專利名稱：鰓式過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
固-液分離技術(shù)。本發(fā)明涉及一種模仿鰱魚鰓過濾水中浮游生物原理研發(fā)的高度密集化斜 面過濾器，適用于低濃度懸浮液的大流量初級濃縮過濾，尤其適用于水體中肉眼可見藻類顆 粒等生物質(zhì)的初級分離。
在食用藻類的生產(chǎn)、天然水體中藻類的收集控制等方面，均需要大流量地從湖水或培養(yǎng) 液中分離出藻類；在食品生產(chǎn)和生化行業(yè)，也常常需要對低濃度生物質(zhì)懸浮液進行固-液分離。 此類生物質(zhì)懸浮液的濃度較低，流量較大，并且具有膠體或類似于膠體的不定形特性，所含 生物質(zhì)的比重接近于水，使用傳統(tǒng)的分離手段顯得低效且容易造成堵塞。帶篩機、旋轉(zhuǎn)篩、 振動斜篩較為適宜，但仍存在占用空間大、過濾面積有限、能力偏小、能耗較高等問題。尤 其是在我國湖泊藍藻污染問題出現(xiàn)后，各種藍藻收集船應(yīng)運而生， 一般采用帶篩機過濾、斜 面過濾或振動斜篩過濾進行初級分離，過濾面積受到載體船泊甲板面積的嚴格限制，過濾分 離能力大都在每小時幾十立方米水量，遠遠不能滿足太湖、巢湖、漆池等大型湖泊的藍藻災(zāi) 害控制需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標在于仿照鰱魚高效濾食水體中浮游生物的"鰓式過濾"原理，以低濃度 生物質(zhì)懸浮液的大流量、低能耗分離為目標，斜面過濾為基礎(chǔ)，研發(fā)高度密集化的斜面過濾 技術(shù)一鰓式過濾技術(shù)。要實現(xiàn)這一目標，必須解決以下技術(shù)問題。
研發(fā)超薄的斜面過濾單元一單元斜篩，以便于高度密集組合。
研發(fā)鰓式過濾器，能夠?qū)卧Y高密度組合，實現(xiàn)固-液自流分離。
解決凝附堵塞問題，實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行。'
為解決以上技術(shù)問題并達到研發(fā)目標，采取了以下技術(shù)方案。 (1)超薄單元斜篩
如圖l示，以40mm不銹鋼方管焊制2mx 1.5m矩形單元斜篩邊框(1)，以20mmx30mm不銹
鋼矩形管焊制邊框橫撐(2),在邊框下端安裝截面"卜"形的不銹鋼分流板(3);在框架內(nèi)嵌入
背景技術(shù)：
:瓦楞狀導(dǎo)流板(4),在框架上面(導(dǎo)流板一側(cè))安裝篩面(5)，篩面四周粘才婁在邊才匡和分流板上； 導(dǎo)流板下端與分流板之間留有排水縫隙(6)。
如圖2示，單元篩以30度左右的傾斜度安放，待過濾的原液自噴淋管(7)均勻地連續(xù)噴灑 在篩面(5)上部，在重力作用下沿著篩面向下滑落；水分透過歸面跌落在導(dǎo)流板(4)上，沿導(dǎo)流 板下滑，穿過排水縫隙(6)流出；濃縮液在篩面(5)上流動，經(jīng)分離板(4)上面跌入小集液槽(8)。
篩面選用親水性篩絹，在傾斜的篩面上、下有一定厚度的吸附水層，該水層受到重力作 用沿篩面下滑，形成"承載水流"，拉動歸面上的固體顆粒向下滑落；遇到分流板時，篩面下 水層沿分流板下表面流出，篩面上水層連同固體顆粒由分流板上表面流下。 (2)鰓式過濾單元
將一組單元斜篩以30度左右的傾斜度和100mm中心距排列安裝在支撐架上，構(gòu)成一個鰓 式過濾單元。如圖3示，支撐架由上(9)、下(10)兩個水平放置的矩形金屬框和支撐它們的一組 "H"形支撐元件(ll)組成，在上金屬框的下方以100mm中心距橫向排列著一組4> 40mm噴淋 管(7),在下金屬框的上方以100mm中心距橫向排列著一組40mmx 80mm的"U "形小集液槽 (8)。 一組單元斜篩(12)對應(yīng)于噴淋管和小集液槽密集安裝在支撐架上，單元斜篩上端安裝在 兩個噴淋管之間的縫隙里，下端以 "H ，，形分^U反倚在"U"形小集液槽上。
在支撐架一端(篩面朝向一端)安裝調(diào)節(jié)拉桿(13)和拉桿支架(14),通過螺栓手柄(15)調(diào) 節(jié)支撐系統(tǒng)，以獲得適宜的篩面傾斜度和過濾效果。
(3) 鰓式過濾器
如圖4(a)示， 一個鰓式過濾器由兩個并列的鰓式過濾單元(16)和共用的進液系統(tǒng)(17)、集 液系統(tǒng)(18)組成。
如圖4(b)示，進液系統(tǒng)由進液主管(19)和對應(yīng)于各單元斜篩的進液支管(20)組成，進液支 管(軟管)將進液主管中的有壓原液輸送至各噴淋管(7)。每一個單元斜篩(12)下方流出的濾 過液直接滴落在地板(21)上，通過地表排水系統(tǒng)進行收集；篩面上的濃縮液滴落在"U"形 小集液槽(8)中，從小集液槽一端流出滴落在總集液槽(22)中，再從總集液槽的一端流出。
(4) 鰓式過濾器 化集成
按照每張單元斜篩31112有效過濾面積計算， 一座200張單元斜篩的鰓式過濾器就擁有600 !112的有效過濾面積，過濾能力約為1000 1500m3/11。才艮據(jù)生產(chǎn)規(guī)〉漠需求，將一組鰓式過濾器并 聯(lián)組裝，就可在有限空間內(nèi)形成更大的過濾能力。
(5) 防堵塞技術(shù)
鰓式過濾器能夠有效防止篩面的恭附堵塞，可以概括為以下幾方面。 選用高親水性改性不銹鋼濾網(wǎng)和適宜的孔徑、傾斜度、過濾濃度及流量。
每次停用后排空系統(tǒng)積液，并以清水(水槍)原位沖洗篩面。 '
每一個單元篩都可以從支架側(cè)面取出，進行定期清洗和維護保養(yǎng)。
本發(fā)明主要有以下優(yōu)點
(1) 高度密集化的鰓式過濾技術(shù)，在有限地面空間上集約10倍以上的過濾面積，形成較大過 濾流量，適合于低濃度懸浮液的大流量初級分離。
(2) 利用低液壓(20kpa)自流過濾，能耗低，每過濾lmS原液的能耗僅0.02千瓦時。
(3) 尤其適合于船載藻類收集系統(tǒng)的初級藻水分離，可以大幅度提高處理能力并降低能耗。
應(yīng)用舉例
本發(fā)明已經(jīng)在研制"大型仿生式水面藍藻清除裝置"中應(yīng)用，將在另一項專利申請中敘述。


圖l(a)——單元斜篩正面圖 圖l(b)——單元斜篩縱向剖面圖 圖2——單元斜篩安裝縱向剖面圖
圖3-鰓式過濾單元側(cè)面圖
圖4(a)——鰓式過濾器俯視圖 圖4(b)——鰓式過濾器橫斷面圖
圖中1.單元斜篩邊框，2.邊框橫撐，3.分流板，4.導(dǎo)流板，5.篩面，6.排水縫隙， 7.噴淋管，8.小集液槽，9.上金屬框，IO.下金屬框，ll.支撐元件，12.單元斜篩，13.調(diào)節(jié) 拉桿，14.拉桿支架，15.螺栓手柄，16.鰓式過濾單元，17.進液系統(tǒng)，18.集液系統(tǒng)，19.進 液主管，20.進液支管，21.地板，22.總集液槽。
具體實施例方式
本發(fā)明按照以下步驟進行工程性應(yīng)用 (1)沿場地中心線布設(shè)總集液槽和進液主管，總集液槽底部嵌入地面，將進液主管安裝在
5總集液槽上方大約lm高度。
(2) 在兩側(cè)安裝鰓式過濾單元支撐架、噴淋管和小集液槽，安裝進液支管。
(3) 制作單元斜篩，自兩側(cè)將所有單元斜篩插入支撐架中。
(4) 開啟進液主管閘閥，調(diào)節(jié)到適當流量(鰓式過濾器設(shè)計流量)。
(5) 4艮據(jù)過濾工況，調(diào)節(jié)鰓式過濾單元傾斜度，至最佳過濾效果。
(6) 停用時關(guān)閉進液主管閘閥，開啟進液主管底部排空閥，以 K槍清洗篩面。
權(quán)利要求
1.一種鰓式過濾器，由兩個并列的鰓式過濾單元和共用的進液系統(tǒng)、集液系統(tǒng)組成，其特征是在有限的地面空間上高度密集了10倍以上的過濾面積，由進水壓(20kpa)驅(qū)動，實現(xiàn)低濃度懸浮液的大流量分離，每座過濾器過濾面積可達600m2，過濾流量1000～1500m3/h，能耗小于0.02千瓦時/m3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰓式過濾器，其特征是由一組(100張或更多)單元斜篩以100mm 的中心距密集安裝在可以調(diào)節(jié)傾斜度的支架上，每一個篩面由頂部的噴^^管噴灑原液， 底部的小集液槽收集篩上濃縮液，構(gòu)成一個鰓式過濾單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰓式過濾器，其特征是單元斜篩由邊框、邊框橫撐、分流板、 導(dǎo)流板、篩面(親水材料)等組成，厚度40mm,面積2mxl.5m,以30度左右傾斜度安 裝，以噴淋管將原液噴灑在篩面頂部，在下滑過程中完成過濾，篩上固體顆粒隨承載水 流落入底部小集液槽，濾過液沿導(dǎo)流板自底部排水縫隙流出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰓式過濾器，其特征是由一根進水總管和一組進水支管向每一 個噴淋管供應(yīng)原液，由底部的總集液槽接納各小集液槽的濃縮液，濾過液掉落在地面上 經(jīng)由溝渠系統(tǒng)收集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰓式過濾器，其特征是可以從一側(cè)清洗每一個單元斜篩，必要 時也可將單元斜篩取出進行維修，可有效防止篩面黏附堵塞并實現(xiàn)長久使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰓式過濾器，其特征是鰓式過濾器用于船載藻類收集系統(tǒng)可大 幅度提高初級分離能力并降低能耗；也可將多座鰓式過濾器并聯(lián)安裝，形成生產(chǎn)規(guī)模的 過濾能力，適合多種用途。
全文摘要
一種模仿鰱魚鰓過濾水中浮游生物原理研發(fā)的高度密集化斜面過濾器。將一組(100張或更多)厚度40mm的單元斜篩以100mm的中心距密集安裝在可以調(diào)節(jié)傾斜度的支架上，每一個篩面由頂部的噴淋管噴灑原液，底部的小集液槽收集篩上濃縮液，構(gòu)成一個鰓式過濾單元；將兩個鰓式過濾單元并行安放，其間隙中下部的集液槽承接來自兩側(cè)每一個單元斜篩下方小集液槽的濃縮液，上部的進液主管通過分支管向兩側(cè)每一個單元斜篩頂部的噴淋管提供原液，構(gòu)成一個鰓式過濾器。鰓式過濾器憑借原液管內(nèi)壓力工作(約20kpa)，篩上濃液通過小集液槽、總集液槽自流收集，篩下濾過液排至地面。本項技術(shù)可用于懸浮液的初級濃縮過濾，尤其適用于船載藻類收集系統(tǒng)的初級過濾。
文檔編號B01D29/50GK101537276SQ200910031268
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者馮慕華, 玲 李, 李文朝, 楊清心, 潘繼征 申請人:中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所