CN104190263A - 双集水式平板膜元件及其支撑板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平板膜元件用支撑板，包括矩形主体和二个集水管，所述二个集水管分别与所述矩形主体的左右两侧固定，所述矩形主体的前表面开设有10~12条第一纵向导流槽和二条第一横向导流槽，所述二条第一横向导流槽分别位于所述10~12条第一纵向导流槽的上下两端并均与所述10~12条第一纵向导流槽连通，这种双集水式平板膜元件及其支撑板利用导流通道将支撑板两面的纵向导流槽和横向导流槽贯通，使得集水时水流能在导流槽中顺畅流动，出水时收到的阻力大大减小，既降低了系统跨膜压差，因而在抽吸排水是可以较大幅度降低系统运行能耗，产水效率也因此提高。

Description

双集水式平板膜元件及其支撑板

技术领域

    本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种双集水式平板膜元件及其支撑板，应用作为MBR膜生物反应器中的核心元件。

背景技术

膜生物反应器（MBR）作为一种实用污水深度处理技术，相对于传统生化技术具有明显的技术优势，具有广阔的市场和发展空间。MBR是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代传统生物处理技术末端的二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。

平板膜元件是MBR 膜生物反应器中重要核心元件，而支撑板又是平板膜元件的重要核心部件，目前支撑板上导流排水或引导药液清洗的导流槽竖向设置，且只在顶端或顶端侧面设置一个出水口，即只有一个上出水口的单出水口结构。而平板膜元件，为适应处理大流量尺寸通常较大，并且呈竖向高矩形，例如常用为高1.8× 宽0.5 米的大平面。过滤出水采用单一相间纵向导流凹槽导流至顶部出水，对于高达1.8 米左右( 大面积甚至更高) 的膜元件，浸没在水中板面纵向各点压力客观上不同，上下跨膜压差差异大，为将膜元件下部透过膜面出水引导至上部水咀排出，运行必须采用泵抽吸，基本不能采用重力压差运行，此是造成运行能耗高的一个因素。并且即使采用抽吸排水，由于水压差不等原因，膜面上下各点抽吸力客观不可能均匀，并且还有死角存在，竖平面上下各点抽吸力不均匀，极易造成膜面污染程度不一，例如靠近出水口抽吸力大区域，膜面污染严重，远离抽吸出水口膜面污染相对轻，长时间运行使得膜面各区域阻力不均匀，还会缩短膜片使用寿命。单出水口在线化学清洗时，因支撑板下部导流槽中残留过滤水，清洗化学药剂进入膜元件内部时会被稀释，造成实际清洗药液在膜面浓度分布不均匀，有时甚至不能到达所有膜面，导致在线化学清洗不彻底、不全面，不仅影响清洗效果，而且长时间反复清洗不彻底区域造成污染渗入最后不能清洗，使得膜抗污染能力下降，处理出水也下降；再就是，膜元件内存在过滤余水，上部灌注药液渗入下部膜面用量大，造成清洗药液浪费，增加了膜在线清洗费用。

其次，支撑板基本采用耐腐性好但刚性相对差的塑料薄板，相邻膜元件组装通过竖向插入框形支架上宽度两边相间U型插槽，即膜的相间定位，是靠支撑板两侧边插入U型槽定位。为有效防止使用中受插入水压力及下方曝气冲刷力作用变形，确保竖直板面平直，塑料支撑板厚度通常至少在5.5~6.0mm，而且面积增大厚度呈正比增加。大平面膜元件是靠侧边定位（插入U型槽）保持组成元件要求间距（通常为7~8mm），对于如此大的平面，即使如此厚的塑料支撑板，仅靠宽度两侧边定位，在实际使用中不可避免会发生变形起翘，变形起翘导致相邻两片膜元件间间距在起翘部位发生变化，特别是间距变小会造成膜元件间气水冲刷不均匀，产生积泥，进而造成膜面堵塞，使得出水通量下降。虽然理论上可以通过增加支撑板厚度克服起翘变形缺点，但由于其占构成成本较高，增厚度会造成成本增加较多，更影响膜生物反应器的推广应用；其次，支撑板厚度增加，还将减小单位体积内有效过滤面积（相同组件厚度片数减少），以及重量增加。

以上缺陷都成浸没式平板膜-膜生物反应器技术发展得障碍，因此有必要开发一种稳定性更强、产水效率更高、使用寿命更长的平板膜元件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种稳定性强、产水效率高、清洗费用低和使用寿命长的双集水式平板膜元件及其支撑板来解决上述问题，而且这种双集水式平板膜元件及其支撑板在不增加板体的厚度的基础上达到不易变形和损坏的目的，保持元件间所要求的间距。 

    本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平板膜元件用支撑板，包括矩形主体和二个集水管，所述二个集水管分别与所述矩形主体的左右两侧固定，所述矩形主体的前表面开设有10~12条第一纵向导流槽和二条第一横向导流槽，所述二条第一横向导流槽分别位于所述10~12条第一纵向导流槽的上下两端并均与所述10~12条第一纵向导流槽连通，所述矩形主体的后表面开设有10~12条第二纵向导流槽和二条第二横向导流槽，所述二条第二横向导流槽分别位于所述10~12条第二纵向导流槽的上下两端并均与所述10~12条第二纵向导流槽连通，所述矩形主体还设置有从左侧端面至右侧端面横向贯穿所述矩形主体的多条导流通道，多条所述导流通道与所述10~12条第一纵向导流槽、10~12条第二纵向导流槽和二个集水管均连通，所述集水管的下端密封，上端敞开用作出水口。

作为优选，所述集水管的内侧与所述矩形主体连为一体，所述集水管的前侧面和后侧面分别相对于所述矩形主体的前表面和后表面凸起，所述集水管的前侧面和后侧面分别通过一个内凹的弧形面过度到所述矩形主体的前表面和后表面。 

作为优选，所述集水管的外侧上还具有一条沿纵向延伸的凸边。

具体的，所述第一纵向导流槽的数量为12条并沿横向等间隔排列，所述第二纵向导流槽的数量为12条并沿横向等间隔排列，所述12条第一纵向导流槽长度相等且下端相对其，所述二条第一横向导流槽分别与所述12条第一纵向导流槽的上端和下端连接，所述12条第二纵向导流槽长度相等且下端相对其，所述二条第二横向导流槽分别与所述12条第二纵向导流槽的上端和下端连接。

作为优选，所述二条第一横向导流槽的两端分别与最右侧的第一纵向导流槽的上下两端和最左侧的第一纵向导流槽的上下两端连接，所述二条第二横向导流槽的两端分别与最右侧的第二纵向导流槽的上下两端和最左侧的第二纵向导流槽的上下两端连接。

作为优选，所述12条第一纵向导流槽在所述矩形主体的后表面上的投影与所述12条第二纵向导流槽相错开

具体的，所述导流通道的数量为5条，所述5条导流通道沿纵向等间隔设置。

一种双集水式平板膜元件，包括所述的平板膜元件用支撑板、膜垫和薄膜层，所述膜垫的数量为二层，分别覆盖在所述矩形主体的前表面和后表面上，所述二层膜垫的四周分别与所述矩形主体的前表面的四周和后表面的四周固定连接，所述薄膜层的数量为二层，分别与所述二层膜垫贴合。

本发明的有益效果是，这种双集水式平板膜元件及其支撑板利用导流通道将支撑板两面的纵向导流槽和横向导流槽贯通，使得集水时水流能在导流槽中顺畅流动，出水时收到的阻力大大减小，既降低了系统跨膜压差，因而在抽吸排水是可以较大幅度降低系统运行能耗，产水效率也因此提高；支撑板上下各点抽吸力较为平均，使得薄膜层各区域阻力均匀，膜通量分布均匀，避免了部分膜区域超临界通量运行，从而减少膜元件的污染，保证了其使用寿命；另外，还能使得膜元件在线化学清洗更畅通，清洗更彻底效果好，充分恢复膜通量，抗污染能力增强，还能节约清洗药剂量，缩短清洗时间，进一步延长膜片运行寿命；另外，凸边与膜框架连接，相邻膜元件间自然形成半封闭空间且间距一致，使支撑板不易变形和损坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明平板膜元件用支撑板的最优实施例的正视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

    图中1、矩形主体，2、集水管，3、第一纵向导流槽，4、第一横向导流槽，5导流通道，6、弧形面，7、凸边。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

    如图1~3所示，本发明提供了一种平板膜元件用支撑板，包括矩形主体1和二个集水管2，二个集水管2分别与矩形主体1的左右两侧固定，矩形主体1的前表面开设有长度相等、下端相对其的12条第一纵向导流槽3和二条第一横向导流槽4，12条第一纵向导流槽3沿横向等间隔排列，二条第一横向导流槽4分别与12条第一纵向导流槽3的上下两端连接，其中二条第一横向导流槽4的两端与最左侧第一导流槽和最右侧第一导流槽的上下两端连接，至此可以让二条第一横向导流槽4和12条第一纵向导流槽3相互连通，矩形主体1的后表面开设有12条第二纵向导流槽和二条第二横向导流槽，第二纵向导流槽和第二横向导流槽的设置参照第一纵向导流槽3和第一横向导流槽4，矩形主体1还设置有从左侧端面至右侧端面横向贯穿矩形主体1的五条导流通道5，五条导流通道5沿纵向等间隔设置，五条导流通道5与12条第一纵向导流槽3、12条第二纵向导流槽和二个集水管2均连通，集水管2的下端密封，上端敞开用作出水口。导流通道5使矩形主体1前表面和后表面上的第一纵向导流槽3、第二纵向导流槽、第一横向导流槽4以及第二横向导流槽相导通，使得集水时水流能在导流槽中顺畅流动，出水时收到的阻力大大减小，既降低了系统跨膜压差，因而在抽吸排水是可以较大幅度降低系统运行能耗，产水效率也因此提高；支撑板上下各点抽吸力较为平均，使得薄膜层各区域阻力均匀，膜通量分布均匀，避免了部分膜区域超临界通量运行，从而减少膜元件的污染，保证了其使用寿命；另外，还能使得膜元件在线化学清洗更畅通，清洗更彻底效果好，充分恢复膜通量，抗污染能力增强，还能节约清洗药剂量，缩短清洗时间，进一步延长膜片运行寿命。

集水管2的内侧与矩形主体1连为一体，这样能在一定程度上增强支撑板的结构强度，使膜元件运行得更加稳定；集水管2的前侧面和后侧面分别相对于矩形主体1的前表面和后表面凸起，集水管2的前侧面和后侧面分别通过一个内凹的弧形面6过度到矩形主体1的前表面和后表面，弧形面6能便于制作膜元件时，膜垫和薄膜层能与支撑板更好的固定，增大包膜层的有效使用面积，而且曝气时形成一个固定的上升通道，充分利用气体冲刷的面积，降低曝气能耗。 

集水管2的外侧上还具有一条沿纵向延伸的凸边7，用于与膜框架固定，令相邻膜元件间自然形成半封闭空间且间距一致，使支撑板不易变形和损坏。

12条第一纵向导流槽3在矩形主体1的后表面上的投影与12条第二纵向导流槽相错开，这样是为了防止支撑板存在特别薄弱的部分，保证支撑板的机构强度。

一种双集水式平板膜元件，包括平板膜元件用支撑板、膜垫和薄膜层，膜垫的数量为二层，分别覆盖在矩形主体1的前表面和后表面上，二层膜垫的四周分别与矩形主体1的前表面的四周和后表面的四周固定连接，矩形主体1的上下各留些区域作为与膜垫的连接部分，而内凹的弧形面6则作为与膜垫左右两侧的连接区域，膜垫与支撑板焊接固定或者通过粘结剂相粘结，薄膜层的数量为二层，分别与二层膜垫贴合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种平板膜元件用支撑板，其特征在于：包括矩形主体和二个集水管，所述二个集水管分别与所述矩形主体的左右两侧固定，所述矩形主体的前表面开设有10~12条第一纵向导流槽和二条第一横向导流槽，所述二条第一横向导流槽分别位于所述10~12条第一纵向导流槽的上下两端并均与所述10~12条第一纵向导流槽连通，所述矩形主体的后表面开设有10~12条第二纵向导流槽和二条第二横向导流槽，所述二条第二横向导流槽分别位于所述10~12条第二纵向导流槽的上下两端并均与所述10~12条第二纵向导流槽连通，所述矩形主体还设置有从左侧端面至右侧端面横向贯穿所述矩形主体的多条导流通道，多条所述导流通道与所述10~12条第一纵向导流槽、10~12条第二纵向导流槽和二个集水管均连通，所述集水管的下端密封，上端敞开用作出水口。

2.如权利要求1所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述集水管的内侧与所述矩形主体连为一体，所述集水管的前侧面和后侧面分别相对于所述矩形主体的前表面和后表面凸起，所述集水管的前侧面和后侧面分别通过一个内凹的弧形面过度到所述矩形主体的前表面和后表面。

3.如权利要求2所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述集水管的外侧上还具有一条沿纵向延伸的凸边。

4.如权利要求1所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述第一纵向导流槽的数量为12条并沿横向等间隔排列，所述第二纵向导流槽的数量为12条并沿横向等间隔排列，所述12条第一纵向导流槽长度相等且下端相对其，所述二条第一横向导流槽分别与所述12条第一纵向导流槽的上端和下端连接，所述12条第二纵向导流槽长度相等且下端相对其，所述二条第二横向导流槽分别与所述12条第二纵向导流槽的上端和下端连接。

5.如权利要求4所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述二条第一横向导流槽的两端分别与最右侧的第一纵向导流槽的上下两端和最左侧的第一纵向导流槽的上下两端连接，所述二条第二横向导流槽的两端分别与最右侧的第二纵向导流槽的上下两端和最左侧的第二纵向导流槽的上下两端连接。

6.如权利要求4所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述12条第一纵向导流槽在所述矩形主体的后表面上的投影与所述12条第二纵向导流槽相错开。

7.如权利要求1所述的平板膜元件用支撑板，其特征在于：所述导流通道的数量为5条，所述5条导流通道沿纵向等间隔设置。

8.一种包括权利要求1~7任一项所述的平板膜元件用支撑板的双集水式平板膜元件，其特征在于：还包括膜垫和薄膜层，所述膜垫的数量为二层，分别覆盖在所述矩形主体的前表面和后表面上，所述二层膜垫的四周分别与所述矩形主体的前表面的四周和后表面的四周固定连接，所述薄膜层的数量为二层，分别与所述二层膜垫贴合。