CN108636125B - 一种mbr平板膜元件、mbr平板膜组件及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MBR平板膜元件、MBR平板膜组件及其应用。包括：支撑板、出水嘴、支撑板两侧导流布及导流布两侧过滤膜；支撑板由板式框架和网状支撑板组成；板式框架中间镂空；导流布设于板式框架上；网状支撑板设于导流布上，导流布与网状支撑板间形成膜腔；过滤膜设于板式框架上且与其整体密封；与板式框架外侧出水嘴位置对应的板式框架内侧设有出水口；网状支撑板由多个网状支撑条在同一平面上同向排列形成；相邻两个网状支撑条具有间隙以形成水流道；水流道流向与出水嘴出水方向相同；网状支撑条由网丝制成的多个内部镂空的单元网格形成；网丝上设有导流槽，其流向与水流道的流向垂直。该平板膜重量轻、耗材低、产水量达标。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种MBR平板膜元件、MBR平板膜组件及其应用。
背景技术
膜生物反应器(Membrane bio-reactor，MBR)中的平板膜是膜分离技术和传统活性污泥法生物处理技术中最核心和基本的元件，主要用于污水处理中，以超滤或微滤技术替代传统活性污泥法中的二次沉淀池，实现高效的固液分离。目前，随着“水十条”的颁布以及海绵城市的建设，MBR工艺在生活污水处理以及工业废水治理中扮演着越来越重要的作用，应用也更为广泛。
目前商品化膜元件的形式分类主要有平板膜、中空纤维膜、管式膜等几大类。与其他型式的膜相比，平板膜的结构包括中间膜板(或称为支撑板或导流板)，膜板两侧设有导流布，两侧的导流布外侧设有过滤膜，上述平板膜具有清洗方法简单、机械稳定性好、抗污染性能强、寿命长、膜面冲刷条件好、能耗相对较低、运维费用更省的优势。
国内传统的平板膜主要是以日本久保田公司开发的平板膜为模板进行研发，支撑板(膜板或导流板)均采用整体塑料或其它耐腐蚀材料填充的实芯、硬性的有效过滤面，导致整个平板膜较重，耗费材料，增加成本；另外，膜腔内采用衬布疏水材料和导流沟槽结构，在微弱的吸程产生的跨膜压差，水力损失高，影响超滤、微滤的膜通量功效，能耗较大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种MBR平板膜元件、MBR平板膜组件及其应用，主要目的是解决MBR平板膜元件的板材(膜板或导流板)重、耗用量大及成本高的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种MBR平板膜元件，包括支撑板、与支撑板一体成型的出水嘴、支撑板两侧的导流布以及导流布两侧的过滤膜；所述支撑板由板式框架和网状支撑板组成；
所述板式框架中间镂空；所述导流布固设于所述板式框架上；所述网状支撑板固设于所述导流布的表面，所述导流布与所述网状支撑板之间形成膜腔；所述过滤膜固设于所述板式框架上且与其形成整体密封；与板式框架外侧的出水嘴位置相对应的板式框架的内侧设有出水口；
所述网状支撑板是由多个网状支撑条在同一平面上同向排列形成；
相邻的两个所述网状支撑条具有间隙，所述间隙形成所述膜腔内的水流道；
所述水流道的流向与所述出水嘴的出水方向相同；
所述网状支撑条是由网丝制成的多个单元网格形成，所述单元网格的内部镂空；
所述网丝上开设有导流槽，所述导流槽的流向与所述水流道的流向垂直。
所述MBR平板膜进行水分离的原理：混合液经过所述过滤膜过滤后分离出目标水，所述目标水经过导流布进入所述膜腔，所述膜腔内的目标水经过所述网状支撑板的网丝上的导流槽汇入所述水流道，所述目标水沿所述水流道进入所述板式框架上的出水口并从所述出水嘴流出，完成水分离过程。
作为优选，所述网状支撑条的宽度为30mm-50mm，厚度为5mm-6mm。
作为优选，所述水流道的宽度为2mm-5mm；所述水流道的流向为竖向，所述导流槽的水流向为横向。
作为优选，所述单元网格的形状为菱形、长方形或圆形；所述单元网格的长度、宽度或直径为6mm-12mm。
作为优选，所述导流槽的槽宽为0.5mm-1mm；相邻两条所述导流槽的间距为3mm-6mm。
作为优选，所述网状支撑条是通过热熔胶定位点固定于所述导流布的表面，所述热熔胶定位点均匀分布于所述导流布的表面。
作为优选，所述导流布是通过点焊的方式固定于所述板式框架上；所述过滤膜采用热模压制于所述板式框架上。
作为优选，所述网状支撑板的材料为工程塑料，所述网丝的直径为5mm-6mm。
另一方面，本发明实施例提供了一种MBR平板膜组件，包括MBR平板膜元件；所述MBR平板膜元件为上述MBR平板膜元件。
又一方面，本发明实施例提供了一种MBR膜生物反应器，包括MBR平板膜组件；所述MBR平板膜组件为上述MBR平板膜组件。
再一方面，本发明实施例提供了上述MBR平板膜元件、上述MBR平板膜组件或上述MBR膜生物反应器在污水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明MBR平板膜的支撑板(或称为导流板或膜板)是由网状支撑板和板式框架组成，降低了生产原料(支撑板)的消耗量，减轻了膜元件的自身重量和安装承重；
(2)传统平板膜元件中的实芯支撑板(或称为导流板或膜板)价格较高，采用本发明的网状支撑和板式框架后，平板膜元件的整体造价降低；
(3)本发明采用板式框架承袭目前已广泛应用的平板膜元件安装技术特征，为MBR工艺的更新改造提供了可行性和便利性；
(4)本发明采用网状支撑板和板式框架的结构，很大程度上克服热模压制整体加工过程中的热塑变形量，可大幅提高生产效能；
(5)采用本发明的包含网格内芯式的支撑板的MBR平板膜元件符合产品性能标准，与传统实芯的MBR平板膜元件分离水能力及产水量基本一致；因此，本发明的平板膜在保持其产水性能不变的前提下，降低了材料成本，安装承重，降低了能耗，适合推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的MBR平板膜元件的侧面立体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的MBR平板膜元件的网状支撑板的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的MBR平板膜元件的网状支撑板的单元网格结构示意图；
图4是本发明实施例提供的MBR平板膜元件的网状支撑板的网丝上的导流槽结构示意图。
附图标记：
1.板式框架，101.出水嘴，102.出水口，103.框架外侧，104.框架内侧；
2.网状支撑板，201.网状支撑条，202.水流道，203.单元网格，204.网丝，205.导流槽；
3.导流布；4.过滤膜；5.热熔胶定位点。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
如图1-图4所示，一种MBR平板膜元件，包括支撑板、与支撑板一体成型的出水嘴101、支撑板两侧的导流布3以及导流布3两侧的过滤膜4；所述支撑板由板式框架1和网状支撑板2组成；所述板式框架1中间镂空；所述导流布3固设于所述板式框架1上；所述网状支撑板2固设于所述导流布3的表面，所述导流布3与所述网状支撑板2之间形成膜腔；所述过滤膜4固设于所述板式框架1上且与其形成整体密封；与板式框架外侧103的出水嘴101位置相对应的板式框架内侧104设有出水口102；所述网状支撑板2是由多个网状支撑201条在同一平面上同向排列形成；相邻的两个所述网状支撑条201具有间隙，所述间隙形成所述膜腔内的水流道202；所述水流道202的流向与所述出水嘴101的出水方向相同；所述网状支撑条201是由网丝204制成的多个单元网格203形成，所述单元网格203的内部镂空；所述网丝204上开设有导流槽205，所述导流槽205的流向与所述水流道202的流向垂直。
本发明的MBR平板膜进行水分离的原理：混合液经过上述过滤膜过滤后分离出目标水，上述目标水经过导流布进入上述膜腔，上述膜腔内的目标水经过上述网状支撑板的网丝上的导流槽汇入上述水流道，上述目标水沿上述水流道进入上述板式框架上的出水口并从上述出水嘴流出，完成水分离过程。
本发明不仅设计网状支撑板以减少传统实心支撑板材料及重量，同时，匹配性的设计了膜腔内的水流道和网丝上的导流槽，能够让膜腔内的目标水通过导流槽汇入水流道，再通过出水口流入出水嘴。即本发明不仅改进了支撑板的结构，同时还根据改进后的网状支撑板的结构特点设计了水流道和导流槽，优化了平板膜的水力模型，有利于提高产水能力。
在本发明的平板膜中，若只将传统实心支撑板(或称为导流板或膜板)简单的设计为网格状而不对膜腔内的导流结构进行改进，该平板膜无法使用，无法达到将分离水输送出去的目的。
在本发明的网状支撑板的结构设计中，采用了多条网状支撑条在同一平面上相连排列并两两之间设有间隙的设计思路才能形成本发明水力模型中的水流道；若网状支撑板不采用多条拼接的形式，而采用一整块网状板的设计，将无法形成水流道，目标水无法从膜腔中有序的进入出水口再通过出水嘴流出。
在本发明的单元网格的机构设计中，由于网状支撑板是固定于单侧的导流布的表面，单元网格中间又为镂空结构，分离出的水通过导流布进入单元网格的镂空区域，此时，本发明巧妙的在单元格四周的网丝上刻制了多条导流槽，并且限定导流槽的水流向必须与上述水流道的流向垂直，采用上述结构设计思路，是利用单元网格四周网丝上的导流槽结构将单元网格内的目标水引流至上述水流道内，所有单元网格上的多处导流槽将所有目标水全部引流至水流道内，形成了目标水按序汇流入上述水流道的现象；若不在网丝上设计导流槽，单元网格内的目标水至少不能有效的有序的汇流入水流道而产生大量目标水。
作为上述实施例的优选，上述网状支撑条的宽度按照网状支撑板的大小和宽度而定；优选为30mm-50mm，更优选为30mm-40mm；上述网状支撑条的厚度按照实际需求而定；优选为5mm-6mm。
作为上述实施例的优选，上述水流道的宽度按照网状支撑板的整体尺寸而定，优选为2mm-5mm，更优选为3mm-4mm。
作为上述实施例的优选，上述单元网格的形状不限，只要将支撑板设计为带镂空网孔的网状膜板即可；优选为菱形、长方形或圆形；上述单元网格的长度、宽度或直径为6mm-12mm；优选为10mm-12mm。
作为上述实施例的优选，上述导流槽的槽宽为0.5mm-1mm；相邻两条上述导流槽的间距为3mm-6mm；上述槽宽和槽间距均按照网丝直径和实际需求而定。
作为上述实施例的优选，上述网状支撑条是通过热熔胶定位点固定于上述导流布的表面，上述热熔胶定位点的数量及其在导流布表面上的分布位置不限定，只要达到将网状支撑板固定于导流布表面即可；本实施例优选将热熔胶定位点均匀分布于上述导流布的表面。
作为上述实施例的优选，上述导流布是通过点焊的方式固定于上述板式框架上；上述过滤膜采用热模压制于上述板式框架上，过滤膜与板式框架的四周设计为密封结构，可使外部的混合液无法通过过滤膜与板式框架的四周未密封的漏点而进入平板膜的膜腔内。
作为优选，上述网状支撑板的材料不限定，只要可以制成网状结构，并且重量尽量轻和结实即可；优选为PP或PE塑料，上述网丝的直径依据整体支撑板尺寸而定，优选为5mm-6mm。
本发明实施例还提供了一种MBR平板膜组件，包括MBR平板膜元件；上述MBR平板膜元件为上述MBR平板膜元件。
本发明实施例还提供了一种MBR膜生物反应器，包括MBR平板膜组件；上述MBR平板膜组件为上述MBR平板膜组件。
本发明实施例还提供了上述MBR平板膜元件、上述MBR平板膜组件或上述MBR膜生物反应器在污水处理中的应用。
应用例1
将本发明实施例1的MBR平板膜元件(网格式支撑板)和传统的MBR平板膜元件(实心支撑板)的产水性能进行对比，具体如表1所示；
表1.实施例1和传统MBR平板膜产水性能对比
本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种MBR平板膜元件，包括支撑板、与支撑板一体成型的出水嘴、支撑板两侧的导流布以及导流布两侧的过滤膜；其特征在于，所述支撑板由板式框架和网状支撑板组成；
所述板式框架中间镂空；所述导流布固设于所述板式框架上；所述网状支撑板固设于所述导流布的表面，所述导流布与所述网状支撑板之间形成膜腔；所述过滤膜固设于所述板式框架上且与其形成整体密封；与板式框架外侧的出水嘴位置相对应的板式框架的内侧设有出水口；
所述网状支撑板是由多个网状支撑条在同一平面上同向排列形成；
相邻的两个所述网状支撑条具有间隙，所述间隙形成所述膜腔内的水流道；
所述水流道的流向与所述出水嘴的出水方向相同；
所述网状支撑条是由网丝制成的多个单元网格形成，所述单元网格的内部镂空；
所述网丝上开设有导流槽，所述导流槽的流向与所述水流道的流向垂直。
2.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述网状支撑条的宽度为30mm-50mm，厚度为5mm-6mm。
3.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述水流道的宽度为2mm-5mm；所述水流道的流向为竖向，所述导流槽的水流向为横向。
4.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述单元网格的形状为菱形、长方形或圆形；所述单元网格的长度、宽度或直径为6mm-12mm。
5.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述导流槽的槽宽为0.5mm-1mm；相邻两条所述导流槽的间距为2mm-6mm。
6.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述网状支撑条是通过热熔胶定位点固定于所述导流布的表面，所述热熔胶定位点均匀分布于所述导流布的表面；所述导流布是通过点焊方式固定于所述板式框架上；所述过滤膜采用热模压制于所述板式框架上。
7.如权利要求1所述的一种MBR平板膜元件，其特征在于，所述网状支撑板的材料为工程塑料，所述网丝的直径为5mm-6mm。
8.一种MBR平板膜组件，包括MBR平板膜元件；其特征在于，所述MBR平板膜元件为权利要求1-7任一项所述的MBR平板膜元件。
9.一种MBR膜生物反应器，包括MBR平板膜组件；其特征在于，所述MBR平板膜组件为权利要求8所述的MBR平板膜组件。
10.权利要求1-7任一项所述的一种MBR平板膜元件、权利要求8所述的一种MBR平板膜组件或权利要求9所述的一种MBR膜生物反应器在污水处理中的应用。
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