一种循环利用过滤膜生态净化水质设备

技术领域

本发明涉及净化水质设备领域，特别涉及一种循环利用过滤膜生态净化水质设备。

背景技术

过滤膜生态净化技术是一种利用特殊的过滤膜对水进行处理的技术。这种技术可以有效地去除水中的悬浮物、有机物、细菌和病毒等污染物，从而提高水质。过滤膜生态净化技术具有以下几个特点：高效性：过滤膜生态净化技术可以高效地去除水中的污染物，使水质得到明显的改善，节能性：过滤膜生态净化技术不需要使用大量的化学药剂或能源，因此具有节能的特点，环保性：过滤膜生态净化技术可以有效地去除水中的污染物，减少对环境的污染，操作简便：过滤膜生态净化技术操作简单，维护方便，过滤膜生态净化技术在水质净化方面具有广泛的应用前景，可以应用于城市自来水、工业废水、农业灌溉水等领域。

过滤膜根据其材料、结构、孔径大小等不同特点，可以分为多种类型，以下是一些常见的过滤膜种类，聚丙烯薄膜：聚丙烯薄膜是一种常用的过滤膜，其具有良好的耐酸碱性和机械强度，适用于水处理、食品包装等领域，纳滤膜：纳滤膜是一种能够过滤掉大分子物质的膜，其孔径一般在0.1-10纳米之间，纳滤膜常用于水处理、生物制药、电子等领域，超滤膜：超滤膜是一种能够过滤掉小分子物质的膜，其孔径一般在0.001-0.1微米之间。超滤膜常用于水处理、食品加工等领域，微滤膜：微滤膜是一种能够过滤掉细菌、病毒等微小颗粒的膜，其孔径一般在0.1-10微米之间，微滤膜常用于水处理、医疗等领域，气体分离膜：气体分离膜是一种能够分离不同气体的膜，其孔径一般在0.01-10微米之间，气体分离膜常用于空气分离、天然气处理等领域，离子交换膜：离子交换膜是一种能够选择性地交换离子的膜，其孔径一般在0.1-10纳米之间。离子交换膜常用于水处理、化工等领域。

超滤膜的原理基于分子筛选作用和压力驱动作用，分子筛选作用是指超滤膜的孔径大小与被过滤物质的分子大小相当，因此大分子物质无法通过超滤膜的孔径而被截留在膜表面上，压力驱动作用是指超滤膜在过滤过程中需要施加一定的压力，使得被过滤液体在膜表面上形成一层薄膜，从而将大分子物质分离出来，在超滤膜的过滤过程中，被过滤液体从高压侧进入膜内部，在膜表面上形成一层薄膜，大分子物质被截留在膜表面上，而小分子物质则通过膜孔径进入低压侧，最终，被过滤液体中的大分子物质被截留在超滤膜表面，而小分子物质则通过膜孔径流出超滤膜，为了节省面积，现有技术中常将超滤膜卷成管状，在滤筒内设置大量的管状超滤膜，小分子由管状超滤膜外围进入管状超滤膜内部，称为中空超滤纤维，中空超滤纤维是一种新型的超滤膜材料，它由内部空心的纤维构成，具有较高的膜通量和较低的阻力，是目前超滤膜材料中的一种重要发展方向。中空超滤纤维在使用过程中会受到污染，例如细菌、病毒、有机物、胶体等，这些污染物会降低中空超滤纤维的分离效率，甚至会使其失去分离功能，使中空超滤纤维能够循环使用，因此，需要对中空超滤纤维进行清洗，清洗中空超滤纤维的目的是去除污染物，恢复其分离功能，常通过各种清洗剂对中空超滤纤维浸泡和冲洗，常用的清洗剂包括各种酸性剂、碱性剂和氧化剂。

中国专利CN110550700B公开了中空纤维超滤膜进水器、清洗装置及清洗方法，在相邻的套筒之间填充中空纤维膜丝，使用时污水进入相邻两个套筒之间，进行过滤，采用的中空纤维膜丝可对富含有机物的污水进行充分过滤，相比使用活性炭过滤器，该进水器对富含有机物的污水的过滤效果更好，通过交替使用清水和清洗液的清洗方式对进水器的清洗效果好，同时设置第一过滤器、第二过滤器，利用第一过滤器对循环水进行吸附除杂，利用第二过滤器对循环清洗液进行吸附除杂，使得循环过程中能保证水和清洗液的洁净度，从而使水和清洗液反复利用，节约资源。

上述专利和现有技术中还存在以下缺陷：现有对中空纤维超滤膜的清洗常通过清洗剂对中空纤维超滤膜进行浸泡和冲击，对中空纤维超滤膜施加的作用力较小，中空纤维超滤膜上附着的一些杂质吸附力较强，无法被有效的清洗和冲刷掉，导致清洗效果差，一些使用如刷子、刮板等工具对中空纤维超滤膜进行刷洗，其一，容易导致空中超滤纤维损坏，造成使用寿命下降，其二，现有技术中中空纤维超滤膜中的中空超滤纤维为圆周紧密排列，无法刷洗到位于内部的中空超滤纤维表面，刷洗效果差，对中空纤维超滤膜的清洗效果差，中空纤维超滤膜的分离能力恢复效果有限。

因此，本申请提供了一种循环利用过滤膜生态净化水质设备来满足需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种循环利用过滤膜生态净化水质设备，中空超滤纤维在过滤筒内摆动，将中空超滤纤维表面附着的污泥摆动松散，使污泥溶解在清洗液中或被清洗液冲刷走，同时多根中空超滤纤维在摆动过程中相互摩擦，中空超滤纤维表面附着的污泥在摩擦的作用下脱落，对中空超滤纤维的清洗效果好，保证中空超滤纤维循环使用下的过滤效率。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种循环利用过滤膜生态净化水质设备，包括过滤筒，所述过滤筒内设置若干个中空超滤纤维，若干个所述中空超滤纤维通过摆动组件连接在所述过滤筒内；所述摆动组件包括升降单元、摆动单元和固定单元；所述升降单元能够带动所述中空超滤纤维的端部升降，当所述升降单元带动所述中空超滤纤维端部下降后，所述摆动单元能够带动所述中空超滤纤维的端部往复水平移动；当所述升降单元带动所述中空超滤纤维端部上升后，所述固定单元能够将中空超滤纤维的端部固定；

所述中空超滤纤维的底部固定安装在所述过滤筒的内底部，所述中空超滤纤维的顶部固定安装有固定板，所述固定单元包括若干个锁定模块和操作模块，所述锁定模块包括锁定块，所述固定板上开设有锁定槽，所述操作模块能够使全部的所述锁定模块中的所述锁定块进入所述锁定槽内。

优选的，所述锁定模块还包括螺纹杆和螺纹筒，所述锁定块固定安装在所述螺纹杆的一端，所述螺纹杆插设在所述螺纹筒内并与所述螺纹筒螺纹连接，所述螺纹杆远离所述锁定块的一端固定安装有防转组件，所述防转组件能够限位所述螺纹杆沿所述螺纹筒轴线移动。

优选的，所述操作模块包括驱动圈、驱动齿圈、操作齿圈、操作齿轮和驱动电机，所述锁定模块还包括驱动齿轮，所述驱动齿轮固定安装在所述螺纹筒上，所述驱动齿圈固定安装在所述驱动圈的底部，且所述驱动齿圈与所述驱动齿轮相啮合，所述操作齿圈固定安装在所述驱动圈的底部，所述操作齿轮固定安装在所述驱动电机的输出端，且所述操作齿轮与所述操作齿圈相啮合。

优选的，所述升降单元包括升降电动推杆和升降杆，所述升降电动推杆固定安装在所述过滤筒的内顶部，所述升降杆的一端通过水平滑动组件安装在所述升降电动推杆的输出端，所述升降杆的另一端固定安装在所述固定板上。

优选的，所述水平滑动组件包括水平滑动导轨和水平滑动块，所述水平滑动导轨固定安装在所述升降电动推杆的输出端，所述水平滑动块滑动配合在所述水平滑动导轨内，所述升降杆固定安装在所述水平滑动块上，所述水平滑动导轨的两端均连接有垂直滑动组件。

优选的，所述垂直滑动组件包括垂直滑动导轨、垂直滑动块和支撑板，所述支撑板固定安装在所述水平滑动导轨的端部，所述垂直滑动块固定安装在所述支撑板上，所述垂直滑动导轨固定安装在所述过滤筒的内壁上，所述垂直滑动块滑动配合在所述垂直滑动导轨内，所述摆动单元包括摆动电动推杆，所述摆动电动推杆固定安装在所述支撑板上，所述摆动电动推杆的输出端固定安装在所述升降杆。

优选的，所述过滤筒内固定安装有连接板，所述连接板位于所述固定板的上方，所述升降杆贯穿所述连接板并与所述连接板滑动配合，所述驱动电机固定安装在所述连接板上，所述驱动电机的输出端贯穿所述连接板并与所述连接板转动连接，所述固定板的顶部固定安装有密封圈。

优选的，所述防转组件包括防转筒和防转块，所述防转块滑动配合在所述防转筒内，所述防转块和防转筒的截面均为矩形，所述螺纹筒和所述防转筒上均固定安装有安装板，所述安装板固定安装在所述连接板上。

优选的，所述升降杆和所述连接板还共同连接有稳固组件，所述稳固组件包括稳固筒、稳固导轨和稳固块，所述稳固筒套设在所述升降杆上并与所述升降杆滑动配合，所述稳固块固定安装在所述稳固筒上，所述稳固导轨固定安装在所述连接板上，所述稳固块滑动配合在所述稳固导轨内。

优选的，所述过滤筒内靠近底部位置固定安装有灌胶密封块，所述中空超滤纤维贯穿所述灌胶密封块，所述过滤筒靠近顶部的侧壁上固定连通有污水进管和清洗液进管，所述过滤筒靠近底部的侧壁上固定连通有过滤液出管和处理液出管，所述过滤液出管位于所述灌胶密封块下方，所述处理液出管位于所述灌胶密封块上方，所述污水进管、处理液出管和所述过滤液出管的端部固定安装有法兰盘，所述污水进管和所述清洗液进管内均固定安装有止回阀，所述处理液出管端部固定安装有关闭阀门。

综上，本发明的技术效果和优点：

1、本发明中，在清洗时，通过升降单元带动中空超滤纤维顶部下降，使中空超滤纤维具有摆动的空间，摆动组件带动中空超滤纤维顶部反复水平移动，中空超滤纤维在过滤筒内摆动，将中空超滤纤维表面附着的污泥摆动松散，使污泥溶解在清洗液中或被清洗液冲刷走，同时多根中空超滤纤维在摆动过程中相互摩擦，中空超滤纤维表面附着的污泥在摩擦的作用下脱落，对中空超滤纤维的清洗效果好，保证中空超滤纤维循环使用下的过滤效率，清洗完成后，升降单元带动中空超滤纤维顶部上升，将中空超滤纤维拉紧，防止中空超滤纤维在使用过程中摆动造成相互摩擦，防止过度磨损，操作模块带动锁定块移动，使锁定块进入锁定槽内，将固定板锁定，保证中空超滤纤维的稳定性；

2、本发明中，当升降电动推杆带动升降杆垂直移动时，升降杆带动水平滑动导轨垂直移动，水平滑动导轨带动水平滑动块垂直移动，水平滑动块带动升降杆垂直移动，水平滑动导轨带动垂直支撑板移动，支撑板带动摆动电动推杆和垂直滑动块垂直移动，垂直滑动块在垂直滑动导轨内移动，摆动电动推杆带动升降杆水平移动，升降杆带动固定板水平移动，固定板带动中空超滤纤维顶部水平移动，使中空超滤纤维摆动，升降杆带动水平滑动块水平移动，水平滑动块在水平滑动导轨内移动，能够使固定板在垂直移动和水平移动时更稳固，不易晃动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中过滤筒、污水进管、清洗液进管、过滤液出管、处理液出管和法兰盘的结构示意图；

图2为本发明中过滤筒、中空超滤纤维、摆动组件和灌胶密封块的结构示意图；

图3为本发明中升降单元、摆动单元、固定板和连接板的结构示意图；

图4为本发明中过滤筒、水平滑动组件和升降电动推杆的结构示意图；

图5为本发明图4中A部分的放大图；

图6为本发明中过滤筒、稳固组件和固定单元的结构示意图；

图7为本发明图6中B部分的放大图；

图8为本发明中连接板、固定板和摆动组件的结构示意图；

图9为本发明中驱动圈和升降杆的结构示意图；

图10为本发明图9中C部分的放大图。

图中：1、过滤筒；2、中空超滤纤维；3、摆动组件；31、升降单元；311、升降电动推杆；312、升降杆；32、摆动单元；321、摆动电动推杆；33、固定单元；331、锁定块；332、螺纹杆；333、螺纹筒；334、驱动圈；335、驱动齿圈；336、操作齿圈；337、操作齿轮；338、驱动电机；339、驱动齿轮；4、固定板；5、锁定槽；6、防转组件；61、防转筒；62、防转块；7、水平滑动组件；71、水平滑动导轨；72、水平滑动块；8、垂直滑动组件；81、垂直滑动导轨；82、垂直滑动块；83、支撑板；9、稳固组件；91、稳固筒；92、稳固导轨；93、稳固块；10、连接板；11、安装板；12、灌胶密封块；13、污水进管；14、清洗液进管；15、过滤液出管；16、处理液出管；17、法兰盘；18、关闭阀门。

具体实施方式

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。

实施例：参考图1-图10所示的一种循环利用过滤膜生态净化水质设备，包括过滤筒1，过滤筒1内设置若干个中空超滤纤维2，若干个中空超滤纤维2通过摆动组件3连接在过滤筒1内；摆动组件3包括升降单元31、摆动单元32和固定单元33；升降单元31能够带动中空超滤纤维2的端部升降，当升降单元31带动中空超滤纤维2端部下降后，摆动单元32能够带动中空超滤纤维2的端部往复水平移动；当升降单元31带动中空超滤纤维2端部上升后，固定单元33能够将中空超滤纤维2的端部固定；

中空超滤纤维2的底部固定安装在过滤筒1的内底部，中空超滤纤维2的顶部固定安装有固定板4，固定单元33包括若干个锁定模块和操作模块，锁定模块包括锁定块331，固定板4上开设有锁定槽5，操作模块能够使全部的锁定模块中的锁定块331进入锁定槽5内。

污水进入过滤筒1，污水中的水分子和小分子通过中空超滤纤维2外侧进入中空超滤纤维2中心，而污水中的杂质、病毒和大分子被留置在过滤筒1内，长时间使用后，中空超滤纤维2的外圈会粘附一层各种杂质形成的污泥，将污水排出过滤筒1，向过滤筒1内通入清洗液，先通过操作模块带动锁定块331移动，使锁定块331脱离锁定槽5，将固定板4解除锁定，通过升降单元31将固定板4下降，固定板4带动中空超滤纤维2的顶部下降，将中空超滤纤维2放松，摆动组件3带动中空超滤纤维2顶部反复水平移动，中空超滤纤维2在过滤筒1内摆动，中空超滤纤维2表面的污泥脱落，清洗完成后，升降单元31带动固定板4上升，固定板4带动中空超滤纤维2顶部上升，将中空超滤纤维2拉紧，之后通过操作模块带动锁定块331移动，使锁定块331进入锁定槽5内，将固定板4锁定。

在清洗时，通过升降单元31带动中空超滤纤维2顶部下降，使中空超滤纤维2具有摆动的空间，摆动组件3带动中空超滤纤维2顶部反复水平移动，中空超滤纤维2在过滤筒1内摆动，将中空超滤纤维2表面附着的污泥摆动松散，使污泥溶解在清洗液中或被清洗液冲刷走，同时多根中空超滤纤维2在摆动过程中相互摩擦，中空超滤纤维2表面附着的污泥在摩擦的作用下脱落，对中空超滤纤维2的清洗效果好，保证中空超滤纤维2循环使用下的过滤效率，清洗完成后，升降单元31带动中空超滤纤维2顶部上升，将中空超滤纤维2拉紧，防止中空超滤纤维2在使用过程中摆动造成相互摩擦，防止过度磨损，操作模块带动锁定块331移动，使锁定块331进入锁定槽5内，将固定板4锁定，保证中空超滤纤维2的稳定性。

锁定块331靠近锁定槽5顶部的一端为斜面设置，不会卡住，能够使锁定块331顺利进入锁定槽5内。

进一步地，参照图1-图10，锁定模块还包括螺纹杆332和螺纹筒333，锁定块331固定安装在螺纹杆332的一端，螺纹杆332插设在螺纹筒333内并与螺纹筒333螺纹连接，螺纹杆332远离锁定块331的一端固定安装有防转组件6，防转组件6能够限位螺纹杆332沿螺纹筒333轴线移动。

当需要锁定固定板4时，转动螺纹筒333，螺纹杆332在螺纹筒333内移动，螺纹杆332带动锁定块331移动，使锁定块331移动至锁定槽5内，将固定板4锁定，当需要将固定板4解锁时，反向转动螺纹筒333，螺纹杆332在螺纹筒333内移动，螺纹杆332带动锁定块331移动，锁定块331脱离锁定槽5，解除对固定板4的锁定。

固定板4上对应螺纹杆332位置开设有避让孔，当升降单元31带动固定板4上升后，螺纹杆332位于避让孔内，使锁定块331与锁定槽5对应。

进一步地，参照图1-图10，操作模块包括驱动圈334、驱动齿圈335、操作齿圈336、操作齿轮337和驱动电机338，锁定模块还包括驱动齿轮339，驱动齿轮339固定安装在螺纹筒333上，驱动齿圈335固定安装在驱动圈334的底部，且驱动齿圈335与驱动齿轮339相啮合，操作齿圈336固定安装在驱动圈334的底部，操作齿轮337固定安装在驱动电机338的输出端，且操作齿轮337与操作齿圈336相啮合。

当需要锁定固定板4时，启动驱动电机338，驱动电机338带动操作齿轮337转动，操作齿轮337带动操作齿圈336转动，操作齿圈336带动驱动圈334转动，驱动圈334带动驱动齿圈335转动，驱动齿圈335带动全部的驱动齿轮339转动，驱动齿轮339带动螺纹筒333转动，从而使多个锁定模块将固定板4锁定。

进一步地，参照图1-图10，升降单元31包括升降电动推杆311和升降杆312，升降电动推杆311固定安装在过滤筒1的内顶部，升降杆312的一端通过水平滑动组件7安装在升降电动推杆311的输出端，升降杆312的另一端固定安装在固定板4上。

升降电动推杆311带动升降杆312垂直移动，升降杆312带动固定板4垂直移动，使中空超滤纤维2的顶部上升或下降。

进一步地，参照图1-图10，水平滑动组件7包括水平滑动导轨71和水平滑动块72，水平滑动导轨71固定安装在升降电动推杆311的输出端，水平滑动块72滑动配合在水平滑动导轨71内，升降杆312固定安装在水平滑动块72上，水平滑动导轨71的两端均连接有垂直滑动组件8；垂直滑动组件8包括垂直滑动导轨81、垂直滑动块82和支撑板83，支撑板83固定安装在水平滑动导轨71的端部，垂直滑动块82固定安装在支撑板83上，垂直滑动导轨81固定安装在过滤筒1的内壁上，垂直滑动块82滑动配合在垂直滑动导轨81内，摆动单元32包括摆动电动推杆321，摆动电动推杆321固定安装在支撑板83上，摆动电动推杆321的输出端固定安装在升降杆312。

当升降电动推杆311带动升降杆312垂直移动时，升降杆312带动水平滑动导轨71垂直移动，水平滑动导轨71带动水平滑动块72垂直移动，水平滑动块72带动升降杆312垂直移动，水平滑动导轨71带动垂直支撑板83移动，支撑板83带动摆动电动推杆321和垂直滑动块82垂直移动，垂直滑动块82在垂直滑动导轨81内移动，摆动电动推杆321带动升降杆312水平移动，升降杆312带动固定板4水平移动，固定板4带动中空超滤纤维2顶部水平移动，使中空超滤纤维2摆动，升降杆312带动水平滑动块72水平移动，水平滑动块72在水平滑动导轨71内移动，能够使固定板4在垂直移动和水平移动时更稳固，不易晃动。

进一步地，参照图1-图10，过滤筒1内固定安装有连接板10，连接板10位于固定板4的上方，升降杆312贯穿连接板10并与连接板10滑动配合，驱动电机338固定安装在连接板10上，驱动电机338的输出端贯穿连接板10并与连接板10转动连接，固定板4的顶部固定安装有密封圈。

当升降单元31带动固定板4上升后，固定单元33将固定板4锁定后，固定板4上的密封圈与连接板10相抵，使固定板4与连接板10密封，能够防止污水损坏升降电动推杆311、摆动电动推杆321和驱动电机338，增加使用寿命。

连接板10上开设有摆动槽，升降杆312滑动配合在摆动槽内。

进一步地，参照图1-图10，防转组件6包括防转筒61和防转块62，防转块62滑动配合在防转筒61内，防转块62和防转筒61的截面均为矩形，螺纹筒333和防转筒61上均固定安装有安装板11，安装板11固定安装在连接板10上。

螺纹杆332移动时，螺纹杆332带动防转块62移动，防转块62在防转筒61内移动，能够防止螺纹杆332跟随螺纹筒333转动。

进一步地，参照图1-图10，升降杆312和连接板10还共同连接有稳固组件9，稳固组件9包括稳固筒91、稳固导轨92和稳固块93，稳固筒91套设在升降杆312上并与升降杆312滑动配合，稳固块93固定安装在稳固筒91上，稳固导轨92固定安装在连接板10上，稳固块93滑动配合在稳固导轨92内。

当升降单元31带动升降杆312垂直移动时，升降杆312在稳固筒91中移动，当摆动单元32带动升降杆312水平移动时，升降杆312带动稳固筒91水平移动，稳固筒91带动稳固块93水平移动，稳固块93在稳固导轨92内水平移动，能够使升降杆312垂直移动和水平移动更稳固，不易晃动。

进一步地，参照图1-图10，过滤筒1内靠近底部位置固定安装有灌胶密封块12，中空超滤纤维2贯穿灌胶密封块12，过滤筒1靠近顶部的侧壁上固定连通有污水进管13和清洗液进管14，过滤筒1靠近底部的侧壁上固定连通有过滤液出管15和处理液出管16，过滤液出管15位于灌胶密封块12下方，处理液出管16位于灌胶密封块12上方，污水进管13、处理液出管16和过滤液出管15的端部固定安装有法兰盘17，污水进管13和清洗液进管14内均固定安装有止回阀，处理液出管16端部固定安装有关闭阀门18，过滤液出管15内设置有电磁阀。

污水通过污水进管13进入过滤筒1，水分子通过中空超滤纤维2的过滤进入中空超滤纤维2内部并通过过滤液出管15排出，被留置在过滤筒1内的大分子和杂物通过处理液出管16排出，当需要清洗中空超滤纤维2时，停止向过滤筒1内排进污水并等待过滤筒1内的污水排空后，关闭过滤液出管15，通过清洗液进管14向过滤筒1内通入清洗液，清洗液通过处理液出管16排出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。