专利名称：高新污水净化的滤芯及含有该滤芯的污水净化装置技术
技术领域：
本发明涉及一种用于污水净化的滤芯及含有该滤芯的污水净化装置。
背景技术：
随着工业进步和社会发展，水污染亦日趋严重，成为世界性的头号环境治理难题。 水污染主要包括工业污染、农业污染和生活污染三类，而工业污染又是水污染的主要污染 源。目前工业污水处理的设备效率低，占地面积大，结构复杂，长时间使用后设备的维修和 清理麻烦，且制造和维修成本也高，因而普及推广的范围受到了限制。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种改进的用于污水净化的滤芯，其过滤 膜表面积大，过滤效率高；
本发明还提供一种含有该滤芯的污水净化装置，其污水净化效率高，且结构简单紧凑， 占地面积小。为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是
一种用于污水净化的滤芯，包括至少一端开口的筒形内芯、围设在内芯外周用于对污 水进行过滤的过滤单元以及围设在过滤单元外周的滤芯外壳，过滤单元包括沿内芯的长度 方向延伸并在外壳的内壁与内芯的外壁之间沿内芯的圆周方向来回折返设置的过滤膜，该 过滤膜与外壳的内壁围成沿外壳的圆周方向均勻分布的多个第一滤室，且该过滤膜与内芯 的外壁围成沿内芯的圆周方向均勻分布的多个第二滤室，所述过滤单元还包括填满于多个 第一滤室的滤珠和填满于多个第二滤室的天然非金属矿物材料。优选地，过滤膜由多块在外壳的内壁与内芯的外壁之间沿内芯的圆周方向来回折 返设置的膜组件拼接而成，所述过滤单元还包括多个沿内芯的长度方向延伸且用于将相邻 膜组件拼接在一起的连接装置，该连接装置包括具有贯穿自身长度方向的卡槽的卡接外 杆、能够卡紧在卡槽内的卡接内杆，相邻两块膜组件的沿内芯长度方向延伸的边沿部分能 够卷绕在卡接内杆上并通过卡接内杆卡入卡槽内而实现膜组件之间的拼接。优选地，过滤单元还包括内衬于过滤膜的靠第二滤室一侧的吸附材料，且该吸附 材料为无纺布或聚谷氨酸吸附膜。优选地，过滤膜可以为孔径在0. 03 0. 45微米之间的聚偏氟乙烯膜或者孔径在 0. 4 2. 0微米之间的聚四氟乙烯膜。优选地，滤珠为粒径在2 4毫米之间的塑料粒子。优选地，天然非金属矿物材料为活性炭、活化沸石、凹凸棒石、桎石中的一种或者 多种的混合物。一种含有上述滤芯的污水净化装置，包括污水槽、净水输出管，滤芯设置在污水槽 的内部，滤芯的内芯内部形成供水通过的净水通道，且净水通道与净水输出管相连通。优选地，滤芯沿自身轴心线方向可转动地水平设置在污水槽内，滤芯的一端具有全封闭不透水的第一端面，另一端具有中部根据净水通道对应开设净水出口的第二端面， 净水输出管在净水出口处与第二端面能够相对转动地连接；该污水净化装置还包括与第一 端面相固定连接且沿自身轴心线方向可转动地水平设置在污水槽上的转动轴、驱动转动轴 转动的电机、净水槽以及与净水输出管相连通用于将净水通道内的水抽入净水槽中的净水 输出泵。优选地，该污水净化装置还包括一端与净水槽相连通、另一端与净水通道相连通 用于将净水槽内的一部分水抽回净水通道内并能够对过滤单元所截留的悬浮物或大颗粒 物质进行冲洗的反冲洗泵，以及一端与反冲洗泵相连、另一端与净水输出泵或净水输出管 相连的反冲洗控制装置；该反冲洗控制装置能够根据净水输出泵的压力反馈或者净水输出 管的流量反馈控制反冲洗泵的开启或关闭。优选地，污水槽底部具有污泥出口，所述污水净化装置还包括与污泥出口相连通 用于将污水槽底部沉积的污泥抽出的污泥泵、与污泥泵相连通用于对污泥泵抽出的污泥进 行压滤的压滤机，该压滤机具有两出口，其中一个与接收污泥残渣的污泥桶相连通，另一个 与污水泵相连通以使压滤所得的水能够被重新抽回至污水槽中进行净化。通过以上技术方案的实施，使本发明滤芯以及含有该滤芯的污水净化装置与现有 技术相比具有诸多优点
本发明用于污水净化的滤芯，由于其过滤单元包括沿内芯的圆周方向在外壳的内壁与 内芯的外壁之间来回折返设置的过滤膜，使得过滤膜的表面积比普通滤芯过滤膜的表面积 大为增加，提高了滤芯的过滤效率；而填满在过滤膜与滤芯的外壳和内芯之间的滤珠和天 然非金属矿物材料，不仅能对过滤膜起到支撑定型作用，还能够使污水经过多道过滤，滤去 污水中的悬浮物和有害物质，使过滤所得水的水质更好；本发明含有上述滤芯的污水净化 装置在提高污水净化效率的同时，也可以简化设备结构。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明 图1为本发明滤芯的主视示意图2为图1的A-A剖视结构示意图； 图3为图2中C部位的放大图； 图4为连接装置结构示意图； 图5为本发明污水净化装置的结构示意其中1、内芯；10、净水通道；2、外壳；3、过滤膜；30、膜组件；4、滤珠；5、天然非金属矿 物材料；6、吸附材料；7、连接装置；70、卡接外杆；71、卡接内杆；8、第一端面；9、第二端面； 11、污水槽；12、转动轴；13、电机；14、净水输出管；15、净水槽；16、净水输出泵；17、反冲 洗泵；18、反冲洗控制装置；19、污泥泵；20、压滤机；21、污泥桶；22、污水泵。
具体实施例方式下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。实施例1
如图1、2、3和4所示，按照本实施例的用于污水净化的滤芯包括一端开口的筒形内芯
51、围设在内芯1外周用于对污水进行过滤的过滤单元以及围设在过滤单元外周的滤芯外 壳2，该过滤单元包括沿内芯1的长度方向延伸并在外壳2的内壁与内芯1的外壁之间沿内 芯1的圆周方向来回折返设置的过滤膜3，过滤膜3与外壳2的内壁围成沿外壳2的圆周方 向均勻分布的多个第一滤室，过滤膜3与内芯1的外壁围成沿内芯1的圆周方向均勻分布 的多个第二滤室，该多个第一滤室中填满滤珠4，第二滤室中填满天然非金属矿物材料5。按照本实施例，过滤膜3由多块在外壳2的内壁与内芯1的外壁之间沿内芯1的圆 周方向来回折返设置的膜组件30拼接而成，该过滤单元还包括多个沿内芯1的长度方向延 伸且用于将相邻膜组件30拼接在一起的连接装置7，连接装置7包括具有贯穿自身长度方 向的卡槽的卡接外杆70、能够卡紧在卡槽内的卡接内杆71，相邻两块膜组件30的沿内芯1 长度方向延伸的边沿部分能够卷绕在卡接内杆71上并通过卡接内杆71卡入卡槽内而实现 膜组件30之间的拼接。采用这种无焊缝的槽杆卡接结构，与传统的焊接膜连接技术相比， 可使膜材料的利用率提高1. 3 1. 5倍。按照本实施例，过滤单元还包括内衬于过滤膜3的靠近第二滤室一侧的吸附材料 6，且根据对污水净化的不同要求，吸附材料6也可以不同。例如，吸附材料6可以是无纺 布，它主要是作为过滤膜3的内保护层而用；当污水中含有较多的重金属离子时，吸附材料 6可换成聚谷氨酸吸附膜，它对污水中的重金属离子和放射性元素有极强的络合能力，能够 很好地将它们滤除。本实施例中，过滤膜3可以为孔径在0. 03 0. 45微米之间的聚偏氟乙烯超滤膜 或者孔径在0. 4 2. 0微米之间的聚四氟乙烯微滤膜。过滤膜3本身应具有一定的强度和 韧性，能够折成所需形状。滤珠4为粒径在2 4毫米之间的塑料粒子，可以是聚乙烯塑料粒子或者是聚氨 酯泡沫塑料粒子等，滤珠4本身不具有吸附功能，而主要起过滤和支撑作用，污水从滤珠4 之间的缝隙通过。天然非金属矿物材料5为活性炭、活化沸石、凹凸棒石、桎石中的一种或者多种的 混合物，可以将天然非金属矿物材料5罐装入第二滤室，也可以先将天然非金属矿物材料5 烧结成块再插入第二滤室。天然非金属矿物材料5具有类似分子筛的结构，能够吸附滤除 污水中的异色异味物质和部分重金属离子，同时采用本实施例滤芯过滤污水时，在一定的 压力下，天然非金属矿物材料5对过滤膜3也能起到支撑和定型的作用。实施例2
如图5所示，按照本实施例的污水净化装置含有实施例1中的滤芯，本实施例的污水净 化装置包括污水槽11、净水输出管14，滤芯设置在污水槽11的内部，滤芯的内芯1内部形 成供水通过的净水通道10 (图2所示)，且净水通道10与净水输出管14相连通。本实施例中，滤芯是沿自身轴心线方向可转动地水平设置在污水槽11内的，滤芯 的一端具有全封闭不透水的第一端面8，另一端具有中部根据净水通道10对应开设净水出 口的第二端面9，净水输出管14在净水出口处与第二端面9能够相对转动地连接；本实施 例的污水净化装置还包括与第一端面8相固定连接且沿自身轴心线方向可转动地水平设 置在污水槽11上的转动轴12、驱动转动轴12转动的电机13、净水槽15以及与净水输出管 14相连通用于将净水通道10内的水抽入净水槽15中的净水输出泵16。本实施例中，污水净化装置还包括反冲洗泵17，反冲洗泵17 —端与净水槽15相连通、另一端与净水通道10相连通，它能够将净水槽15内的一部分水抽回净水通道10内 并将其从净水通道10压至滤芯外，进而对过滤单元所截留的悬浮物或大颗粒物质进行反 冲洗，以防滤芯长时间使用而堵塞；另外，在反冲洗泵17与净水输出泵16或净水输出管14 之间还设有反冲洗控制装置18，反冲洗控制装置18能够根据净水输出泵16的压力反馈或 者净水输出管14的流量反馈控制反冲洗泵17的开启或关闭。若反冲洗控制装置18的信 号反馈为压力反馈，则当净水输出泵16的压力大于一定值时，启动反冲洗泵17，同时关闭 净水输出泵16，对滤芯进行反冲洗；若反冲洗控制装置18的信号反馈为流量反馈，则当净 水输出管14的流量小于一定值时，启动反冲洗泵17，同时关闭净水输出泵16，对滤芯进行 反冲洗。根据本实施例，污水槽11底部具有污泥出口，该污水净化装置还包括与污泥出口 相连通用于将污水槽11底部沉积的污泥抽出的污泥泵19、与污泥泵19相连通用于对污泥 泵19抽出的污泥进行压滤的压滤机20，压滤机20具有两出口，其中一个与接收污泥残渣的 污泥桶21相连通，另一个与污水泵22相连通以使压滤所得的水能够被重新抽回至污水槽 11中进行净化。按照本实施例的污水净化装置的工作原理如下
首先往污水槽11中加入污水，使污水的液面高于滤芯；开动电机13和净水输出泵16， 电机13驱动转动轴12转动，转动轴12带动滤芯沿自身轴心线方向转动，净水输出泵16则 为滤芯提供一个正压，使污水经由滤芯外壳2、滤珠4、过滤膜3、吸附材料6、天然非金属矿 物材料5以及内芯1到达净水通道10，完成过滤过程，过滤所得水进一步被净水输出泵16 经净水输出管14抽入净水槽15。过滤一段时间后，滤芯外截留了大量悬浮物和大颗粒物质等污物，这些污物经过 凝集，大部分会沉积在污水槽11的底部，当污泥在污水槽11底部沉积到一定量的时候，可 打开污水槽11底部的污泥出口，启动污泥泵19将污泥抽出并送入压滤机20，经压滤机20 压滤所得污泥残渣被送入污泥桶21外运处理，而压滤所得水由污水泵22重新抽回至污水 槽11中，进行再过滤。当滤芯外所截留的污物在滤芯外壳2表面凝集过多时，会严重影响滤芯的过滤效 率，因而需对这些污物进行清理。本实施例污水净化装置中设置的反冲洗泵17和反冲洗控 制装置18可有效解决这一问题。反冲洗控制装置18根据来自净水输出泵16的压力反馈 或者净水输出管14的流量反馈，能够及时启动反冲洗泵17，并为滤芯提供一负压，使净水 槽15中的一部分水经由内芯1、过滤单元和外壳2回到污水槽11中，同时对过滤单元以及 外壳2表面所截留的污物进行冲洗，以使滤芯不堵塞，保证滤芯的过滤效率。本实施例污水净化装置的净化效率高，净化所得水的水质好；滤芯采用转动式设 计，有利于滤芯表面的污泥沉积和提高反冲洗的效率；且本装置的结构紧凑，占地面积小， 操作简单，运行费用和能耗均很低，具有极大地推广应用价值。以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本 发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所 作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于污水净化的滤芯，包括至少一端开口的筒形内芯(1)、围设在所述内芯(1) 外周用于对污水进行过滤的过滤单元以及围设在所述过滤单元外周的滤芯外壳(2)，其特 征在于所述过滤单元包括沿所述内芯(1)的长度方向延伸并在所述外壳(2)的内壁与所 述内芯(1)的外壁之间沿所述内芯(1)的圆周方向来回折返设置的过滤膜(3)，所述过滤膜 (3)与所述外壳(2)的内壁围成沿所述外壳(2)的圆周方向均勻分布的多个第一滤室，所述 过滤膜(3)与所述内芯(1)的外壁围成沿所述内芯(1)的圆周方向均勻分布的多个第二滤 室，所述过滤单元还包括填满于多个所述第一滤室的滤珠(4)和填满于多个所述第二滤室 的天然非金属矿物材料(5)。
2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于所述过滤膜(3)由多块在所述外壳(2)的 内壁与所述内芯(1)的外壁之间沿所述内芯(1)的圆周方向来回折返设置的膜组件(30)拼 接而成，所述过滤单元还包括多个沿所述内芯(1)的长度方向延伸且用于将相邻所述膜组 件(30)拼接在一起的连接装置(7)，所述连接装置(7)包括具有贯穿自身长度方向的卡槽 的卡接外杆(70)、能够卡紧在所述卡槽内的卡接内杆(71)，相邻两块所述膜组件(30)的沿 所述内芯(1)长度方向延伸的边沿部分能够卷绕在所述卡接内杆(71)上并通过所述卡接 内杆(71)卡入所述卡槽内而实现所述膜组件(30 )之间的拼接。
3.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于所述过滤单元还包括内衬于所述过 滤膜(3)的靠所述第二滤室一侧的吸附材料(6)，且所述吸附材料(6)为无纺布或聚谷氨酸 吸附膜。
4.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于所述过滤膜(3)为孔径在0.03 0. 45微米之间的聚偏氟乙烯膜或者孔径在0. 4 2. 0微米之间的聚四氟乙烯膜。
5.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于所述滤珠(4)为粒径在2 4毫米之 间的塑料粒子。
6.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于所述天然非金属矿物材料(5)为活性 炭、活化沸石、凹凸棒石、桎石中的一种或者多种的混合物。
7.一种含有如权利要求1所述滤芯的污水净化装置，包括污水槽(11)、净水输出管 (14)，所述滤芯设置在所述污水槽(11)的内部，所述滤芯的内芯(1)内部形成供水通过的 净水通道(10)，且所述净水通道(10)与所述净水输出管(14)相连通。
8.根据权利要求7所述的污水净化装置，其特征在于所述滤芯沿自身轴心线方向 可转动地水平设置在所述污水槽(11)内，所述滤芯的一端具有全封闭不透水的第一端面 (8)，另一端具有中部根据所述净水通道(10)对应开设净水出口的第二端面(9)，所述净水 输出管(14)在所述净水出口处与所述第二端面(9)能够相对转动地连接；所述污水净化装 置还包括与所述第一端面(8)相固定连接且沿自身轴心线方向可转动地水平设置在所述污 水槽(11)上的转动轴(12)、驱动所述转动轴(12)转动的电机(13)、净水槽(15)以及与所 述净水输出管(14)相连通用于将所述净水通道(10)内的水抽入所述净水槽(15)中的净水 输出泵(16)。
9.根据权利要求8所述的污水净化装置，其特征在于所述污水净化装置还包括一端 与所述净水槽(15)相连通、另一端与所述净水通道(10)相连通用于将所述净水槽(15)内 的一部分水抽回所述净水通道(10)内并能够对所述过滤单元所截留的悬浮物或大颗粒物 质进行冲洗的反冲洗泵(17)，以及一端与所述反冲洗泵(17)相连、另一端与所述净水输出泵(16)或所述净水输出管(14)相连的反冲洗控制装置(18)；所述反冲洗控制装置(18)能 够根据所述净水输出泵(16)的压力反馈或者所述净水输出管(14)的流量反馈控制所述反 冲洗泵(17)的开启或关闭。
10.根据权利要求9所述的污水净化装置，其特征在于所述污水槽(11)底部具有污 泥出口，所述污水净化装置还包括与所述污泥出口相连通用于将所述污水槽(11)底部沉积 的污泥抽出的污泥泵(19)、与所述污泥泵(19)相连通用于对所述污泥泵(19)抽出的污泥 进行压滤的压滤机(20)，所述压滤机(20)具有两出口，其中一个与接收污泥残渣的污泥桶 (21)相连通，另一个与污水泵(22)相连通以使压滤所得的水能够被重新抽回至所述污水槽 (11)中进行净化。
全文摘要
本发明涉及一种用于污水净化的滤芯及含有该滤芯的污水净化装置。本发明的滤芯包括筒形内芯、围设在所述内芯外周用于对污水进行过滤的过滤单元以及围设在所述过滤单元外周的滤芯外壳，该过滤单元包括沿内芯的长度方向延伸并在外壳的内壁与内芯的外壁之间沿内芯的圆周方向来回折返设置的过滤膜以及填满在过滤膜与滤芯的外壳和内芯之间的滤珠和天然非金属矿物材料。过滤膜的折返设置使得滤芯的过滤表面积大为增加，提高了滤芯的过滤效率，而滤珠和天然非金属矿物材料不仅能对过滤膜起到支撑定型作用，还使得滤芯过滤所得水的水质更好。含有本发明滤芯的污水净化装置，在提高污水净化效率的同时，也可简化设备，节省空间和成本。
文档编号C02F9/02GK102120651SQ20111002802
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者孙玉华, 郭大磊 申请人:昆山工研院华科生物高分子材料研究所有限公司
