本實用新型涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超濾是以壓力為推動力的膜分離技術(shù)之一,以大分子與小分子分離為目的，具有相態(tài)不變、無需加熱、所用設(shè)備簡單、占地面積小、耗能低、操作壓力低等特點，廣泛用于電子、飲料、食品化工、醫(yī)藥、環(huán)保及能源等工業(yè)領(lǐng)域。目前廣泛使用的超濾膜的平均孔徑約為0.02微米，遠小于細菌0.1～3微米的尺寸。因此超濾技術(shù)在去除對人有害的微生物方面效用顯著，對細菌的去除率能達到99.999％以上。超濾技術(shù)近年在飲用水設(shè)備、家用凈水器、生活小區(qū)及工礦企業(yè)直飲水機等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。

超濾膜在使用過程中，由于被超濾膜分離的雜質(zhì)(如懸浮物、膠體、大分子有機物、微生物等)在膜表面或膜孔內(nèi)產(chǎn)生吸附或沉積，使膜孔道受阻塞，造成超濾膜的透液量降低。因此，超濾系統(tǒng)在運行過程中需及時有效地對污染物進行清洗，一般可以采用正向沖洗或反向沖洗工藝。其中，正向沖洗時是關(guān)閉產(chǎn)水閥，全開濃水閥，使原水以快于正常工作狀態(tài)時的流速沖刷膜表面，去除污垢。反向沖洗是利用沖洗液從超濾膜的反面進入，對超濾膜進行沖洗，將沉積在超濾膜正面的污染物帶出并沖走，恢復(fù)膜的透液量。

目前，超濾系統(tǒng)的清洗裝置通常為帶有清洗水泵的清洗水箱。但是，清洗水箱配合清洗水泵的設(shè)置占用體積較大，與超濾系統(tǒng)的緊湊化及小型化的發(fā)展趨勢相違背。并且，由于成本原因，現(xiàn)有超濾系統(tǒng)大都采用氣動閥門，需要配置空氣壓縮機。這使得，帶有清洗裝置的超濾系統(tǒng)既需為水泵的工作提供電力，也需為氣動閥工作配置空氣壓縮機，動力設(shè)置復(fù)雜，不便于在能源缺乏的地區(qū)、邊遠山區(qū)或是救災(zāi)搶險等場所使用。如何使民用的小型超濾機設(shè)計更微型化，能源使用更節(jié)省、使用更方便，是膜技術(shù)工作者需要研究的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種帶有反向沖洗裝置、動力設(shè)置簡單、小型化潛力大并且使用方便的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)。

為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)，包括：

超濾元件，設(shè)置有至少一個，包括分別連通于進液端的輸入口，以及連通出液端的第一輸出口和第二輸出口,所述輸入口通過進水管道連通有進水口，所述第一輸出口通過濃水管道連通有濃水口，所述第二輸出口通過產(chǎn)水管道連通有產(chǎn)水口；

第一氣動閥門，位于進水管道上并靠近進水口設(shè)置，用于控制進水管道的開啟與關(guān)閉；

第二氣動閥門，位于產(chǎn)水管道上并靠近產(chǎn)水口設(shè)置,用于控制產(chǎn)水管道的開啟與關(guān)閉；

空氣壓縮機，為第一氣動閥門和第二氣動閥門提供工作氣源；

反向沖洗裝置，分別與超濾元件的第二輸出口以及空氣壓縮機相連通；

控制器，連接并控制第一氣動閥門和第二氣動閥門的通斷。

作為優(yōu)選，還包括反洗排放口,所述反洗排放口通過反洗排放管道分別與輸入口和第一輸出口相連通。

作為優(yōu)選，所述反洗排放口通過第一反洗排放管道連通于第一輸出口，通過第二反洗排放管道連通于輸入口；

所述第一反洗排放管道上設(shè)置有第三氣動閥門，所述第二反洗排放管道上設(shè)置有第四氣動閥門，所述第三氣動閥門和第四氣動閥門的工作氣源均由空氣壓縮機提供，所述第三氣動閥門和第四氣動閥門連接于所述控制器，并由所述控制器控制通斷。

作為優(yōu)選，所述反向沖洗裝置包括反洗氣壓罐、通氣管道和通液管道，所述反洗氣壓罐上設(shè)置有通氣口和通液口；

所述通氣口通過通氣管道連通于空氣壓縮機,并通過氣體排放管道連通于排放口,所述通液管道一端通過通液口伸入反洗氣壓罐的底部，另一端與各超濾元件的第二輸出口相連通。

作為優(yōu)選，所述通氣管道上設(shè)置有第五氣動閥門，用于控制通氣管道的開啟與關(guān)閉；

所述氣體排放管道上設(shè)置有第六氣動閥門，用于控制氣體排放管道的開啟與關(guān)閉；

所述第五氣動閥門和第六氣動閥門的工作氣源均由空氣壓縮機提供，所述第五氣動閥門和第六氣動閥門連接于所述控制器，并由所述控制器控制通斷。

作為優(yōu)選，所述空氣壓縮機和第五氣動閥門之間的通氣管道上依次設(shè)有第一壓力調(diào)節(jié)閥和第二壓力調(diào)節(jié)閥。

作為優(yōu)選，還包括控制管道，所述控制管道一端連通于第一壓力調(diào)節(jié)閥的輸出端，另一端分別與第一氣動閥門、第二氣動閥門、第三氣動閥門、第四氣動閥門、第五氣動閥門和第六氣動閥門相連通，所述空氣壓縮機通過控制管道為第一氣動閥門、第二氣動閥門、第三氣動閥門、第四氣動閥門、第五氣動閥門和第六氣動閥門提供工作氣源；

第一壓力調(diào)節(jié)閥和第二壓力調(diào)節(jié)閥之間的通氣管道上設(shè)有進氣壓力開關(guān)。

作為優(yōu)選，所述進水口與第一氣動閥門之間的進水管道上設(shè)有第一手動閥門，所述濃水管道上設(shè)置有第二手動閥門。

作為優(yōu)選，所述第一手動閥門和第一氣動閥門之間的進水管道上依次設(shè)有進水壓力表和過濾器；

所述第二手動閥門和第一輸出口之間的濃水管道上設(shè)有濃水壓力表，第二手動閥門和濃水口之間的濃水管道設(shè)有濃水流量計。

作為優(yōu)選，第一自動閥門和輸入口之間的進水管道上設(shè)有超濾進水壓力表和進水取樣閥；

第二輸出口和產(chǎn)水口之間的產(chǎn)水管道上設(shè)有產(chǎn)水壓力表、產(chǎn)水流量計和產(chǎn)水取樣閥；

通液管道上，設(shè)有加藥口。

本實用新型的有益效果：通過反向沖洗裝置的設(shè)置，可由空氣壓縮機驅(qū)動其進行清洗操作，使得用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)，動力設(shè)置簡單、小型化潛力大并且使用方便，可廣泛適用于能源缺乏的地區(qū)。而且通過合理利用經(jīng)超濾元件凈化的過濾水，經(jīng)空氣壓縮機驅(qū)動，對超濾元件進行反向沖洗的操作，提高了反向沖洗的效果。

附圖說明

圖1是本實用新型用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)的部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)的管道結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、超濾元件；11、輸入口；12、第一輸出口；13、第二輸出口；

21、第一氣動閥門；22、第二氣動閥門；23、第三氣動閥門；24、第四氣動閥門；25、第五氣動閥門；26、第六氣動閥門；27、第一手動閥門；28、第二手動閥門；

3、空氣壓縮機；

41、反洗氣壓罐；411、通氣口；412、通液口；

51、第一壓力調(diào)節(jié)閥；52、第二壓力調(diào)節(jié)閥；

6、進氣壓力開關(guān)；

71、進水壓力表；72、濃水壓力表；73、超濾進水壓力表；74、產(chǎn)水壓力表；

81、濃水流量計；82、產(chǎn)水流量計；

91、進水取樣閥；92、產(chǎn)水取樣閥；

100、過濾器；

101、進水口；102、濃水口；103、產(chǎn)水口；104、反洗排放口；105、排放口；106、加藥口；

201、進水管道；202、濃水管道；203、產(chǎn)水管道；204、第一反洗排放管道；205、第二反洗排放管道；206、通氣管道；207、通液管道；208、氣體排放管道；209、控制管道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

本實用新型提供了一種用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)，如圖1所示，包括超濾元件1、第一氣動閥門21、第二氣動閥門22、空氣壓縮機3、反向沖洗裝置和控制器(圖中未示出)。

上述超濾元件1，設(shè)置有至少一個，在本實施例中設(shè)為兩個，每個超濾元件1上設(shè)置有連通進液端的輸入口11，以及連通出液端的第一輸出口12及第二輸出口13,水源從輸入口11經(jīng)進液端進入超濾膜,在超濾膜膜面處分成兩部分，一部分穿過膜面，把懸浮物、膠體、大分子有機物、細菌分離出來，作為超濾產(chǎn)水從出液端的第一輸出口12輸出,另一部分夾帶雜質(zhì)作為濃水從出液端的第二輸出口13排出；上述輸入口11通過進水管道201連通有進水口101，上述第一輸出口12通過濃水管道202連通有濃水口102，上述第二輸出口13通過產(chǎn)水管道203連通有產(chǎn)水口103。上述第一氣動閥門21，位于進水管道201上并且靠近進水口101設(shè)置，用于控制進水管道201的開啟與關(guān)閉。上述第二氣動閥門22，位于產(chǎn)水管道203上并且靠近產(chǎn)水口103設(shè)置，用于控制產(chǎn)水管道203的開啟與關(guān)閉。上述空氣壓縮機3，為第一氣動閥門21和第二氣動閥門22提供工作氣源,由上述控制器控制其啟閉。上述反向沖洗裝置，分別與超濾元件1的第二輸出口13以及空氣壓縮機3相連通，由空氣壓縮機3驅(qū)動對超濾元件1進行反向沖洗，由上述控制器控制開啟與關(guān)閉。上述控制器，連接并控制第一氣動閥門21和第二氣動閥門22的通斷，控制本實用新型用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)完成濾水以及反向沖洗的功能。

上述由空氣壓縮機3驅(qū)動的反向沖洗裝置的設(shè)置，使得本實用新型用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)，動力設(shè)置簡單、小型化潛力大并且使用方便，通夠合理利用經(jīng)超濾元件1凈化的過濾水，經(jīng)空氣壓縮機3驅(qū)動，對超濾元件1進行反向沖洗的操作，提高了反向沖洗的效果。

優(yōu)選的，本實用新型的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)還包括反洗排放口104，上述反洗排放口104通過第一反洗排放管道204與第一輸出口12相連通,通過第二反洗排放管道205與輸入口11相連通。上述反洗排放口104的設(shè)置，使得本實用新型更加安全可靠，提高了反向沖洗的效果。

在本實施例中，更優(yōu)的，上述反洗排放口104通過第一反洗排放管道204連通于第一輸出口12，并且通過第二反洗排放管道205連通于輸入口11。與此同時，上述第一反洗排放管道204上設(shè)置有第三氣動閥門23，上述第二反洗排放管道205上設(shè)置有第四氣動閥門24，并且上述第三氣動閥門23和第四氣動閥門24均由空氣壓縮機3提供工作氣源，連接于上述控制器并由上述控制器控制通斷。上述設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，提高了本實用新型的可靠性，提高了反向沖洗的效果。

具體的，上述反向沖洗裝置包括反洗氣壓罐41、通氣管道206和通液管道207，并且，反洗氣壓罐41上設(shè)置有通氣口411和通液口412。上述通氣口411通過通氣管道206連通于空氣壓縮機3，同時，通過氣體排放管道208連通于排放口105；上述通液管道207一端通過通液口412伸入反洗氣壓罐41的底部，另一端與各超濾元件1的第二輸出口13相連通。上述設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，通夠合理利用經(jīng)超濾元件1凈化的過濾水，經(jīng)空氣壓縮機3驅(qū)動，對超濾元件1進行反向沖洗的操作，提高了反向沖洗的效果。

優(yōu)選的，在上述通氣管道206上，設(shè)置有第五氣動閥門25，用于控制通氣管道206的開啟與關(guān)閉。在氣體排放管道208上，設(shè)置有第六氣動閥門26，用于控制氣體排放管道208的開啟與關(guān)閉。上述第五氣動閥門25和第六氣動閥門26均由空氣壓縮機3提供工作氣源，連接于上述控制器并由上述控制器控制通斷。上述第五氣動閥門25和第六氣動閥門26的設(shè)置，在充分利用空氣壓縮機3的基礎(chǔ)上，提高了反洗氣壓罐41的安全性，提高了反向沖洗的效果。

具體的，在本實施例中，空氣壓縮機3和第五氣動閥門25之間的通氣管道206上依次設(shè)置有第一壓力調(diào)節(jié)閥51和第二壓力調(diào)節(jié)閥52。本實施例中的空氣壓縮機3帶有氣壓罐，最大儲氣壓力為8Bar，第一壓力調(diào)節(jié)閥51用于將空氣壓縮機3的輸出的空氣氣壓整定為6Bar，以適應(yīng)氣動閥門的工作需要，第二壓力調(diào)節(jié)閥52用于將經(jīng)第一壓力調(diào)節(jié)閥51調(diào)節(jié)后的空氣氣壓整定為2Bar，以適應(yīng)反洗氣壓罐41的工作需要。上述壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，提高了本實用新型的安全性與可靠性。

在本實施例中，具體的，用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)還包括控制管道209，上述控制管道209一端連通于第一壓力調(diào)節(jié)閥51的輸出端，另一端分別與第一氣動閥門21、第二氣動閥門22、第三氣動閥門23、第四氣動閥門24、第五氣動閥門25和第六氣動閥門26相連通，空氣壓縮機3通過控制管道209為第一氣動閥門21、第二氣動閥門22、第三氣動閥門23、第四氣動閥門24、第五氣動閥門25和第六氣動閥門26提供工作氣源。第一壓力調(diào)節(jié)閥51和第二壓力調(diào)節(jié)閥52之間的通氣管道206上設(shè)置有進氣壓力開關(guān)6。通過控制器控制第一氣動閥門21、第二氣動閥門22、第三氣動閥門23、第四氣動閥門24、第五氣動閥門25和第六氣動閥門26完成濾水、正向沖洗、反向沖洗以及氣壓罐注水等功能。上述進氣壓力開關(guān)6的設(shè)置，當(dāng)反洗氣壓罐41的氣壓不足影響反洗效果時，進氣壓力開關(guān)6動作，發(fā)出警報，提高了反向沖洗裝置的安全性和可靠性。

優(yōu)選的，進水口101與第一氣動閥門21之間的進水管道201上，設(shè)置有第一手動閥門27。在濃水管道202上，設(shè)置有第二手動閥門28。本實施例中，手動閥門的設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，提高了系統(tǒng)的安全性與可靠性，可適應(yīng)不同質(zhì)量水源的過濾需要。

具體的，第一手動閥門27和第一氣動閥門21之間的進水管道201上，依次設(shè)置有進水壓力表71和過濾器100。上述進水壓力表71的設(shè)置，用于實時檢測系統(tǒng)進水壓力，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。本實施例中，上述過濾器100的過濾精度為100微米，用以將水源里的顆粒物、泥沙、粘土等物質(zhì)濾除，以降低超濾元件1的濾水壓力。

具體的，第二手動閥門28和第一輸出口12之間的濃水管道202上，設(shè)置有濃水壓力表72，第二手動閥門28和濃水口102之間設(shè)置有濃水流量計81。上述濃水壓力表72的設(shè)置，可以實時檢測濃水口102的壓力，濃水流量計81的設(shè)置可以更加精確地調(diào)節(jié)濃水口102的出水量，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，能夠適應(yīng)不同質(zhì)量的水源的需要。

優(yōu)選的，本實施例中，第一氣動閥門21和輸入口11之間的進水管道201上，設(shè)置有超濾進水壓力表73和進水取樣閥91。上述超濾進水壓力表73的設(shè)置，可以實時檢測超濾進水壓力，上述進水取樣閥91的設(shè)置，可用于檢測超濾進水的水質(zhì)，可達到保護超濾元件1的效果，提高了系統(tǒng)的安全性。

優(yōu)選的，第二輸出口13和產(chǎn)水口103之間的產(chǎn)水管道203上，設(shè)置有檢測產(chǎn)水壓力的產(chǎn)水壓力表74、檢測產(chǎn)水流量的產(chǎn)水流量計82和檢測產(chǎn)水水質(zhì)的產(chǎn)水取樣閥92。上述設(shè)置，提高了系統(tǒng)的安全性。

優(yōu)選的,反洗氣壓罐41頂部設(shè)置有水位感應(yīng)器,上述水位感應(yīng)器連接并由上述控制器控制，在向反洗氣壓罐41注入過濾水時，上述水位感應(yīng)器可具體感應(yīng)過濾水是否到達指定水位，當(dāng)過濾水到達指定水位時，上述水位感應(yīng)器向控制器發(fā)送注水結(jié)束的信號，控制器控制系統(tǒng)進行下一動作。

更優(yōu)的，在通液管道207上，還可設(shè)置有加藥口106。通過加藥口106，定期向系統(tǒng)中加入次氯酸鈉溶液，對本實用新型的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)進行清洗、消毒和滅菌。

在本實施例中，用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)的連接管道、閥門等使用適用于盛裝飲用水的聚氯乙烯和/或衛(wèi)生級不銹鋼制成，反洗氣壓罐41由為衛(wèi)生級不銹鋼制成。

本實用新型的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)具有較高的小型化潛力，具體的，在本實施例中，小型化的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)可采用小體積的反洗氣壓罐41，具體使用間隔設(shè)定為每濾水30分鐘，反向沖洗1分鐘，與小型化用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)相應(yīng)對地設(shè)置小規(guī)格的自動閥門，每半小時對自動閥門作一次通斷切換。上述設(shè)置，可有效地減輕空氣壓縮機3的負載和電耗。因此，在空氣壓縮機3采用直流電機供電時，相應(yīng)地配備蓄電池就可運行，此外，也可以采用太陽能，或者太陽能與蓄電池聯(lián)合供電。這種小型化的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)大大降低了對能源的要求，適用于搶險救災(zāi)、邊遠地區(qū)、草原及山區(qū)等供電不方便地區(qū)。

本實用新型的用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)在使用時，具體工作步驟如下：

(1)開啟電源開關(guān)，調(diào)節(jié)第一壓力調(diào)節(jié)閥51將從空氣壓縮機3輸出的空氣氣壓整定為6Bar，用作氣動閥門的工作氣源，調(diào)節(jié)第二壓力調(diào)節(jié)閥52將經(jīng)第一壓力調(diào)節(jié)閥51輸出的空氣氣壓整定為2Bar，用于驅(qū)動反洗氣壓罐，打開第一手動閥門27和第二手動閥門28，開啟控制器，用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)開始運行。

(2)控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第一氣動閥門21和第六氣動閥門26，保持其它氣動閥門關(guān)閉，從進水口101進入的水源經(jīng)超濾元件1過濾后注入反洗氣壓罐41內(nèi)，同時通過排放口105將反洗氣壓罐41內(nèi)的空氣排出，對反洗氣壓罐41注水，直至水位感應(yīng)器向控制器發(fā)送注水結(jié)束的信號。

(3)對反洗氣壓罐41注水完畢后，控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第一氣動閥門21和第二氣動閥門22，保持其它氣動閥門關(guān)閉，調(diào)節(jié)第一手動閥門27，使得產(chǎn)水流量計82的顯示流量為2m³/h，同時調(diào)節(jié)第二手動閥門28，使得濃水流量計81顯示流量為0.2m³/h，使用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)對水源進行濾水操作。

(4)在濾水操作進行30分鐘后，控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第一氣動閥門21和第三氣動閥門23，保持其它氣動閥門關(guān)閉，使得水源從輸入口11進入超濾元件1，并通過第一輸出口12流經(jīng)第一反洗排放管道204從反洗排放口104流出，對超濾元件1進行正向沖洗的操作，持續(xù)30秒，對附著在超濾元件1的超濾膜上的污垢進行沖洗。

(5)正向沖洗完畢后，控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第三氣動閥門23、第四氣動閥門24和第五氣動閥門25，保持其它氣動閥門關(guān)閉；空氣壓縮機3輸出的氣體，經(jīng)第一壓力調(diào)節(jié)閥51和第二壓力調(diào)節(jié)閥52整定后輸入反洗氣壓罐41，將反洗氣壓罐41內(nèi)儲存的過濾水經(jīng)通液管道207壓出；從反洗氣壓罐41壓出的過濾水，首先經(jīng)第二輸出口13進入超濾元件1，對超濾元件1的超濾膜進行反向沖洗，然后流經(jīng)第三氣動閥門23和第四氣動閥門24從反洗排放口104排出，對用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)進行反向沖洗，持續(xù)60秒。

(6)反向沖洗完畢后，控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第一氣動閥門21和第三氣動閥門23，保持其它氣動閥門關(guān)閉，再次對超濾元件1進行正向沖洗，將經(jīng)反向沖洗后依舊殘留在超濾膜上的污垢帶走。

(6)再次正向沖洗完畢后，控制器根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置通過空氣壓縮機3開啟第一氣動閥門21和第六氣動閥門26，保持其它氣動閥門關(guān)閉，再次對反洗氣壓罐41進行注水操作，留待下次反向沖洗使用，然后用氣壓反洗的超濾系統(tǒng)再次進入濾水狀態(tài)。

顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為了清楚說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。