CN104815558A - 一种中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空纤维膜组件，旨在提供一种在曝气时加强膜丝抖动，提高膜丝间相互清洗效果，同时使曝气更均匀的膜组件。多根中空纤维膜丝上端固定在密封层内，每根中空纤维膜丝上端开口于密封层的外端面，多根中空纤维膜丝下端为自由端并通过至少一个集束头集束，多根中空纤维膜丝的下端封闭于集束头内，集束头与多根中空纤维膜丝下端一同在中空纤维膜组件内部沿轴向自由移动。曝气时，气体由集束头之间间隙、集束头与组件外壳之间间隙进入，集束头在气水浮力作用下沿组件内部轴向运动，增大了膜丝抖动幅度，同时，不同集束头之间由于受力的不同在自由移动的过程中产生相对位移，增大了膜丝之间相互擦洗的频率，提高了曝气清洗的效果。

Description

一种中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及膜技术领域，特别是涉及一种中空纤维膜组件。

背景技术

分离膜技术已广泛应用于饮用水处理、工业废水处理、市政污水处理等领域，越来越受到人们的关注。如何降低膜产品在使用过程中的污染速率、提高清洗效果、延长其使用寿命对膜技术在水处理领域推广应用至关重要。现有膜组件普遍采用了气体擦洗方法来清除膜污染，通过曝气工艺使膜丝产生抖动形成气擦洗和相互擦洗，使膜丝表面沉积的污物剥离脱落，达到清洗的目的。

为了提高气擦洗的效果，目前的方法主要是增大膜丝抖动幅度。实用新型专利号为ZL200720007470.6、发明创造名称为《一种海藻式中空纤维膜生物反应器组件》的专利文献中公开的组件，内部膜束的每根中空纤维下端彼此固定，且该端部内壁畅通；每根中空纤维的上端部独自封口，呈游离状。与传统的中空纤维膜两端均固定膜丝的组件结构相比，一端膜丝呈游离状漂浮的中空纤维膜组件可在应用过程中在曝气作用下使膜丝自由摆动，有效地提高膜丝抖动幅度，提高气擦洗效果，使附着于膜丝表面的污染物更易脱落，降低污染速率、减少浓差极化现象的发生，延长组件使用寿命。但由于膜生物反应器处理工艺中膜组件浸没在待处理液中，通过负压抽吸实现分离过程，目前这种可有效提高曝气清洗效果的“海藻式”中空纤维膜组件仅适用于膜生物反应器领域。在组件外带有壳体的压力式等领域应用还存在以下问题：首先，与上端呈游离的状态相比，膜组件外壳体限制了海藻式中空纤维膜抖动的范围；其次，压力式过滤工艺采用错流过滤方式，原水在组件内部流动及其产生的湍流会造成“海藻形式”的膜丝相互缠结、发生弯折等现象，减少有效过滤膜面积、增大膜丝内流道曲折度等造成膜组件分离效率降低，甚至整体失效。

而目前外部带有壳体的中空纤维膜组件多为两端固定，组件内部中空纤维膜丝留一定的冗余度，下端密封层带有气孔，通过曝气工艺完成对组件内部中空纤维膜丝的清洗。但此种结构膜丝抖动范围有限，而且，由于组件填充密度 的要求，气孔数量、大小也有限制，限制了曝气清洗的效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种能够提高膜丝气洗及膜丝间相互擦洗效果的空纤维膜组件。

本发明采用下述技术方案实现：

一种中空纤维膜组件，包括多根中空纤维膜丝，所述多根中空纤维膜丝上端固定在密封层内，每根所述中空纤维膜丝上端开口于所述密封层的外端面，所述多根中空纤维膜丝下端为自由端并通过至少一个集束头集束，多根所述中空纤维膜丝的下端封闭于所述集束头内，当采用多个集束头时，不同集束头悬垂位置可以相同或不同，所述集束头与所述多根中空纤维膜丝下端一同在所述中空纤维膜组件内部沿轴向自由移动。

所述中空纤维膜组件具有外壳。

当采用多个集束头时，所述集束头之间径向的间隙为0-10mm。

所述集束头与所述外壳之间径向的间隙为0.1-100mm。

所述集束头集束方式为粘接、捆扎、封装、热粘合中的一种。

本发明具有下述技术效果：

1、本发明的中空纤维膜组件中的中空纤维膜丝上端固定，下端由至少一个集束头将膜丝集束，集束头及中空纤维膜丝下端为自由端，曝气时可沿组件内部轴向自由移动，因此，在曝气时集束头能够随气体浮起并随气流上下浮动，增大了膜丝抖动幅度，提高了清洗效果。停止曝气时，在集束头重力的作用下膜丝恢复至悬垂状态，解决了膜丝相互缠绕而降低膜组件有效过滤面积的问题。

2、本发明的中空纤维膜组件，由于集束头在组件内部可沿轴向自由移动，在曝气过程中由于不同集束头受力不同而导致其沿组件内部轴向移动幅度不同，使不同集束头之间发生相对位移，增加了曝气过程中膜丝相互擦洗的频率，进一步提高了曝气清洗的效果。

3、本发明的中空纤维膜组件，由于多个集束头的存在使曝气工艺中气体可沿集束头之间的缝隙曝入组件内部，气体分布更加均匀，使曝气效果提高。

附图说明

图1所示为一种中空纤维膜组件的整体示意图；

图2所示为中空纤维膜组件下端剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进行详细说明。

本发明一种中空纤维膜喷丝组件的示意图如图1和图2所示，包括多根中空纤维膜丝2，所述多根中空纤维膜丝2上端固定在密封层内，每根所述中空纤维膜丝2上端开口于所述密封层的外端面，所述多根中空纤维膜丝2下端为自由端并通过至少一个集束头3集束，多根所述中空纤维膜丝2的下端封闭于所述集束头3内，所述集束头3与所述多根中空纤维膜丝2下端一同在所述中空纤维膜组件内部沿轴向自由移动。当采用多个集束头时，不同集束头悬垂位置可以相同或不同。

本实施例中的所述中空纤维膜组件具有外壳1。当采用多个集束头时，所述集束头3之间径向的间隙为0-10mm。所述集束头3与所述外壳1之间径向的间隙为0.1-100mm。

所述集束头集束方式为粘接、捆扎、封装、热粘合中的任一种。

应用过程中，在压力或抽吸的作用，原水进入中空纤维膜丝2内部并从组件上端流出，期间中空纤维膜丝受到下端集束头3的重力、水的浮力、气的冲击力和膜丝的拉力共同作用而使中空纤维膜丝发生一定程度的弯曲，不同集束头3之间产生的相互位移，增强了膜丝抖动、膜丝间相互擦洗的效果，提高了清洗效率。同时，在曝气工艺中气体可沿集束头之间的缝隙、集束头3与组件外壳1之间的缝隙曝入组件内部，使气体分布更加均匀，提高了气水双洗的效果。之后在集束头中立的作用下，使中空纤维膜丝恢复至悬垂状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种中空纤维膜组件，包括多根中空纤维膜丝，其特征在于，所述多根中空纤维膜丝上端固定在密封层内，每根所述中空纤维膜丝上端开口于所述密封层的外端面，所述多根中空纤维膜丝下端为自由端并通过至少一个集束头集束，多根所述中空纤维膜丝的下端封闭于所述集束头内，当采用多个集束头时，不同集束头悬垂位置可以相同或不同，所述集束头与所述多根中空纤维膜丝下端一同在所述中空纤维膜组件内部沿轴向自由移动。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述中空纤维膜组件具有外壳。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，当采用多个集束头时，所述集束头之间径向的间隙为0-10mm。

4.根据权利要求2所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述集束头与所述外壳之间径向的间隙为0.1-100mm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述集束头的集束方式为粘接、捆扎、封装、热粘合中的任一种。