阵列2302供电，导热管网2301通过接触头23吸收箱体二22内的热量，并通过散热风扇阵列2302达到降温效果。箱体二22内侧壁四角设置有滑轨二24，超滤膜三2402通过四个滑套二2401滑动设置在滑轨二24上，箱体二22内底部设置有若干个加热棒25，加热棒25与位于箱体二22外侧的电源机箱二2501连接，电源机箱二2501给加热棒25供电实现对箱体二22内液体的加热，箱体二22一侧通过球阀三26连接有接口三2601。超滤膜三2402通过滑套二2401可以在滑轨二24上上下滑动，从而控制其在箱体二22的位置，通过控制超滤膜三2402在箱体二22内自上而下移动，从而使得废水在移动的过程中被过滤，经超滤膜三2402过滤后得到纯水通过球阀三26由接口三2601排出以供他用，在过滤过从中结合配合加热和吸热操作使得废水被混合更加均匀，废水中的杂质分子、离子更加活跃，可有效提高超滤膜的过滤效果，提高过滤效率。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。