CN101549902B - 带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，旨在提供一种能减轻气泡对上端膜丝的冲击，避免膜丝产生疲劳损伤，延长组件使用寿命，同时，能减轻膜丝上端污染的膜组件。多根中空纤维膜丝通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在两树脂固定层之间有集水管。使用本发明的膜组件在曝气时产生的气泡上升至组件顶部时大部分气泡可通过组件上端的导气孔排出，减轻了气泡对上端膜丝的冲击，延长了使用寿命。同时，能减轻膜丝上端污染。

Description

带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，更具体的说，是涉及一种浸没式中空纤维膜组件。

背景技术

作为废水处理方法的一种，中空纤维膜已经越来越广泛地在水处理行业中得到应用，其中有将膜滤芯浸泡在活性污泥槽内，利用过滤进行活性污泥和处理后的处理水的固液分离的膜分离活性污泥法。此类装置也称为MBR膜生物反应器。作为膜生物反应器的核心元件-膜芯，国际上通常采用帘式或柱式膜组件。为了避免污泥在中空纤维膜丝表面以及中空纤维膜丝之间蓄积，柱式膜组件通常采用下端曝气上端产水的方法，利用膜丝的摆动效果和气泡向上移动所产生的抖动效果，防止污泥蓄积。但在使用过程中，由于曝气时气泡上升至组件上端后须通过膜丝后向四周排出，因此上端污泥不能顺利排出，长时间运行后污泥不可避免地积存在上端膜丝中，造成污染，同时气泡上升至顶端后经膜丝排出，上端膜丝受到冲击，易导致膜丝疲劳损伤，减少组件的使用寿命。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种能减轻气泡对上端膜丝的冲击，避免膜丝产生疲劳损伤，延长组件使用寿命，同时，能减轻膜丝上端污染的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件。

本发明通过下述技术方案实现：

一种带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，多根中空纤维膜丝束通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在下端的树脂固定层处设置有曝气装置，其特征在于，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在两树脂固定层之间设置有集水管，所述集水管下端开口于下端树脂固定层的外端面上，所述集水管的上端穿过上端树脂固定层与产水管道连接。所述导气孔的数量为4-500个。

在两螺筒之间连接有组件外壳，所述组件外壳上设置有多个进水孔。

在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层。

所述曝气装置包括位于贯通下端树脂固定层的曝气孔内的管状插件，每个管状插件依次与连接管、气体分配器的出气口密封连接，所述气体分配器的进气口通过穿过螺盖的进气管道与气源连接。

一种带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，多根中空纤维膜丝束通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在螺盖上设置有进气口，其特征在于，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在下端的树脂固定层处设置有曝气装置，所述曝气装置包括曝气本体，所述曝气本体内设置有集气室，所述曝气本体外侧连接有多个与集气室连通的封闭气室，每个封闭气室上设置有多个曝气孔；所述曝气本体上部设置有集水室，在集水室内设置有多个出水孔，在曝气本体下端设置有多个集水孔，所述曝气本体上设置有连通集水孔与出水孔的水道；在两树脂固定层之间设置有集水管，所述集水管的上端穿过上端的树脂固定层与产水管道连接，所述集水管的下端与曝气本体上部的集水室密封连接；所述集气室的下部与带有气体通道的曝气进气柱密封连接，所述曝气进气柱与进气口之间密封固定。

在两螺筒之间连接有组件外壳，所述组件外壳上设置有多个进水孔。

在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层。

曝气进气柱与进气管道之间插接。

本发明具有下述技术效果：

1.本发明的浸没式膜组件在曝气时产生的气泡上升至组件顶部时大部分气泡可通过组件上端的导气孔排出，减轻了气泡对上端膜丝的冲击，有效地避免了膜丝产生的疲劳损伤，延长了组件的使用寿命。

2.由于导气孔均匀分布在膜丝之间，且数量较多，因此膜丝上端的污泥可以由气泡带动通过导气孔排出，减轻了膜丝上端的污染，减少了清洗周期。

3.本发明的浸没式膜组件中的曝气结构，气体通过曝气装置进入组件内部，形成连续稳定的气流，使膜丝上下曝气均匀，清除污染效果好。保证组件连续稳定使用。  而且，气体上下分布均匀，膜丝上下受力一致，进一步延长了膜丝的使用寿命。

附图说明

图1为本发明集水管开口于下端树脂固定层外侧的带有导气孔的浸没式膜组件的结构示意图；

图2为本发明集水与曝气集成结构的带有导气孔的浸没式膜组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。

本发明的浸没式膜组件是在现有的膜组件基础上的改进，主要特点是在上端的树脂固定层中增加导气孔，使上升的气泡顺利排出，以提高膜组件的使用寿命，减轻膜丝上端污染。同时，使下端产水兼曝气。并通过集水管将组件下端的产水与组件上端的产水管道连通。为此，设计了两种集水管的布置形式。一种是集水管开口于下端树脂固定层的外端面上，另一种采用特定的曝气装置与集水管连通。

本发明集水管开口于下端树脂固定层外端面的带有导气孔的浸没式膜组件的结构示意图如图1所示，多根中空纤维膜丝束5通过分别浇注在两端螺筒3-1、3-2内的两树脂固定层1-1、1-2固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层1-2的外端面上，下端的螺筒3-2与螺盖4连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室。在下端的树脂固定层处设置有曝气装置6，根据所使用的曝气装置的要求，当需要从螺盖上进气时，螺盖上有进气孔，当不需要从螺盖上进气时，螺盖上不设有进气孔，螺盖为封闭的。膜丝的上端被上端的树脂1-1固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔8。在两树脂固定层之间设置有集水管7，所述集水管下端开口于下端树脂固定层的外端面上，集水管的上端穿过上端树脂固定层与产水管道连接。集水管可以采用塑料或金属制成。当采用金属材质集水管时，集水管可兼具支撑作用，组件可不带外壳。集水管采用塑料等材料时，集水管不具有支撑作用，这时需要在两螺筒之间连接有组件外壳9，组件外壳上设置有多个进水孔。导气孔可以是圆形、方形或其他形状，数量为4-500之间，大小不定，上端膜丝受导气孔形状影响可形成不同形状丝束，工作时曝气装置产生的气泡上升至组件顶部时大部分经导气孔排出，附着在膜丝上的污染物可随之排出。

其中曝气装置可以采用现有的浸没式膜组件中常用的下端曝气的曝气装置，可以安装在下端的树脂固定层内，也可以安装在下端树脂固定层以上。以下以一种曝气装置为实施例进行说明。该曝气方式可以采用专利申请号为200610129352.2，发明名称为《双端出水外压膜组件》中所使用的曝气装置，即在下端树脂固定层内设置有多个贯通下端树脂固定层的曝气孔，每个曝气孔内设置有管状插件，每个管状插件依次与连接管、气体分配器的出气口密封连接，所述气体分配器的进气口通过穿过螺盖的进气管道与气源连接。气体通过进气管道、气体分配器、连接管、管状插件、曝气孔进入膜丝束之间，实现曝气。

为了更有效的保护膜丝的根部，在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层2-1、2-2。

使用时，待处理的水通过膜丝过滤后进入下端螺筒与螺盖之间形成的产水室中，通过集水管进入上端的集水管道。气体通过曝气装置进入膜丝之间，气泡上升至组件顶部时大部分经导气孔排出，附着在膜丝上的污染物可随之排出。

也可以采用集水与曝气集成的结构，集水与曝气集成结构的带有导气孔的浸没式膜组件的结构示意图如图2所示，其中集水与曝气的集成结构可以采用专利申请号为200710058716.7，发明名称为《用于膜组件的曝气装置》中的结构。多根中空纤维膜丝束5通过分别浇注在两端螺筒3-1、3-2内的两树脂固定层1-1、1-2固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒3-2与螺盖4连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在螺盖上设置有进气口10，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔8。在下端的树脂固定层处设置有曝气装置6，所述曝气装置包括曝气本体17，所述曝气本体内设置有集气室15，所述曝气本体外侧连接有多个与集气室连通的封闭气室，每个封闭气室上设置有多个曝气孔12。曝气本体上部设置有集水室16，在集水室内设置有多个出水孔，在曝气本体下端设置有多个集水孔13，所述曝气本体上设置有连通集水孔与出水孔的水道14。所述集水管7的下端与曝气本体上部的集水室16密封连接。所述集水管的上端穿过上端树脂固定层与产水管道连接。所述集气室的下部与带有气体通道的曝气进气柱11密封连接，所述曝气进气柱与进气口10之间密封固定。集水管可以采用塑料或金属制成。当采用金属材质集水管时，集水管可兼具支撑作用，组件可不带外壳。集水管采用塑料等材料时，集水管不具有支撑作用，这时需要在两螺筒之间连接有组件外壳9，组件外壳上设置有多个进水孔。导气孔可以是圆形、方形或其他形状，数量为4-500之间，大小不定，上端膜丝受导气孔形状影响可形成不同形状丝束，工作时曝气装置产生的气泡上升至组件顶部时大部分经导气孔排出，附着在膜丝上的污染物可随之排出。为了使用方便，曝气进气柱与进气管道之间插接。

为了更有效的保护膜丝的根部，在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层2-1、2-2。

使用时，待处理的水通过膜丝过滤后进入下端螺筒与螺盖之间形成的产水室中，再通过曝气装置下端的集水孔，经过曝气本体上的水道、出水孔进入集水室，再经过集水管进入上端的集水管道。气体通过进气管道进入曝气进气柱、集气室、曝气孔进入膜丝之间，气泡上升至组件顶部时大部分经导气孔排出，附着在膜丝上的污染物可随之排出。

本发明主要应用于浸没式膜过滤系统，尤其应用于一些膜生物反应器中，更详细地说，本发明涉及使用在对河川水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工厂排水、下水二次处理水等原水进行除浊、除菌的过滤装置，或者在一些生物反应器中使用的膜装置。

Claims (9)

1. 一种带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，多根中空纤维膜丝束通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在下端的树脂固定层处设置有曝气装置，其特征在于，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在两树脂固定层之间设置有集水管，所述集水管下端开口于下端树脂固定层的外端面上，所述集水管的上端穿过上端树脂固定层与产水管道连接。

2. 根据权利要求1所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，在两螺筒之间连接有组件外壳，所述组件外壳上设置有多个进水孔。

3. 根据权利要求1或2所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层。

4. 根据权利要求3所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，所述曝气装置包括位于贯通下端树脂固定层的曝气孔内的管状插件，每个管状插件依次与连接管、气体分配器的出气口密封连接，所述气体分配器的进气口通过穿过螺盖的进气管道与气源连接。

5. 根据权利要求3所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，所述导气孔的数量为4-500个。

6. 一种带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，多根中空纤维膜丝束通过分别浇注在两端螺筒内的两树脂固定层固定，膜丝的下端开口于下端树脂固定层的外端面上，下端的螺筒与螺盖连接，下端螺筒与螺盖之间形成产水室，在螺盖上设置有进气口，其特征在于，膜丝的上端被上端的树脂固定层密封，在上端的树脂固定层内设置有多个贯通上端树脂固定层的导气孔；在下端的树脂固定层处设置有曝气装置，所述曝气装置包括曝气本体，所述曝气本体内设置有集气室，所述曝气本体外侧连接有多个与集气室连通的封闭气室，每个封闭气室上设置有多个曝气孔；所述曝气本体上部设置有集水室，在集水室内设置有多个出水孔，在曝气本体下端设置有多个集水孔，所述曝气本体上设置有连通集水孔与出水孔的水道；在两树脂固定层之间设置有集水管，所述集水管的上端穿过上端的树脂固定层与产水管道连接，所述集水管的下端与曝气本体上部的集水室密封连接；所述集气室的下部与带有气体通道的曝气进气柱密封连接，所述曝气进气柱与进气口之间密封固定。

7. 根据权利要求6所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，在两螺筒之间连接有组件外壳，所述组件外壳上设置有多个进水孔。

8. 根据权利要求6或7所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，在上端的树脂固定层和下端的树脂固定层上的膜丝根部分别设置有柔性树脂保护层。

9. 根据权利要求6或7所述的带有导气孔的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于，曝气进气柱与进气管道之间插接。

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