CN106466555A - 中空纤维膜组件和水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中空纤维膜组件和水处理设备，该中空纤维膜组件包括中空纤维膜丝束，所述中空纤维膜丝束包括第一膜丝和第二膜丝，其中所述第一膜丝为亲水性膜丝，所述第二膜丝为透气不过水膜丝，所述第二膜丝的数量占所述中空纤维膜丝束的膜丝总数量的百分数小于等于5％。本发明的中空纤维膜组件的中空纤维膜丝束中同时设置有亲水性膜丝和透气不过水膜丝，透气不过水膜丝允许气体通过而水不能透过，这样当打开水龙头或者进水阀门时，进入中空纤维膜组件的气体可以先通过透气不过水膜丝排出，从而可以避免气体在中空纤维膜丝束中积聚，进而有效的避免了“爆丝”现象的发生，从而延长了中空纤维膜组件的使用寿命。

Description

中空纤维膜组件和水处理设备

技术领域

本发明属于膜分离设备技术领域，特别是涉及一种中空纤维膜组件及包括该中空纤维膜组件的水处理设备。

背景技术

在一定的流体相中，有一薄层凝聚相物质将流体相分隔成了两部分，这一薄层物质被称为膜。膜本身是均匀的一相或是由两相以上凝聚物质所构成的复合体，被膜分隔开的流体相物质是液体或气体。目前的家用及工业水处理领域广泛采用各种膜组件。而对于采用死端过滤方式的膜组件而言，在其第一次启动设备或每次停机重新启动设备时，打开水龙头会进水阀后难免会有一部分空气或者溶解于水的气体进入膜组件，此时通常会在膜丝内集聚而产生一个瞬间高压(“水锤”现象)。当膜丝内的气体压力超过膜丝本身的韧性和抗拉能力时，会导致膜丝破裂，这就是所谓的“爆丝”，“爆丝”后的膜组件的过滤能力下降，而且会严重影响膜组件的过滤性能，出水水质不达标。

发明内容

基于此，有必要针对上述现有的膜组件中存在的爆丝问题，提供一种新的中空纤维膜组件和水处理设备。

本发明的技术方案如下：

一种中空纤维膜组件，包括中空纤维膜丝束，所述中空纤维膜丝束包括第一膜丝和第二膜丝，其中所述第一膜丝为亲水性膜丝，所述第二膜丝为透气不过水的膜丝，所述第二膜丝的数量占所述中空纤维膜丝束的膜丝总数量的百分数小于等于5％。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝的长度等于所述第一膜丝的长度。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝与其附近的所述第一膜丝之间的距离大于等于相邻两条所述第一膜丝之间的距离。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝的平均孔径大于等于所述第一膜丝的平均孔径。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝的封头为中空。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝间杂分布在多个所述第一膜丝之间。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝均匀的分布在所述第一膜丝之间。

在其中一个实施例中，所述第二膜丝非均匀的分布在所述第一膜丝之间。

在其中一个实施例中，所述中空纤维膜组件还包括外壳，第一膜丝和第二膜丝均设置在所述外壳中，靠近所述外壳的区域中的第二膜丝的分布密度大于靠近所述中空纤维膜丝束的中心的第二膜丝的分布密度。

本发明还提供一种水处理设备，包括上述的中空纤维膜组件。

本发明的有益效果是：

本发明的中空纤维膜组件的中空纤维膜丝束中同时设置有亲水性膜丝的第一膜丝和透气不过水的第二膜丝，由于第二膜丝允许气体通过而水不能透过，这样当打开水龙头或者进水阀门时，进入中空纤维膜组件的气体可以先通过第二膜丝排出，从而可以避免气体在中空纤维膜丝束中积聚(产生“水锤”)，进而有效的避免了“爆丝”现象的发生，从而延长了中空纤维膜组件的使用寿命，保证了其过滤效果。

附图说明

以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1为本发明的中空纤维膜组件的中空纤维膜丝束的一个实施例的内部剖面示意图；

图2为本发明的中空纤维膜组件的中空纤维膜丝束的另一实施例的内部剖面示意图；

图3为本发明的中空纤维膜组件的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

目前的中空纤维膜组件的中空纤维膜丝束均是由亲水性膜丝组成，且该中空纤维膜组件采用的是死端过滤方式，原液从中空纤维膜组件的一端进入，然后透过液从透过液出口流出。当采用死端过滤方式时，在第一次启动设备或者每次停机重新启动设备的时候，打开水龙头或进水阀后难免会有一部分空气或者溶解于水的气体进入中空纤维膜组件，由于气体无法通过普通中空纤维膜组件的亲水性膜丝，所以会在膜丝内集聚而产生一个瞬间高压(“水锤”现象)。而中空纤维膜组件中的膜丝本身的韧性和抗拉能力是有限的，所以当膜丝内的气体压力超过膜丝本身的韧性和抗拉能力时，会导致膜丝破裂，发生“爆丝”现象。死端过滤方式亦称全流过滤，即原液中的溶剂、水分子、小于膜孔的溶质全部透过超滤膜，大于膜孔的颗粒被截留，没有浓缩液流出的过滤方式。

为了解决上述“爆丝”现象，本发明提供了一种新的中空纤维膜组件。参见图1，本实施例中的中空纤维膜组件，包括中空纤维膜丝束100，所述中空纤维膜丝束100包括第一膜丝110和第二膜丝120，所述第二膜丝120的数量占所述中空纤维膜丝束100的膜丝总数量的百分数小于等于5％，其中第一膜丝为亲水性膜丝(透水不透气膜丝)，第二膜丝为透气不过水膜丝(即透气阻水膜丝)。

本实施例中采用的第二膜丝能够允许气体通过而水不能通过，由于在中空纤维膜丝束中设置了第二膜丝，因此进入中空纤维膜组件的气体可以通过第二膜丝排出该膜组件，从而可以防止气体在中空纤维膜丝束中积聚(产生“水锤”)，从而有效的防止了“爆丝”现象的产生，使得中空纤维膜组件能够保持优良的性能，延长了其使用寿命。

进一步的，同时为了不降低中空纤维膜组件的水通量，本实施例中设定第二膜丝的个数占中空纤维膜丝束总个数的百分含量不大于5％。更优的，本实施例中的添加了第二膜丝后，中空纤维膜丝束中的应适当增加亲水性膜丝的装填密度。在同样的水通量的前提下，本实施例的中空纤维膜组件中的第一膜丝的装填密度与全部是亲水性膜丝的中空纤维膜组件的装填密度之比为1.1～1.3:1。

本实施例中的第二膜丝可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等高分子材料。

较佳的，作为一种可实施方式，所述第二膜丝120的长度等于所述第一膜丝110的长度。这样设置方便整个中空纤维膜丝束的制造和密封。

较佳的，作为一种可实施方式，所述第二膜丝120与其附近的所述第一膜丝110之间的距离大于等于相邻两条第一膜丝110之间的距离。也就是说本实施例中特殊膜丝(第二膜丝)周围的间隙较大，而亲水性膜丝(第一膜丝)周围的间隙相对较小。这样设置有利于中空纤维膜组件中的气体的排出。

较佳的，作为一种可实施方式，所述第二膜丝120的孔径大于等于所述第一膜丝110的孔径。这样设置有利于气体的迅速排出。较佳的，第二膜丝的孔径是亲水性膜丝的1.0-1.5倍。本实施例中的孔径是指平均孔径。

其中，第一膜丝和第二膜丝的分布方式可以是各种方式的。较佳的，作为一种可实施方式，参见图1和图2，所述第二膜丝120间杂分布在所述第一膜丝110中。如图2所示，所述第二膜丝120分散分布在第一膜丝110中，这样设置有利于各个方向的气体迅速排出。

更优的，第二膜丝120周围均为第一膜丝110。也就是说任意两个第二膜丝均不相邻，即任意两个第二膜丝之间的距离均大于第二膜丝与其附近的第一膜丝之间的距离。由于开始进入中空纤维膜组件的气体的量不会太大，因此所述第二膜丝应当尽可能的分布在整个中空纤维膜组件中。这样能够有效地保证中空纤维膜组件的过滤效果和水通量。

较佳的，作为一种可实施方式，所述第二膜丝120均匀的分布在所述第一膜丝110之间。这样方便进水中的气体的排出。

较佳的，作为一种可实施方式，所述第二膜丝120非均匀的分布在所述第一膜丝110中。更优的，参见图3，所述中空纤维膜组件还包括外壳200，第一膜丝和第二膜丝均安装在外壳中，靠近所述外壳200的区域中的第二膜丝120的分布密度大于靠近所述中空纤维膜丝束100的中心的所述第二膜丝120的分布密度。也就是说越靠近外壳的所述第二膜丝分布的越密。这样设置一方面避免第二膜丝影响中空纤维膜组件的水通量，另一方面靠近外壳的地方容易积聚气体。本实施例中的外壳为ABS材质。

同时，参见图3，第二膜丝120的封头210为中空。也就是说第二膜丝在浇铸形成膜组件后的两个封头与第一膜丝的封头一样保持中空。本实施例中的封头为环氧封头。封头填充了膜丝与膜丝之间的空隙，形成了原液与透过液之间的隔离，防止了原液不经过过滤直接进入透过液中。

本发明的中空纤维膜组件为内压式的。

作为一种较佳的应用，本发明还提供一种水处理设备，其包括上述任意实施例中的的中空纤维膜组件。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜组件，包括中空纤维膜丝束，其特征在于：所述中空纤维膜丝束包括第一膜丝和第二膜丝，其中所述第一膜丝为亲水性膜丝，所述第二膜丝为透气不过水的膜丝，所述第二膜丝的数量占所述中空纤维膜丝束的膜丝总数量的百分数小于等于5％。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝的长度等于所述第一膜丝的长度。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝与其附近的所述第一膜丝之间的距离大于等于相邻两条所述第一膜丝之间的距离。

4.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝的平均孔径大于等于所述第一膜丝的平均孔径。

5.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝的封头为中空。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝间杂分布在多个所述第一膜丝之间。

7.根据权利要求6所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝均匀的分布在所述第一膜丝之间。

8.权利要求6所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述第二膜丝非均匀的分布在所述第一膜丝之间。

9.根据权利要求8所述的中空纤维膜组件，其特征在于：所述中空纤维膜组件还包括外壳，第一膜丝和第二膜丝均设置在所述外壳中，靠近所述外壳的区域中的第二膜丝的分布密度大于靠近所述中空纤维膜丝束的中心的第二膜丝的分布密度。

10.一种水处理设备，其特征在于：包括权利要求1至9任意一项所述的中空纤维膜组件。