CN110523286A - 分离膜组件及水处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分离膜组件及水处理装置，属于水处理技术领域。分离膜组件包括膜壳、膜丝组件以及伸缩套。膜壳贯穿开设有多个膜丝分布孔。膜丝组件包括多个中空膜丝，每个中空膜丝的第一端封闭，每个中空膜丝的第二端固定于一个膜丝分布孔内。伸缩套与膜壳连接并套设于膜丝组件外部，伸缩套被构造成能够沿靠近和远离膜壳的方向伸缩。水处理装置包括反应器及分离膜组件，分离膜组件设置于反应器内部，每个中空膜丝的第二端的开口与反应器的出水口连通。该分离膜组件能够有效避免各膜组件之间的膜丝相互缠绕。

Description

分离膜组件及水处理装置

技术领域

本申请涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种分离膜组件及水处理装置。

背景技术

分离膜组件是近年来在膜生物反应器基础上发展起来的一种新型水处理装置，它是将化学反应技术与膜分离工艺加以结合，以膜组件取代沉淀池和滤池，通过膜分离技术进一步加强化学反应强度。分离膜组件主要用于去除硬度、溶硅、硫酸根、重金属、细小难沉淀悬浮物等物质，使化学反应更彻底，同时产水水质极大优于传统沉淀过滤工艺。

由于分离膜组件主要用于去除硬度、溶硅、硫酸根、重金属、细小难沉淀悬浮物等物质，长时间运行会造成膜丝外壁滤饼堆积，从而影响处理效果。为了方便对膜丝外壁的滤饼进行剥离，目前用于分离膜组件中的膜元件一般为浸没式的帘式膜，即膜丝为上端固定、下端松散的形式。而由于膜丝的下端没有束缚，在实际运行时膜丝的下端呈能够自由向上的状态，导致各膜组件之间的膜丝容易相互缠绕、有的甚至打成死结，容易对膜丝造成损伤。

发明内容

本申请的目的在于提供一种分离膜组件及水处理装置，能够有效避免各膜组件之间的膜丝相互缠绕。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种分离膜组件，包括：膜壳、膜丝组件以及伸缩套。

膜壳贯穿开设有多个膜丝分布孔。

膜丝组件包括多个中空膜丝，每个中空膜丝的第一端封闭，每个中空膜丝的第二端固定于一个膜丝分布孔内。

伸缩套与膜壳连接并套设于膜丝组件外部，伸缩套的远离膜壳的一端具有开口，伸缩套被构造成能够沿靠近和远离膜壳的方向伸缩。

上述技术方案中，中空膜丝的第一端封闭，避免水体未经处理直接进入中空膜丝内部；中空膜丝的第二端固定于膜丝分布孔内，经中空膜丝处理后的水体通过中空膜丝的第二端的开口流出，从而实现分离膜组件对水体的处理。分离膜组件在运行时，中空膜丝的第一端通常位于分离膜组件的下端，伸缩套套设于膜丝组件的外部，对膜丝组件进行集束，避免中空膜丝的第一端发生漂浮，进而能够有效避免各膜组件之间的中空膜丝相互缠绕，有效降低对中空膜丝的损伤。同时，由于分离膜组件长时间运行后中空膜丝的外壁会存在滤饼堆积的问题，将伸缩套构造为能够沿靠近和远离膜壳的方向伸缩，还方便在分离膜组件运行一段时间后，通过收缩伸缩套将中空膜丝暴露在外，便于对中空膜丝外壁堆积的滤饼进行剥离，有利于提高分离膜组件对水体的处理效果。

在一些进一步的实施方案中，分离膜组件还包括伸缩件，伸缩件与膜壳连接，伸缩件的动力输出端与伸缩套的远离膜壳的一端传动连接。

上述技术方案中，伸缩件的动力输出端与伸缩套的远离膜壳的一端传动连接，便于驱动伸缩套进行伸缩，使得分离膜组件的运行和清理更方便。

在一些进一步的实施方案中，膜壳贯穿开设有至少两个固定孔，至少两个固定孔沿膜壳的边缘分布。

上述技术方案中，固定孔贯穿膜壳设置，方便通过锁紧件将分离膜组件安装在工作环境中。将固定孔沿膜壳的边缘分布，避免安装过程中受膜丝组件和伸缩套的干涉，能够方便地实现安装。

在一些进一步的实施方案中，伸缩套的内侧设置有多个毛刷，每个中空膜丝的外壁与至少一个毛刷可滑动地配合。

上述技术方案中，每个中空膜丝的外壁与至少一个毛刷可滑动地配合，在分离膜组件运行一段时间后，通过驱动伸缩套伸缩，伸缩套内侧的毛刷能够随伸缩杆的伸缩而在中空膜丝的外壁进行滑动，能够有效地对每个中空膜丝外壁堆积的滤饼进行剥离，能够方便地对膜丝组件进行较好的清理。

在一些进一步的实施方案中，多个中空膜丝设置为多组，多组中空膜丝并排设置，相邻两组中空膜丝之间均分布有毛刷。

上述技术方案中，将中空膜丝并排设置为多组，设置方便。相邻两组中空膜丝之间均分布有毛刷，毛刷对两侧的中空膜丝均能够进行清理，清理效果更好。

在一些进一步的实施方案中，膜丝分布孔的孔径为1-10mm，和/或，相邻两个膜丝分布孔之间的间距为1-8mm。

上述技术方案中，膜丝分布孔的孔径为1-10mm，使得中空膜丝的外壁具有合适的曲率半径，毛刷能够有效地将中空膜丝外壁堆积的滤饼进行剥离。相邻两个膜丝分布孔之间的间距为1-8mm，使得毛刷能够有效地与中空膜丝的外壁进行滑动配合，有利于毛刷将中空膜丝外壁堆积的滤饼进行剥离。

在一些进一步的实施方案中，伸缩套为伸缩弹簧。

上述技术方案中，伸缩套设置为伸缩弹簧的形式，结构简单、伸缩方便。伸缩弹簧的方式便于在内侧设置毛刷，还方便将清洗过程中剥离的滤饼冲洗到伸缩套外部。

在一些进一步的实施方案中，伸缩弹簧为塑料弹簧，膜壳开设有安装孔，伸缩弹簧的靠近膜壳的一端容置于安装孔内，安装孔和伸缩弹簧之间设置有环氧树脂填充层或聚氨酯填充层。

上述技术方案中，伸缩弹簧的靠近膜壳的一端容置于安装孔内，安装方便；在安装孔和伸缩弹簧之间设置环氧树脂填充层或聚氨酯填充层，便于将伸缩弹簧稳定嵌设于安装孔内。伸缩弹簧设置为塑料弹簧，防腐蚀性强，且能够很好地与环氧树脂填充层和聚氨酯填充层进行粘接。

在一些进一步的实施方案中，伸缩弹簧为ABS弹簧或PVC弹簧。

上述技术方案中，伸缩弹簧设置为ABS弹簧或PVC弹簧，防腐蚀性好，且能够很好地与环氧树脂填充层和聚氨酯填充层进行粘接。

第二方面，本申请实施例提供一种水处理装置，包括反应器及第一方面实施例提供的分离膜组件，分离膜组件设置于反应器内部，每个中空膜丝的第二端的开口与反应器的出水口连通。

上述技术方案中，采用分离膜组件进行水体处理，伸缩套套设于膜丝组件的外部，对膜丝组件进行集束，避免中空膜丝的第一端发生漂浮，进而能够有效避免各膜组件之间的中空膜丝相互缠绕，有效降低对中空膜丝的损伤。将伸缩套构造为能够沿靠近和远离膜壳的方向伸缩，还方便在分离膜组件运行一段时间后，通过收缩伸缩套将中空膜丝暴露在外，便于对中空膜丝外壁堆积的滤饼进行剥离，有利于提高分离膜组件对水体的处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的分离膜组件在第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的分离膜组件在第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的分离膜组件的膜壳的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的分离膜组件的伸缩套在第一视角的结构示意图；

图5为图4中V处的局部放大图；

图6为本申请实施例提供的分离膜组件的伸缩套在第二视角的结构示意图。

图标：100-分离膜组件；110-膜壳；111-膜丝分布孔；112-固定孔；120-膜丝组件；121-中空膜丝；130-伸缩套；131-毛刷；140-伸缩件；141-固定件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

第一方面，请参阅图1-图2，本申请实施例提供一种分离膜组件100，包括膜壳110、膜丝组件120以及伸缩套130。

请参阅图3，膜壳110贯穿开设有多个膜丝分布孔111，示例性的，每个膜丝分布孔111沿膜壳110的轴向延伸，且该多个膜丝分布孔111在膜壳110内均匀分布。

膜丝组件120包括多个中空膜丝121，每个中空膜丝121的内部具有空腔，每个中空膜丝121包括沿轴向上相对设置的第一端和第二端。其中，每个中空膜丝121的第一端封闭，例如通过熔融粘结，避免水体未经处理直接进入中空膜丝121内部；每个中空膜丝121的第二端通过固定于一个膜丝分布孔111内，示例性的，中空膜丝121的第二端与膜丝分布孔111之间的间隙通过灌封胶进行密封，从而将中空膜丝121的第二端固定于膜丝分布孔111内。每个中空膜丝121的第二端具有与中空膜丝121的空腔连通的开口，经中空膜丝121处理后的水体通过中空膜丝121的第二端的开口流出，从而实现分离膜组件100对水体的处理。

发明人研究发现，由于分离膜组件100在运行时，膜壳110位于分离膜组件100的上端，中空膜丝121的第二端位于分离膜组件100的上端，并通过灌封胶被膜壳110的膜丝分布孔111固定，中空膜丝121的第一端位于分离膜组件100的下端且处于松散状态，因此中空膜丝121的第一端容易发生漂浮，从而导致膜组件之间的中空膜丝121容易相互缠绕、有的甚至打成死结。

在本申请的实施例中，伸缩套130与膜壳110连接，且伸缩套130套设于膜丝组件120外部，伸缩套130对膜丝组件120进行集束，避免中空膜丝121的第一端发生漂浮，进而能够有效避免各膜组件之间的中空膜丝121相互缠绕，有效降低对中空膜丝121的损伤。由于分离膜组件100长时间运行后中空膜丝121的外壁会存在滤饼堆积的问题，伸缩套130的远离膜壳110的一端具有开口，且伸缩套130被构造成能够沿靠近和远离膜壳110的方向伸缩，方便在分离膜组件100运行一段时间后，通过收缩伸缩套130将中空膜丝121暴露在外，便于对中空膜丝121外壁堆积的滤饼进行剥离，有利于提高分离膜组件100对水体的处理效果。

在一些进一步的实施方案中，分离膜组件100还包括伸缩件140，伸缩件140与膜壳110连接，伸缩件140的动力输出端与伸缩套130的远离膜壳110的一端传动连接，便于通过伸缩件140驱动伸缩套130进行伸缩，使得分离膜组件100的运行和清理更方便。

示例性的，伸缩件140为伸缩杆，例如为电动伸缩杆，方便对伸缩件140的伸缩进行控制。

在一些示例性的实施方案中，膜壳110包括膜丝安装板及固定板，该多个膜丝分布孔111贯穿开设于膜丝安装板，且每个膜丝分布孔111沿膜丝安装板的轴向延伸；固定板围设于膜丝安装板外围，用于安装时与工作环境中的安装部进行固定，可选的，伸缩杆与固定板连接。

示例性的，膜壳110贯穿开设有至少两个固定孔112，该至少两个固定孔112贯穿开设于固定板，每个固定孔112沿固定板的轴向延伸。固定孔112贯穿膜壳110设置，方便通过锁紧件将分离膜组件100安装在工作环境中。至少两个固定孔112沿膜壳110的边缘分布，避免安装过程中受膜丝组件120和伸缩套130的干涉，能够方便地实现安装；可选的，该至少两个固定孔112沿固定板的周向均匀分布，使得安装更加稳定。

请参阅图4-图6，在一些进一步的实施方案中，伸缩套130的内侧设置有多个毛刷131，每个中空膜丝121的外壁与至少一个毛刷131可滑动地配合。毛刷131可选的为软性刷体，避免在相对滑动时对中空模式的外壁造成严重的损伤。上述设置方式，在分离膜组件100运行一段时间后，通过驱动伸缩套130伸缩，伸缩套130内侧的毛刷131能够随伸缩杆的伸缩而在中空膜丝121的外壁进行滑动，能够有效地对每个中空膜丝121外壁堆积的滤饼进行剥离，能够方便地对膜丝组件120进行较好的清理。

示例性的，多个中空膜丝121设置为多组，中空膜丝121分布规整、安装方便；多组中空膜丝121并排设置，相邻两组中空膜丝121之间均分布有毛刷131，毛刷131对两侧的中空膜丝121均能够进行清理，同时位于毛刷131之间的中空膜丝121两侧都能够通过毛刷131进行滤饼的清理，使得清理效果更好。

进一步的，多个毛刷131设置为两组，两组毛刷131沿膜壳110的轴线对称设置。每组毛刷131均包括有多个毛刷131，每组毛刷131中的多个毛刷131沿伸缩套130的径向并排设置。

可以理解的是，在本申请的实施例中，毛刷131的分布不受具体限制，只要能够较好地与中空膜丝121的外壁滑动配合实现滤饼的剥离即可，例如除了沿伸缩套130的径向并排设置的方式外，多个毛刷131还可以沿伸缩套130的周向均匀分布，此时每个毛刷131均沿伸缩套130的径向朝向靠近伸缩套130的轴线的方向延伸。

另外，可以理解的是，多个毛刷131除了在伸缩套130的周向上分布之外，多个毛刷131可选的还在伸缩套130的轴向上进行分布，使得每个中空膜丝121在轴向上不同位置处与毛刷131进行可滑动配合，剥离滤饼的效果更佳。

可以理解的是，在本申请的实施例中，伸缩套130的结构不受具体限制，例如但不限于为波纹管、伸缩筒、伸缩弹簧等。在伸缩套130的内侧设置有毛刷131的实施方案中，可选的，伸缩套130为伸缩弹簧，设置为伸缩弹簧的方式，不仅结构简单、伸缩方便，该方式便于在内侧设置毛刷131，还方便将清洗过程中剥离的滤饼冲洗到伸缩套130外部。

在伸缩套130设置为伸缩弹簧的实施方案中，示例性的，伸缩件140的动力输出端设置有固定件141，该固定件141为固定环，伸缩弹簧的远离膜壳110的一端套设于固定件141内。

示例性的，伸缩弹簧的相邻两个线圈之间的距离为10-100mm，或20-80mm，或20-50mm，或20-30mm，保证对膜丝组件120有较好的集束作用、防止中空膜丝121漂浮的同时，有利于将剥落的滤饼从线圈之间的间隙冲洗出料，避免滤饼在底部造成堆积。

可选的，伸缩弹簧为塑料弹簧，例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料，Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic)弹簧或PVC(聚氯乙烯，Polyvinylchloride)弹簧，其使得伸缩套130具有较强的腐蚀性。

示例性的，膜壳110开设有安装孔，伸缩弹簧的靠近膜壳110的一端容置于安装孔内，安装孔和伸缩弹簧之间设置有环氧树脂填充层或聚氨酯填充层，例如环氧树脂填充层。在安装孔和伸缩弹簧之间设置环氧树脂填充层或聚氨酯填充层，便于将伸缩弹簧稳定嵌设于安装孔内。采用环氧树脂填充层或聚氨酯填充层对伸缩弹簧进行嵌设，其稳定性好，同时避免向水体中引入其他污染物。伸缩弹簧设置为塑料弹簧的实施方案，还能够很好地与环氧树脂填充层和聚氨酯填充层进行粘接。

可以理解的是，在本申请的实施例中，为了将中空膜丝121稳定地嵌设于膜丝分布孔111中，中空膜丝121的第二端的外壁与膜丝分布孔111的内壁之间同样地设置有环氧树脂填充层或聚氨酯填充层作为灌封胶，例如填充环氧树脂填充层作为灌封胶。

由于中空膜丝121的曲率半径不同时，滤饼对中空膜丝121的外壁的附着力也不同。在伸缩套130的内侧设置有毛刷131的实施方案中，将膜丝分布孔111的孔径以及间距调整到合适的规格，使得中空膜丝121具有合适的外径及间距，将有利于毛刷131对中空膜丝121的外壁的滤饼的剥离。

示例性的，膜丝分布孔111的孔径为1-10mm，或3-6mm，使得与膜丝分布孔111配合的中空膜丝121的外壁具有合适的曲率半径，滤饼对中空膜丝121的外壁具有适当的附着力，毛刷131能够有效地将中空膜丝121外壁堆积的滤饼进行剥离。

示例性的，相邻两个膜丝分布孔111之间的间距为1-8mm，或2-5m，使得毛刷131能够与中空膜丝121的具有适当的接触程度，得毛刷131能够有效地与中空膜丝121的外壁进行滑动配合，有利于毛刷131将中空膜丝121外壁堆积的滤饼进行剥离。

第二方面，本申请实施例提供一种水处理装置(图未示)，包括反应器及第一方面实施例提供的分离膜组件100，分离膜组件100设置于反应器内部，中空膜丝121的第二端的开口与反应器的出水口连通。

示例性的，分离膜组件100的膜壳110与反应器连接，反应器对应设置有与膜壳110对应的安装部，例如开设有与膜壳110的固定孔112对应的固定槽，方便分离膜组件100的安装固定。

可以理解的是，由于运行时膜壳110位于分离膜组件100的顶部，为了使中空膜丝121中的水体从膜丝分布孔111流出，水处理装置设置有动力装置，提供中空膜丝121空腔中的水体从中空膜丝121的第二端的开口流出的动力。示例性的，反应器的出水口设置有抽吸过滤装置。

本申请实施例提供的水处理装置，其工作原理如下：

将分离膜组件100安装在反应器中，安装时使膜壳110位于分离膜组件100的顶部，同时使中空膜丝121的第二端的开口与反应器的出水口连通。中空膜丝121的第一端封闭，避免反应器中的水体未经处理直接进入中空膜丝121内部；中空膜丝121的第二端固定于膜丝分布孔111内，且中空膜丝121的第二端的开口与反应器的出水口连通，经中空膜丝121处理后的水体通过中空膜丝121的第二端的开口流出，然后将处理后的水体通过反应器的出水口排出，从而实现分离膜组件100对水体的处理。分离膜组件100在运行时，中空膜丝121的第一端通常位于分离膜组件100的下端，伸缩套130套设于膜丝组件120的外部，调整伸缩套130处于伸长状态，对膜丝组件120进行集束，避免中空膜丝121的第一端发生漂浮，有效避免各膜组件之间的中空膜丝121相互缠绕，有效降低对中空膜丝121的损伤。在分离膜组件100运行一段时间后，收缩伸缩套130将中空膜丝121暴露在外，对中空膜丝121外壁堆积的滤饼进行剥离，从而提高分离膜组件100后续运行中对水体的处理效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分离膜组件，其特征在于，包括：

膜壳，所述膜壳贯穿开设有多个膜丝分布孔；

膜丝组件，所述膜丝组件包括多个中空膜丝，每个所述中空膜丝的第一端封闭，每个所述中空膜丝的第二端固定于一个所述膜丝分布孔内；以及

伸缩套，所述伸缩套与所述膜壳连接并套设于所述膜丝组件外部，所述伸缩套的远离所述膜壳的一端具有开口，所述伸缩套被构造成能够沿靠近和远离所述膜壳的方向伸缩。

2.根据权利要求1所述的分离膜组件，其特征在于，所述分离膜组件还包括伸缩件，所述伸缩件与所述膜壳连接，所述伸缩件的动力输出端与所述伸缩套的远离所述膜壳的一端传动连接。

3.根据权利要求1所述的分离膜组件，其特征在于，所述膜壳贯穿开设有至少两个固定孔，所述至少两个固定孔沿所述膜壳的边缘分布。

4.根据权利要求1-3任一项所述的分离膜组件，其特征在于，所述伸缩套的内侧设置有多个毛刷，每个所述中空膜丝的外壁与至少一个所述毛刷可滑动地配合。

5.根据权利要求4所述的分离膜组件，其特征在于，多个所述中空膜丝设置为多组，多组所述中空膜丝并排设置，相邻两组所述中空膜丝之间均分布有所述毛刷。

6.根据权利要求4所述的分离膜组件，其特征在于，所述膜丝分布孔的孔径为1-10mm，和/或，相邻两个所述膜丝分布孔之间的间距为1-8mm。

7.根据权利要求4所述的分离膜组件，其特征在于，所述伸缩套为伸缩弹簧。

8.根据权利要求7所述的分离膜组件，其特征在于，所述伸缩弹簧为塑料弹簧，所述膜壳开设有安装孔，所述伸缩弹簧的靠近所述膜壳的一端容置于所述安装孔内，所述安装孔和所述伸缩弹簧之间设置有环氧树脂填充层或聚氨酯填充层。

9.根据权利要求8所述的分离膜组件，其特征在于，所述伸缩弹簧为ABS弹簧或PVC弹簧。

10.一种水处理装置，其特征在于，包括反应器及权利要求1-9任一项所述的分离膜组件，所述分离膜组件设置于所述反应器内部，每个所述中空膜丝的所述第二端的开口与所述反应器的出水口连通。