CN109012204A - 一种多层复合纤维膜过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层复合纤维膜过滤器，属于纤维膜过滤器技术领域，包括筒体，筒体内中部设有隔板，隔板与筒体内壁连接，隔板将筒体内分为上下两部分，上部分为净水区，下部分为浊水区，隔板下方设有多层复合纤维膜组件，多层复合纤维膜组件通过隔板上的过水孔与净水区连通，多层复合纤维膜组件包括刚性骨架层，刚性骨架层的筒壁外侧由内到外依次设有保护支撑层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层。本发明的有效过滤面积比达到了8‑12，大大提高了现有技术中过滤器的有效过滤面积比，减少了设备和工程的投资，降低运行费用，充分体现了“节能、环保”的设计理念。

Description

一种多层复合纤维膜过滤器

技术领域

本发明涉及纤维膜过滤器技术领域，具体涉及一种多层复合纤维膜过滤器。

背景技术

水处理工程的主要功能是对各类水质进行过滤除杂，分离浓缩。水质过滤 净化设备已经与人们的生产和生活息息相关，水处理工程中，在相同的处理水 量和水质的情况下，尽可能的把水处理设备体积做的更小一些，减少设备和工 程的投资，降低运行费用，或者说，相同的过滤器筒体，采用更好的材质和设 备结构，增加过滤水量和提高处理水质。因此，山东久泰环保科技公司技术人 员潜心研究，创建了一项评价水质过滤器性能的技术指标：有效过滤面积比X。

根据过滤器设计技术要求，工程师设定：过滤器内部滤元能有效过滤分离 杂质的面积为A；过滤器筒体直径的截面积为B。命名过滤器内部滤元能有效 过滤分离杂质的面积A与过滤器筒体直径的截面积B的比值为有效过滤面积比 X，即X＝A/B。根据经验得知，有效过滤面积比值越大，则相同直径的过滤器中 滤元面积越大，相同处理水量，就能大大减小过滤器的直径和高度，从而减少 设备和土建工程投资。

现有技术中的介质过滤器、纤维束(球)过滤器等，筒体直径能截留分离 杂质的截面积B就是有效的滤元面积A，即有效过滤面积比为1。但是上述现 有技术不能进一步增大有效过滤面积比，不能减少设备和工程的投资，降低运 行费用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种多层复合纤维膜过滤器， 本发明的有效过滤面积比达到了8-12，大大提高了现有技术过滤器的有效过滤 面积比，减少了设备和工程的投资，降低运行费用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多层复合纤维膜过滤器，包括筒体，所述筒体内中部设有隔板，隔板 与筒体内壁连接，隔板将筒体内分为上下两部分，上部分为净水区，下部分为 浊水区，隔板下方设有多层复合纤维膜组件，多层复合纤维膜组件通过隔板上 的过水孔与净水区连通，多层复合纤维膜组件包括刚性骨架层，刚性骨架层为 上端敞口的筒状结构，刚性骨架层的筒壁上设有多个通孔，刚性骨架层的筒壁 外侧由内到外依次设有保护支撑层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层， 弹性调节层的孔隙大于蓬松过渡层的孔隙，蓬松过渡层的孔隙大于细密过滤层 的孔隙。

进一步的，所述筒体上端与封头连接，封头为半球壳结构，封头上部与上 管连接，上管上端与出水管和冲洗管连接，上管下端与上稳流板连接，筒体底 端与下管连接，下管下端与进水管和排污管连接，下管上端与下稳流板连接。

进一步的，所述过水孔上设有多孔板，多孔板通过密闭锁紧装置与多层复 合纤维膜组件连接。

进一步的，所述隔板上方设有人管一，隔板下方设有人管二，人管一与人 管二均与筒体侧壁连接，筒体侧壁上设有视镜。

进一步的，所述保护支撑层为平纹组织结构，细密过滤层为无纺布结构， 蓬松过渡层为毛巾组织结构，弹性调节层为针织组织结构。

更进一步的，所述通孔为圆孔，通孔的直径为4-5mm。

更进一步的，所述保护支撑层为2/2平纹组织结构，保护支撑层的纱线采 用长丝纤维，保护支撑层的孔隙直径为60-100um，保护支撑层的孔隙率为40％。

更进一步的，所述细密过滤层的孔隙直径为10-50um，细密过滤层的孔隙 率为40％-50％，细密过滤层采用聚丙烯纤维。

更进一步的，所述蓬松过渡层的纱线采用长丝纤维，蓬松过渡层的孔隙直 径为200-300um，蓬松过渡层的孔隙率为40％。

更进一步的，所述弹性调节层的纱线采用长丝纤维，弹性调节层的孔隙直 径大于300um，弹性调节层的孔隙率为30-40％。

本发明具有的有益效果：

1、因为筒体内中部设有隔板，隔板与筒体内壁连接，隔板将筒体内分为 上下两部分，上部分为净水区，下部分为浊水区，隔板下方设有多层复合纤维 膜组件，多层复合纤维膜组件通过隔板上的过水孔与净水区连通，所以经过多 层复合纤维膜组件过滤的过滤后净化水能够通过过水孔进入净水区中，在反冲 洗时，反冲洗水也能通过过水孔和多层复合纤维膜过滤器进入浊水区中。

因为刚性骨架层为上端敞口的筒状结构，所以刚性骨架层整体具有足够的 机械强度，在过滤以及反冲洗的过程中，刚性骨架层能够支撑住刚性骨架层外 部的保护支撑层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层的变形，使保护支撑 层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层保持筒状；因为刚性骨架层上设有 多个通孔，所以通孔为待过滤水和反冲洗水提供了流道，使待过滤水或是反冲 洗水能够穿过刚性骨架层，而且也使反冲洗水能够更均匀的冲洗多层复合纤维 膜组件。

因为刚性骨架层的筒壁外侧由内到外依次设有保护支撑层、细密过滤层、 蓬松过渡层和弹性调节层，弹性调节层的孔隙大于蓬松过渡层的孔隙，蓬松过 渡层的孔隙大于细密过滤层的孔隙，所以在过滤时，待过滤水依次经过弹性调 节层、蓬松过渡层和细密过滤层时，过滤精度越来越高，实现对待过滤水的梯 度过滤，既能够提高过滤精度，又能够降低各过滤层的过滤压力，提高各过滤 层的使用寿命；在反冲洗时，反冲洗水依次经过刚性骨架层、保护支撑层、细 密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层，能够使裹挟在各层上的杂质被冲洗掉， 而且不会附着在其他层上，例如附着在细密过滤层上的杂质在被反冲洗水冲洗后脱离细密过滤层，由于蓬松过渡层的孔隙大于细密过滤层，所以从细密过滤 层上脱离的杂质不会继续嵌塞在蓬松过渡层上，易于冲洗裹挟的杂质，实现对 杂质的梯度冲洗，提高反冲洗效果，便于反冲洗，无需频繁更换，使用寿命长， 节约成本；而且无需使用石英砂、无烟煤、活性炭颗粒作为过滤介质，避免发 生因使用过滤介质而造成的水质污染、水资源浪费的问题。

综上所述，本发明的有效过滤分离杂质的面积包括刚性骨架层、保护支撑 层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层，远远大于筒体直径的截面积，所 以本发明的有效过滤面积比远远大于1，有效过滤面积比达到了8-12，大大提 高了现有技术过滤器的有效过滤面积比，进而大大减小现有技术过滤器的直径 和高度，减少了设备和工程的投资，降低运行费用。

2、因为筒体上端与封头连接，封头为半球壳结构，封头上部与上管连接， 上管上端与出水管和冲洗管连接，所以反冲洗时，能够让反冲洗水通过冲洗管 和上管进入筒体内部；过滤时，经过多层复合纤维膜组件过滤后的过滤后净化 水通过上管和出水管流出；因为上管下端与上稳流板连接，所以能够让反冲洗 水均匀分布到每只多层复合纤维膜组件上；因为筒体底端与下管连接，下管下 端与进水管和排污管连接，所以待过滤水能够经过进水管和下管进入到筒体内 部；而且筒体内污水能够从下管和排污管流出；因为下管上端与下稳流板连接， 所以能够使待过滤水均匀分布到每只多层复合纤维膜组件上，确保待过滤水均 匀无偏流；此外，从下方进水，能够使待过滤水中的部分杂质受自身重力沉降。

3、因为过水孔上设有多孔板，所以过滤后净化水需要经过多孔板进入净 水区，反冲洗水也需要通过多孔板进入多层复合纤维膜组件内，多孔板不仅进 一步对过滤后净化水和反冲洗水进行过滤，而且能够使反冲洗水在进入多层复 合纤维膜组件时得到分散，更均匀得进入多层复合纤维膜组件；因为多孔板通 过密闭锁紧装置与多层复合纤维膜组件连接，所以能够防止过滤后净化水不通 过多孔板直接进入净水区，以及防止反冲洗水不经过多孔板进入多层复合纤维 膜组件，密闭锁紧装置使多孔板与多层复合纤维膜组件紧密接触，防止侧漏。

4、因为隔板上方设有人管一，隔板下方设有人管二，人管一与人管二均 与筒体侧壁连接，所以人管一与净水区连通，人管二连通浊水区，能够便于工 作人员安装或更换多层复合纤维膜组件，以及方便清理净水区和浊水区，因为 筒体侧壁上设有视镜，所以能够方便工作人员在过滤以及反冲洗时观察筒体内 部的情形。

5、因为平纹组织结构的经纱纬纱交叉紧密，交织点稠密，所以使保护支 撑层更硬挺，抗撕拉强度高，在待过滤水以及反冲洗水的水力冲击下也不变形； 耐磨性能好，在杂质颗粒的摩擦下也不易损坏，提高了保护支撑层的使用寿命； 而且，保护支撑层设置在刚性骨架层和细密过滤层之间，能够在过滤时，保护 支撑层支撑住细密过滤层，帮助细密过滤层抵抗住待过滤水的冲力，防止细密 过滤层在待过滤水的冲力下过度内缩，使细密过滤层的孔隙缩小，降低过水量； 而且能够在反冲洗时，保护支撑层帮助细密过滤层抵挡了反冲洗水的冲力，防 止细密过滤层在冲洗水的冲力下过度向外伸展，使细密过滤层的孔隙增大，降 低过滤精度和纳污量。因为细密过滤层为无纺布结构，所以具有无纺布结构的 细密过滤层拥有无纺布强度高、柔韧、无毒无味、价格低廉的优点。因为蓬松 过渡层为毛巾组织结构，毛巾组织质地松软，蓬松效果好，能够在反冲洗时， 快速蓬松，帮助撑起蓬松过渡层外的弹性调节层。因为弹性调节层为针织组织 结构，针织组织结构具有良好的伸缩性，从而使弹性调节层具有优秀的弹性性 能。

在过滤时，多层复合纤维膜组件的各层贴在一起，使待过滤水能够连续通 过过滤组件，而且各层的孔隙进一步缩小，进一步提高过滤精度，实现过滤密 实的效果；在反冲洗时，各层孔隙会进一步扩大，方便让各层携带的杂质随水 流冲击脱离膜层，达到彻底清洗的目的，具有反洗蓬松的优点。综上所述，本 发明的多层复合纤维膜组件不仅为外疏内密的梯度结构，而且具有弹性，实现 过滤密实，反洗蓬松的效果，进一步提高过滤精度和反冲洗效果，延长多层复 合纤维膜组件的使用寿命，适合于连续自动的液体过滤净化和料液浓缩的过程。

6、因为通孔为圆形，所以能更方便刚性骨架层通孔的加工，通孔的直径 优选为4-5mm，一方面避免因为通孔过大，使过水量增大，刚强骨架层的机械 强度降低；另一方面，防止因为通孔过小，过水量减少。

7、因为保护支撑层的纱线采用长丝纤维，所以由长丝纤维纺织形成的保 护支撑层比由短丝纤维纺织形成的保护支撑层接头少，柔韧性好，机械强度高； 由短丝纤维纺织形成的保护支撑层接头多，在过滤和反冲洗时，保护支撑层易 在接头处断开，机械强度和柔韧性差；保护支撑层优选为2/2平纹组织结构， 是由于2/2的平纹组织结构比1/1平纹组织结构纱线强度高、柔韧性好，不易 断线、使用寿命长；因为保护支撑层的孔隙直径为60-100μm，所以保护支撑 层能够过滤掉粒径大于100μm的杂质，保护支撑层的孔隙率为40％，所以保 护支撑层具有较高的过水量。

8、因为细密过滤层的孔隙直径为10-50μm，细密过滤层的孔隙率是 40％-50％，所以细密过滤层至少能够过滤粒径大于50μm的杂质，细密过滤层 的过滤精度要比蓬松过渡层的过滤精度更高，过滤质量更好，而且具有较高的 过水量；因为细密过滤层采用聚丙烯纤维，聚丙烯纤维是以丙烯聚合得到的等 规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，所以能够使细密过滤层也具有聚丙烯纤 维质量轻、强度高、弹性好、耐磨耐腐蚀、耐热、耐老化等优秀性能。

9、因为蓬松过渡层的纱线采用长丝纤维，所以由长丝纤维纺织形成的蓬 松过度层比由短丝纤维纺织形成的蓬松过度层接头少，柔韧性好，机械强度高； 由短丝纤维纺织形成的蓬松过度层接头多，在过滤和反冲洗时，蓬松过度层易 在接头处断开，机械强度和柔韧性差；因为蓬松过渡层的孔隙直径为200-300 μm，蓬松过渡层的孔隙率40％，所以蓬松过度层至少能够过滤粒径大于300μ m的杂质，蓬松过渡层的孔隙大于弹性调节层的孔隙，从而使待过滤水经过蓬 松过渡层后能够得到进一步的过滤，提高过滤精度，而且具有较高的过水量。

10、因为弹性调节层的纱线采用长丝纤维，所以由长丝纤维纺织形成的弹 性调节层比由短丝纤维纺织形成的弹性调节层接头少具有更高的弹性和强度； 因为长丝纤维用针织方法形成立体交叉的弹性调节层，所以使弹性调节层的弹 性进一步加强；因为弹性调节层的孔隙直径大于300μm，弹性调节层的孔隙率 为30-40％，所以弹性调节层的能够过滤粒径大于300μm的杂质，而且具有较 高的过水量；反冲洗时，在水力冲击下，弹性调节层充分伸展蓬松，截留在弹 性调节层上的杂质随水流排出排污口，排污完毕即可过滤运行，弹性调节层又 恢复良好的过滤性能，不需要正冲洗过程。

附图说明

图1是一种多层复合纤维膜过滤器的半剖视图；

图2是一种多层复合纤维膜过滤器的俯视图；

图3是一种多层复合纤维膜过滤器的结构示意图；

图4是密闭锁紧装置的结构示意图；

图5是刚性骨架层的结构示意图；

图6是平纹组织结构的结构示意图；

图7是图6A-A的剖视图；

图8是保护支撑层2/2平纹组织结构的局部结构示意图；

图9是多层复合纤维膜组件的过滤运行状态示意图；

图10是多层复合纤维膜组件的反冲洗状态示意图；

图11是图10B处的局部放大图。

附图标记说明：1-筒体，101-净水区，102-浊水区，2-隔板，3-多层复合 纤维膜组件，4-支腿，5-下管，6-法兰三，7-人管二，8-法兰一，9-法兰盖， 10-人管一，11-视镜，12-吊耳，13-排气阀，14-上管，15-法兰二，16-封头,17- 上稳流板，18-下稳流板，19-冲洗管，20-反冲洗阀门，21-出水阀门，22-出 水管，23-进水管，24-进水阀门，25-排污阀门，26-排污管，27-多孔板，31- 密闭锁紧装置，32-刚性骨架层，33-通孔，34-保护支撑层，35-细密过滤层， 36-蓬松过渡层，37-弹性调节层，38-经纱，39-纬纱，40-交织孔隙。

值得注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基 于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。

实施例1：

一种多层复合纤维膜过滤器，如图1-3所示，包括筒体1，所述筒体1内 中部水平设有隔板2，隔板2与筒体1内壁连接，隔板2将筒体1内分为上下 两部分，上部分为净水区101，下部分为浊水区102，隔板2下方设有多层复 合纤维膜组件3，多层复合纤维膜组件3通过隔板2上的过水孔与净水区101 连通，多层复合纤维膜组件3与隔板2连接，多层复合纤维膜组件3包括刚性 骨架层32，如图5所示，刚性骨架层32为上端敞口的薄壁筒状结构，刚性骨 架层32的筒壁上密布有通孔33，通孔33为圆孔，通孔33的直径为4mm，刚 性骨架层32的筒壁外侧由内到外依次设有保护支撑层34、细密过滤层35、蓬 松过渡层36和弹性调节层37，因为刚性骨架层32为上端敞口的薄壁筒状结构， 所以刚性骨架层32整体具有足够的机械强度，在过滤以及反冲洗的过程中， 刚性骨架层32能够支撑住刚性骨架层32外部的保护支撑层34、细密过滤层 35、蓬松过渡层36和弹性调节层37的变形，使保护支撑层34、细密过滤层35、蓬松过渡层36和弹性调节层37保持筒状；刚性骨架层整体32不仅具有 足够的机械强度，还具有一定的韧性，在过滤以及反冲洗的过程中，刚性骨架 层32自身也会发生细微的弹性变形，能够对水流起到一定的缓冲效果，进而 降低刚性骨架层32自身受到的冲击力度，提高刚性骨架层32的使用寿命。因 为刚性骨架层32的筒壁上密布有通孔33，所以通孔33为待过滤水和反冲洗水 提供了流道，能够使待过滤水或是反冲洗水穿过刚性骨架层32；因为通孔33 为圆形，更方便刚性骨架层32通孔33的加工，除圆形通孔外，通孔33也可 为椭圆形、条形等几何形状。

此外，刚性骨架层32也可为不锈钢丝编织网，所以刚性骨架层32无需再 进行冲孔，不锈钢编织网本身就已经存在允许待过滤水和反冲洗水流过的流道 了，而且不锈钢编织网具有良好的抗腐蚀性能，提高了刚性骨架层32的使用 寿命；若刚性骨架层32为冲孔板网，也同样能够为待过滤水和反冲洗水提供 流道。

保护支撑层34为平纹组织结构，平纹组织结构如图6和7所示，是经纱 38和纬纱39按照一上一下的交织规律交织形成的织物结构，即经纱38和纬纱 39每隔一根纱就交织一次，交织孔隙40为矩形。因为平纹组织结构的经纱38 纬纱39交叉紧密，交织点稠密，正反面没有区别，所以使保护支撑层34更硬 挺，抗撕拉强度高，在高压高速正、反方向的水力冲击下也不变形；耐磨性能 好，在杂质颗粒的摩擦下也不易损坏，提高了保护支撑层34的使用寿命；而 且，保护支撑层34设置在刚性骨架层32和细密过滤层35之间，能够在过滤 时，保护支撑层34支撑住细密过滤层35，帮助细密过滤层35抵抗住待过滤水 的冲力，防止细密过滤层35在待过滤水的冲力下过度内缩，使细密过滤层35 的孔隙缩小，降低过水量；而且能够在反冲洗时，保护支撑层34帮助细密过 滤层35抵挡了反冲洗水的冲力，防止细密过滤层35在反冲洗水的冲力下过度 向外伸展，使细密过滤层35的孔隙增大，降低过滤精度和纳污量。

保护支撑层34采用长丝纤维，由长丝纤维纺织形成的保护支撑层34比由 短丝纤维纺织形成的保护支撑层34接头少，柔韧性好，机械强度高；由短丝 纤维纺织形成的保护支撑层34接头多，在过滤和反冲洗时，保护支撑层34易 在接头处断开，机械强度和柔韧性差。保护支撑层34为2/2平纹组织结构， 如图8所示，2/2读作两上两下，表示组织循环中每根纱线上的经组织点数为 2，纬组织点数为2。2/2平纹组织结构比1/1平纹组织结构的纱线强度高、柔 韧性好，不易断线、使用寿命长，因为2/2平纹组织结构在纺织成型时，每个 经纱38和纬纱39都会具有一定的拧度，从而使纱线强度更高；保护支撑层34 的孔隙直径为60-100μm，孔隙率为40％，则保护支撑层34至少能够过滤粒径 大100μm的杂质。

细密过滤层35为无纺布结构，无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织 物，只是将纺织短纤维或者长丝纤维进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然 后采用机械、热粘或化学方法加固而成。具有无纺布结构的细密过滤层35拥 有无纺布强度高、柔韧、无毒无味、价格低廉的优点；根据进水水质和处理水 质要求，细密过滤层35的孔隙直径为10-50μm，细密过滤层35孔隙率是 40％-50％，所以细密过滤层35能够至少过滤粒径大于50μm的杂质，细密过滤 层35采用聚丙烯纤维，聚丙烯纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺 制而成的合成纤维，使得细密过滤层35也具有聚丙烯纤维质量轻、强度高、 弹性好、耐腐蚀、耐高温等优秀性能。

蓬松过渡层36为毛巾组织结构，毛巾组织质地松软，蓬松效果好，能够 在反冲洗时，快速蓬松，帮助撑起蓬松过渡层36外的弹性调节层37；蓬松过 渡层36的纱线采用长丝纤维，由长丝纤维纺织形成的蓬松过度层36比由短丝 纤维纺织形成的蓬松过度层36接头少，柔韧性好，机械强度高；由短丝纤维 纺织形成的蓬松过度层36接头多，在过滤和反冲洗时，蓬松过度层36易在接 头处断开，机械强度和柔韧性差；蓬松过渡层36的孔隙直径为200-300μm， 所以蓬松过渡层36最优能够过滤粒径大于200μm的杂质，蓬松过渡层36孔 隙率40％，增加了蓬松过渡层36的纳污量。

所述弹性调节层37为针织组织结构，针织组织结构具有良好的伸缩性， 从而使弹性调节层37具有优秀的弹性性能；弹性调节层37的纱线采用长丝纤 维，弹性调节层37的长丝纤维经过加弹和改性处理，进一步提高了弹性，并 以针织方法形成立体交叉的弹性调节层37，弹性调节层37的孔隙直径大于300 μm，针织组织结构间隙较大，增加了多层复合纤维膜组件3的纳污量，使弹 性调节层37能够过滤粒径大于300μm的杂质，弹性调节层37的孔隙率为 30-40％。反冲洗时，在水力冲击下，弹性调节层37充分伸展蓬松，截留在弹 性调节层37上的杂质随水流排出，排污完毕即可过滤运行，弹性调节层37又 恢复良好的过滤性能，不需要正冲洗过程。

因为弹性调节层37的纱线采用经过加弹和改性处理的长丝纤维，所以由 经过加弹和改性处理的长丝纤维纺织形成的弹性调节层37比由短丝纤维纺织 形成的弹性调节层37接头少具有更高的弹性和强度；因为经过加弹和改性处 理的长丝纤维用针织方法形成立体交叉的弹性调节层37，所以使弹性调节层 37的弹性进一步加强。

弹性调节层37的孔隙直径大于300μm，蓬松过渡层36的孔隙直径为 200-300μm，细密过滤层35的孔隙直径为10-50μm，所以弹性调节层37的孔 隙大于蓬松过渡层36的孔隙，蓬松过渡层36的孔隙大于细密过滤层35的孔 隙。从而在过滤时，待过滤水依次经过弹性调节层37、蓬松过渡层36和细密 过滤层35时，过滤精度越来越高，实现对待过滤水的梯度过滤，既能够提高 过滤精度，又能够降低各过滤层的过滤压力，提高各过滤层的使用寿命；在反 冲洗时，反冲洗水依次经过刚性骨架层32、保护支撑层34、细密过滤层35、 蓬松过渡层36和弹性调节层37，能够时附着在各层上的杂质被冲洗掉，而且 不会附着在其他层上，例如附着在细密过滤层35上的杂质在被反冲洗水冲洗 后脱离细密过滤层35，由于蓬松过渡层36的孔隙大于细密过滤层35，所以， 从细密过滤层35上脱离的杂质不会继续附着在蓬松过渡层36上，实现对杂质 的梯度冲洗。

刚性骨架层32的上部、保护支撑层34的上部、细密过滤层35的上部、 蓬松过渡层36的上部和弹性调节层37的上部通过连接件连接，能够通过连接 件将刚性骨架层32、保护支撑层34、细密过滤层35、蓬松过渡层36和弹性调 节层37的上部固定到一起，而且不会妨碍各层的过滤密实，反洗蓬松的效果。

多层复合纤维膜组件3的总厚度15-20mm，其中，刚性骨架层32厚度1-2mm。 保护支撑层34厚度2-3mm，细密过滤层35厚度2-3mm，蓬松过渡层36的厚度 为2-3mm，弹性调节层37厚度3-4mm，根据进水水质和处理水质要求，有针对 性的设计。

进一步的，所述隔板2上方设有人管一10，隔板2下方设有人管二7，人 管一10与人管二7均与筒体1侧壁连接，使得人管一10与净水区101连通， 人管二7与浊水区102连通，人管一10和人管二7远离筒体1的一端均与法 兰一8连接，法兰一8远离筒体1的一端与法兰盖9通过螺栓连接；筒体1侧 壁上设有视镜11，视镜11设有四个，具体在筒体1侧壁上部前侧和后侧各设 有一个，筒体1侧壁下部前侧和后侧各设有一个。

进一步的，所述筒体1上端与封头16连接，封头16为半球壳结构，封头 16上部与上管14连接，上管14上端通过法兰二15与出水管22和冲洗管19 连接，出水管22上设有出水阀门21，冲洗管19上设有反冲洗阀门20，上管 14下端与上稳流板17连接，上稳流板17设于净水区101内，封头16上部还 设有排气阀13和吊耳12，排气阀13和吊耳12均与封头16连接；所述筒体1 底端与下管5连接，下管5下端通过法兰三6与进水管23和排污管26连接， 进水管23上设有进水阀门24，排污管26上设有排污阀门25，下管5上端与 下稳流板18连接，下稳流板18设于浊水区102内；筒体1下部设有多个支腿 4，支腿4与筒体1下部焊接连接。

进一步的，如图4所示，所述过水孔上设有多孔板27，多孔板27通过密 闭锁紧装置31与多层复合纤维膜组件3连接。密闭锁紧装置31为现有技术， 密闭锁紧装置31套在多层复合纤维膜组件3上端，多孔板27放置在刚性骨架 层32边沿上端面与密闭锁紧装置31之间，密闭锁紧装置31的三爪顺时针转 动，使爪的粗端不断卡紧，从而实现多孔板27与多层复合纤维膜组件3的紧 密接触。

工作时：

过滤运行时，如图3、9、11所示，采用外压进水过滤方式，打开进水阀 门24和出水阀门21，关闭反冲洗阀门20和排污阀门25，待过滤水经过进水 管23和下管5流入筒体1内部，下稳流板18将待过滤水均匀分布到每只多层 复合纤维膜组件3上，确保待过滤水均匀无偏流，待过滤水均匀分布于整个多 层复合纤维膜组件3的表面，待过滤水从多层复合纤维膜组件3的外侧进入内 层，具体为，待过滤水首先经过弹性调节层37，待过滤水中的粒径大于300μm 的杂质被弹性调节层37截留在弹性调节层37外或者附着在弹性调节层37表面，经过弹性调节层37过滤的水遇到蓬松过渡层36，蓬松过渡层36又拦截掉 待过滤水中的粒径为200-300μm的杂质，经过蓬松过渡层36过滤后的水遇到 细密过滤层35，细密过滤层35过滤掉粒径更小的杂质，经过细密过滤层35 过滤后的水接着经过保护支撑层34，并进入刚性骨架层32，最后通过多孔板 27进入净水区101，再从净水区101流入出水管22，完成过滤。在这一过滤过 程中，待过滤水从多层复合纤维膜组件3的外侧逐渐进入内部，由于在待过滤 水的冲击和弹性调节层37的紧缩压力下，多层复合纤维膜组件3中的保护支 撑层34、细密过滤层35蓬松过渡层36和弹性调节层37紧靠在一起，形成的 外疏内密的“理想滤层”，待过滤水连续通过弹性调节层37、蓬松过渡层36、 细密过滤层35和保护支撑层34形成的外疏内密的“理想滤层”，并被逐渐截 留粒径由大到小的杂质，比现有技术只能截留固定粒径的杂质颗粒的过滤材料， 大大提高了过滤的精度，较大颗粒杂质被截留在弹性调节层37表面，中等颗 粒杂质被蓬松过渡层36截留，而细小颗粒杂质则被捕捉于细密过滤层35中， 实现多层深度过滤。并且各层的孔隙率远高于现有常规滤料介质，大大提高了 纳污量，多层复合纤维膜组件3的纳污量是常规芯式过滤器的10-15倍，过滤 后清水由多层复合纤维膜组件3内侧流出汇集到多孔板27上部的净水区101； 杂质则被拦截在多层复合纤维膜组件3外。

反冲洗过程：如图3、10、11所示，当杂质截留较多时，关闭进水阀:24 和出水阀门21；打开反冲洗阀门20和排污阀门25，过滤后净化水经过冲洗管 19和上管14进入筒体1内部，过滤后净化水冲洗多层复合纤维膜组件3，即 可恢复多层复合纤维膜组件3良好的过滤性能。具体为，反冲洗水依次连续通 过保护支撑层34、细密过滤层35、蓬松过渡层36和弹性调节层37，在水力冲 击下，各层自行蓬松伸展抖动，使保护支撑层34、细密过滤层35、蓬松过渡 层36和弹性调节层37依次逐渐松散开；各层不再对截留的杂质裹挟夹持，截 留在细密过滤层35、蓬松过渡层36和弹性调节层37上的杂质被冲洗，实现了 “分层反洗”的再生性能，易于反洗，能够反复冲洗长期使用，提高了使用寿 命；可直接使用过滤后净化水作为反冲洗水，即可彻底地反冲洗。多层复合纤 维膜组件3具备高精度、快滤速、易反洗的优点，适合于连续自动的液体过滤 净化和料液浓缩的过程，它将纤维滤料截污性能好的特征与颗粒滤料反冲洗效 果好的特征相结合，而且，多层复合纤维膜组件3的高孔隙率和外疏内密的合 理梯度，确保了高精度和快滤速得以同时实现。冲洗后的污水通过排污管道放 出。

本发明适用于任何细微颗粒或悬浮物的粗滤、中滤、精滤。多层复合纤维 膜组件3可过滤去除水中颗粒杂质、悬浮物、泥沙、铁锈、重金属等。

一种多层复合纤维膜过滤器所有零部件均为标准型号，通用性强。过滤器 涉水部件采用不锈钢材料,不腐蚀、强度大、耐高压。一种多层复合纤维膜过 滤器按标准流水线生产，确保设备质量和快速维修，并且本发明结构合理、体 积小、运行高效、操作简便、适用性强，真正体现了“环保、节能”的新技术 理念。

实施例2：

一种多层复合纤维膜过滤器，其结构组成与实施例1相同，不同之处在于： 通孔33的直径为3mm。

实施例3：

一种多层复合纤维膜过滤器，其结构组成与实施例1相同，不同之处在于： 通孔33的直径为5mm。

实施例4：

一种多层复合纤维膜过滤器，其结构组成与实施例1相同，不同之处在于： 通孔33的直径为6mm。

实施例5：

实施例1-4中，刚性骨架层32不同通孔33大小对过水量，以及刚性骨架 层32机械强度的影响，如表1所示：

表1刚性骨架层不同通孔大小对过水量、刚性骨架层机械强度的影响

从表1可知，通孔33的直径优选为4-5mm，一方面避免因为通孔33过大， 使过水量增大，刚性骨架层32的机械强度降低；另一方面，防止出现因为通 孔33过小，过水量减少的问题。

Claims (10)

1.一种多层复合纤维膜过滤器，包括筒体，其特征在于，所述筒体内中部设有隔板，隔板与筒体内壁连接，隔板将筒体内分为上下两部分，上部分为净水区，下部分为浊水区，隔板下方设有多层复合纤维膜组件，多层复合纤维膜组件通过隔板上的过水孔与净水区连通，多层复合纤维膜组件包括刚性骨架层，刚性骨架层为上端敞口的筒状结构，刚性骨架层的筒壁上设有多个通孔，刚性骨架层的筒壁外侧由内到外依次设有保护支撑层、细密过滤层、蓬松过渡层和弹性调节层，弹性调节层的孔隙大于蓬松过渡层的孔隙，蓬松过渡层的孔隙大于细密过滤层的孔隙。

2.根据权利要求1所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述筒体上端与封头连接，封头为半球壳结构，封头上部与上管连接，上管上端与出水管和冲洗管连接，上管下端与上稳流板连接，筒体底端与下管连接，下管下端与进水管和排污管连接，下管上端与下稳流板连接。

3.根据权利要求1所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述过水孔上设有多孔板，多孔板通过密闭锁紧装置与多层复合纤维膜组件连接。

4.根据权利要求1所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述隔板上方设有人管一，隔板下方设有人管二，人管一与人管二均与筒体侧壁连接，筒体侧壁上设有视镜。

5.根据权利要求1所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述保护支撑层为平纹组织结构，细密过滤层为无纺布结构，蓬松过渡层为毛巾组织结构，弹性调节层为针织组织结构。

6.根据权利要求5所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述通孔为圆孔，通孔的直径为4-5mm。

7.根据权利要求6所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述保护支撑层为2/2平纹组织结构，保护支撑层的纱线采用长丝纤维，保护支撑层的孔隙直径为60-100um，保护支撑层的孔隙率为40％。

8.根据权利要求7所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述细密过滤层的孔隙直径为10-50um，细密过滤层的孔隙率为40％-50％，细密过滤层采用聚丙烯纤维。

9.根据权利要求8所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述蓬松过渡层的纱线采用长丝纤维，蓬松过渡层的孔隙直径为200-300um，蓬松过渡层的孔隙率为40％。

10.根据权利要求9所述的一种多层复合纤维膜过滤器，其特征在于，所述弹性调节层的纱线采用长丝纤维，弹性调节层的孔隙直径大于300um，弹性调节层的孔隙率为30-40％。