CN101708432B - 一种耐高温、可更换膜的中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体分离装置，具体是指一种高分子膜材料制成的用于分离液体的组件。本发明的中空纤维膜束放入圆柱形外套，并在两端放上耐高温片状密封垫片，用柱形紧固件把膜束的两端与连接件固定并密封；再把两端的连接件用片状耐高温垫片与第一密封体连接，用紧固件紧固并密封；最后把第一密封体与圆柱形外套连接紧固并密封，从而形成了本发明的耐高温、可更换膜的新型中空纤维膜组件。本发明的优点是可以避免高温原料水过高的温度对膜束二端密封胶水的影响，密封性好，膜束的重复冲洗后恢复效果好等。本发明可广泛应用于反渗透膜在特种行业的使用。

Description

一种耐高温、可更换膜的中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及一种液体分离装置，具体是指一种高分子膜材料制成的用于分离液体的组件。

技术背景

中空纤维膜组件大致可分为内压型和外压型。外压型中空纤维膜组件由中空纤维膜与包在外面的圆柱形外套组成。普通的中空组件的圆柱形外套两端都是依靠固定在圆柱形外套内壁表面的密封胶密封。在两个密封体之间、圆柱形外套内的空间形成过滤腔，中空纤维膜安装于滤腔之中。

中空纤维膜组件的制造方式大至分二种，其中一种制造方法就是让中空纤维膜固定在二个密封体上，膜的开口两端位于该密封体外表面，中间部分为膜的有效过滤面积。在另一种制造方法就是，各个中空纤维膜的开口两端均位于一个密封体外表面，开口朝外，同时整个中空纤维膜弯曲成U字形。

在制造过程中，一般使用一种可流动的树脂渗入到构成中空纤维膜束的各个中空纤维膜之间的间隙内，随后固化并与中空纤维膜结成一体，使固化的树脂还与圆柱形外套的内壁表面形成一体从而构成密封体。利用树脂形成密封体的过程叫做铸封。铸封使用的树脂叫做密封树脂或铸封料。铸封之前，每根中空纤维膜的中空部分的末端部分借助向中空部分内渗入树脂或者压扁中空部分而被密封。铸封之后，当需要在密封体外表面使每根中空纤维膜的中空部分获得开口时，切开并去掉铸封所形成的密封体的一部分，以便切掉被密封胶堵住的中空部分。向如此形成的中空纤维膜组件的过滤腔中在加压下向膜外通入原料水。

原料水透过过滤腔内各个中空纤维膜并到达各个中空纤维膜的中空部分。在此过程中，原料水经过过滤而变成滤液。该滤液从相应中空纤维膜的开口排出。

然而，本发明人检查了现有的各种中空纤维膜的组件及相关的专利等文献，结果发现，它们都有一个共同点，那就是几乎所有的中空纤维膜组件的设计都不能在80℃以上高水温中稳定运行；在清洗时把膜拆出来清洗或更换。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种克服现有中空纤维膜组件不能在高温水中稳定运行的制造技术。

本发明的目的还在于提供一种中空纤维膜组件，它在过滤时可以通过鼓泡的形式进行在线清洗，或反进常规的反洗。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种耐高温、可更换膜的中空纤维膜组件，它包括圆柱形外套、紧固件、膜束、密封体、固定环等，其特征在于：

圆柱形外套的两端连接各有一个第一密封体；

中空纤维膜束置于圆柱形外套的内腔；

第一密封体通过连接件与膜束的开口连接；

第一密封体与连接件之间的连接处通过第二密封体连接密封；

连接件与中空纤维膜束的开口通过第三密封体连接；

在中空纤维膜束的两端用固定环固定，把中空纤维膜束固定在过滤腔内，其中过滤腔是由二个连接件和圆柱形外套的内壁组成；

柱形紧固件把固定环与连接件连接；

原料水进口和排污口分别位于两端的第一密封体上，且滤液排放口与原料水进口位于同一个第一密封体上；

第一密封体与连接件通过紧固件连接。

在本发明中的第一腔是由连接件外表面和第一密封体内壁表面形成，第二腔是位于连接件内部。

有益效果：

在本发明的中空纤维膜组件中，由于中空纤维膜束是通过第一密封体、连接件、密封垫片等与外壳进行连接，进行双重密封，并可实行分离，所以可以避免高温原料水过高的温度对膜束二端密封胶水的影响。

在本发明的中空纤维膜组件的圆柱形外套的内圆周面最小横向断面面积等于或大于100cm²，且圆柱形外套内壁表面部位构成中空纤维膜束的中空纤维膜的充填率介于40～70％。充填率规定在上述范围内，旨在既达到高过滤效率又达到高过滤性能。如果组件的充填率小于40％，它将无法达到高过滤效率。如果组件的充填率大于70％，则悬浮物很容易截留在中空纤维束内，因此它将无法达到高过滤性能。

本发明所涉及的中空纤维膜组件，可借助在线清洗、反洗或把膜拆卸出来清洗而有效地清除使用期间沉积在中空纤维膜组件中的原料水中的悬浮物，从而使其过滤性能保持稳定；同时通过新型的密封设计及采用新型配方的耐高温密封胶，可以使该组件除了可以在常温水温中稳定运行，也可以在水温55-95℃的高水温料液中也能稳定运行。本发明的中空纤维膜组件可用于过滤高温原水、高浊度废水、膜生物反应器组件、生产饮用水、用于反渗透膜装置前的预处理。

说明书附图

图1中空纤维膜组件整体外型结构示意图

1、圆柱形外套 2、第一密封体 3、连接件 4第二密封体 5、第三密封体6、过滤腔 7、第一腔 8、第二腔 9、固定环 10、膜束 11、柱形紧固件12、原料水进口 13、滤液排放口 14、排污口 15、紧固件

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：

实施例1

根据附图1所示结构，组装一中空纤维膜组件，它包括圆柱形外套1、紧固件、膜束10、密封体、固定环9，圆柱形外套1的两端连接各有一个第一密封体2；膜束10置于圆柱形外套1的内腔；第一密封体2通过连接件3与膜束10的开口连接；第一密封体2与连接件3之间的连接处通过第二密封体4连接密封；连接件3与中空纤维膜束10的开口通过第三密封体5连接；在中空纤维膜束10的两端用固定环9固定，把中空纤维膜束10固定在过滤腔6内，其中过滤腔6是由二个连接件3和圆柱形外套1的内壁组成；柱形紧固件11把固定环9与连接件3连接；原料水进口12和排污口14分别位于两端的第一密封体2上，且滤液排放口13与原料水进口12位于同一个第一密封体2上；第一密封体2与连接件3通过紧固件15连接。其中的第一腔7由连接件外表面和第一密封体内壁表面形成，第二腔8由连接件内部形成。

本发明实例所用的中空纤维膜为聚醚砜外压式膜丝，膜丝用二个固定环9在高温环氧胶固定两端，并把两端分别切削平整，形成膜束10；把固定好的膜束10放入圆柱形外套1，并在两端放上耐高温片状密封垫片，用柱形紧固件11把膜束10的两端与连接件3固定并密封；再把两端的连接件3用片状耐高温垫片与第一密封体2连接，用紧固件紧固并密封；最后把第一密封体2与圆柱形外套1连接紧固并密封，从而形成了本发明的耐高温、可更换膜的新型中空纤维膜组件。

应用实例，某一化工废水，其水质：水温65-85度，PH＝9-11，悬浮物800-2000mg/L。把本发明的中空组件制成直径为150cm，总长度为900cm，聚醚砜外压式膜丝装填率65％的小组件进行性能测试，测试结果如下表：

运行时间(天)	SS去除率(％)	通量(吨/小时)
			1	99.4％	0.52
2	99.6％	0.49
			5	99.7％	0.47
反洗一次后	99.3％	0.50
			2	99.5％	0.49
5	99.7％	0.47
			膜束拆出清洗一次后	99.3％	0.51
2	99.8％	0.49

从表中可以看出，经膜束10拆出清洗后，膜的性能恢复的比较好，并且经长时间高温运行，组件未出现开裂、漏液等普通膜组件常有的问题，运行稳定。

Claims (1)

1.一种耐高温、可更换膜的中空纤维膜组件，它包括圆柱形外套(1)、紧固件、膜束(10)、密封体、固定环(9)，其特征在于：

圆柱形外套(1)的两端连接各有一个第一密封体(2)；

膜束(10)置于圆柱形外套(1)的内腔；

第一密封体(2)通过连接件(3)与膜束(10)的开口连接；

第一密封体(2)与连接件(3)之间的连接处通过第二密封体(4)连接密封；

连接件(3)与中空纤维膜束(10)的开口通过第三密封体(5)连接；

在中空纤维膜束(10)的两端用固定环(9)固定，把中空纤维膜束(10)固定在过滤腔(6)内，其中过滤腔(6)是由二个连接件(3)和圆柱形外套(1)的内壁组成；其中，中空纤维膜组件的圆柱形外套的内圆周面最小横向断面面积等于或大于100cm²，且圆柱形外套内壁表面部位构成中空纤维膜束的中空纤维膜的充填率介于40～70％；

柱形紧固件(11)把固定环(9)与连接件(3)连接；

原料水进口(12)和排污口(14)分别位于两端的第一密封体(2)上，且滤液排放口(13)与原料水进口(12)位于同一个第一密封体(2)上；

第一密封体(2)与连接件(3)通过紧固件(15)连接。

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