CN111111452B - 中空纤维帘式膜元件的处理方法和中空纤维帘式膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中空纤维帘式膜元件的处理方法，使用树脂胶黏剂对膜丝根部进行浸润处理，使膜丝被处理的根部区域的过滤孔被封堵，使该区域段的膜丝不出水、不粘连，具有提高膜丝根部区域强度，使膜丝根部区域不产水且不粘连的作用，达到避免膜丝污泥浓缩及沉积的效果；本发明提供的处理方法，能够延长膜元件的清洗周期，提高膜元件的使用寿命。

Description

中空纤维帘式膜元件的处理方法和中空纤维帘式膜组件

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种中空纤维帘式膜元件的处理方法和中空纤维帘式膜组件。

背景技术

随着用水量增大及污水排放标准提高，应用于污水处理的MBR(膜生物反应器)膜系统日益广泛。MBR将传统的生物处理废水方法和现代膜分离技术有机结合，是一种在有效土地资源条件下能高效处理废水并提高出水水质的方法，但膜污染造成的通量衰减等问题一直严重阻碍膜技术的推广应用。

MBR帘式膜元件在使用过程中，为减缓污染物在膜表面的沉积，大多在膜组器底部安装曝气系统，利用曝气时空气与污泥混合液形成汽水二相流，在上升过程中对膜丝表面进行吹扫，实现对污泥沉积和浓差极化的控制和减小，但由于中空纤维膜密集程度高等特点，长期使用过程中帘式膜的上下两端仍易发生污泥沉积，从而导致膜有效面积减少，进一步加速膜元件污染；同时沉积污泥造成膜丝破损现象加剧，进一步导致在线药洗时，药剂流失严重，药洗效果差，膜元件污染速度加剧，增加运行及清洗成本，使膜元件寿命降低。

现有技术大多通过膜片增设曝气装置、膜片上端自由漂浮等方式缓解积泥，但均有膜片制作繁琐、拆装工序繁琐等缺点。

中国发明专利公开说明书CN102086057A公开了一种帘式膜元件结构，膜丝上端封死，可在水中自由漂浮，下端固定，解决了帘式膜上端积泥严重的问题，但膜元件制作、保存、安装、拆卸繁琐，且分散的上端易缠结；

中国发明专利公开说明书CN107626208A公开了在中空纤维膜根部用保护薄膜及阻隔材料将外漏于组件端头外的中空纤维膜与硬化的浇注材料层间隔，从而有效避免根部损坏，但单束保护薄膜内膜丝局部填充率高导致保护薄膜内及其附近处膜丝更易积泥，且不易清洗，长期运行过程中沉积污泥会加剧膜丝破损；

中国发明专利公开说明书CN1853763A公开了利用抗腐蚀性能较强的疏水性材料在中空纤维膜组件顶部和底部的胶结处进行膜丝编织，提高膜组件胶结局部机械强度，改善膜组件整体的液体流道，防止污泥在膜丝间沉积，但制作工序繁琐，编制成束膜丝一定程度限制膜丝摆动，且束间易积泥膨胀，编制材料易造成膜丝破损。

发明内容

本发明的实施例提供了一种中空纤维帘式膜元件的处理方法和中空纤维帘式膜组件，用于解决现有技术存在的通过膜片根部编织，设置为有弹性材料保护的膜束，或增加根部保护装置提高膜组件根部强度，避免根部膜丝破损，但均限制膜丝摆动，且增大局部膜丝密集程度，易导致保护形式内部膜丝积泥且不易清洗，长时间运行可能加速膜丝磨损的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种中空纤维帘式膜元件的处理方法，包括：

将中空纤维帘式膜元件固定连接在膜盒内；

使用处理液对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理；

该处理液包括树脂胶黏剂与溶剂的混合物；

膜丝被处理的区域为从该膜丝与膜盒的连接部起始向该膜丝中部延伸；

膜丝被处理的区域的过滤孔被树脂胶黏剂封堵。

优选地，树脂胶黏剂与溶剂的比例为1000:1至1:1000。

优选地，树脂胶黏剂与溶剂的比例为5:1、1:1和1:5中的任意一种。

优选地，膜丝被处理的区域的长度为该膜丝总长度的0.1％至20％。

优选地，树脂胶黏剂包括如下类型任一一种或多种：聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、硅橡胶胶黏剂；

溶剂包括如下类型任意一种或多种：二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、二甲基乙酰胺、γ-丁内酯。

优选地，使用处理液对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理的方式包括如下特征任意一种或多种：浸泡、喷淋、刷涂。

第二方面，本发明提供一种中空纤维帘式膜组件，为矩形中空框架结构，该膜盒的中空区域具有中空纤维帘式膜元件，该中空纤维帘式膜元件包括多条并列布置的并且通过上述的方法处理的膜丝；

膜丝被处理的区域为从该膜丝与膜盒的连接部起始向该膜丝中部延伸；

膜丝被处理的区域的过滤孔被封堵。

优选地，膜丝被处理的区域的长度为该膜丝总长度的0.1％至20％。

优选地，矩形中空框架结构包括一对间隔布置的膜盒和一对支撑杆，支撑杆分别固定安装在膜盒的两侧；每条膜丝两端分别与膜盒固定连接。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的处理方法，使用树脂胶黏剂对膜丝根部进行浸润处理，使膜丝被处理的根部区域的过滤孔被封堵，使该区域段的膜丝不出水、不粘连，具有提高膜丝根部区域强度，使膜丝根部区域不产水且不粘连的作用，达到避免膜丝污泥浓缩及沉积的效果；本发明提供的处理方法，能够延长膜元件的清洗周期，提高膜元件的使用寿命。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的中空纤维帘式膜元件的处理方法的处理流程图；

图2为本发明提供的中空纤维帘式膜元件的处理方法的膜丝根部不出水原理示意图；

图3为本发明提供的中空纤维帘式膜组件的结构示意图；

图4为中空纤维膜丝处理前膜丝断面图；

图5为在本发明提供的方法中，采用树脂胶黏剂与溶剂的比例为1:5的方式进行处理的中空纤维膜丝的膜丝断面图；

图6为在本发明提供的方法中，采用树脂胶黏剂与溶剂的比例为1:1的方式进行处理的中空纤维膜丝的膜丝断面图。

图中：1.中空纤维帘式膜组件2.膜盒3.支撑杆4.膜丝5.处理区域膜丝。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

参见图1，本发明提供的一种中空纤维帘式膜元件的处理方法，包括：

将中空纤维帘式膜元件固定连接在膜盒内；

使用处理液对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理；

其中，该处理液包括树脂胶黏剂与溶剂的混合物；

膜丝被处理的区域为从该膜丝与膜盒的连接部(即膜丝根部)起始向该膜丝中部延伸；

膜丝被处理的区域的过滤孔被树脂胶黏剂封堵，使该区域段的膜丝不出水、不粘连；

本发明提供的处理方法，使用树脂胶黏剂对膜丝根部进行浸润处理，使强度较高的树脂填充至膜丝(层)内部，使膜丝被处理的根部区域的过滤孔被封堵，使该区域段的膜丝不出水、不粘连，具有提高膜丝根部区域强度，使膜丝根部区域不产水且不粘连的作用，达到避免膜丝污泥浓缩及沉积的效果；本发明提供的处理方法，能够延长膜元件的清洗周期，提高膜元件的使用寿命。

进一步的，在一些优选实施中，处理液可以是预制的，其由树脂胶黏剂与相应溶剂调配而成，在该实施例中，树脂胶黏剂与溶剂的比例为1000:1至1:1000，优选的数值为5:1，1:1，1:5；进一步的，图4至6为处理前后膜丝结构，处理后膜丝内部孔结构被树脂封堵，可实现不出水效果，同时如表1、2所示，可提高膜丝强度，降低根部膜丝破损概率，减少膜组件根部污泥堆积。

表1

表2

上述树脂胶黏剂的成分可以是如下类型任一一种或多种：聚氨酯胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、硅橡胶胶黏剂、环氧树脂胶黏剂；并且在同为油性胶黏剂或水性胶黏剂的基础上可以混合搭配使用，或者在满足硬度。强度性能需要的基础上配置两种或多种不同属性的处理液顺次使用；

用于稀释树脂胶黏剂的溶剂优选与膜丝材质有良好浸润性的溶剂或增塑剂，其可以是如下类型的任意一种或多种：二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、二甲基乙酰胺、γ-丁内酯；应当注意的是，与上述胶黏剂的属性相对应的，油性胶黏剂应当使用油性溶剂调配，水性胶黏剂应当使用水性溶剂调配，而不会出现混合不当的情况；

本领域技术人员应能理解上述胶黏剂、溶剂的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的树脂胶黏剂以及与膜丝材质有良好浸润性的溶剂或增塑剂应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

进一步的，在一些优选实施中，针对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理的浸润方式包括但不限于浸泡、喷淋、刷涂等；并且上述方式可以单独实施或顺次搭配实施；

本领域技术人员应能理解，上述所举的浸润方式仅为更好地说明本发明实施例的技术方案，而非对本发明实施例作出的限定；任何能够使胶黏剂均匀附着在膜丝上并且封堵膜丝过滤孔，且可使膜丝不粘连的浸润方式，均包含在本发明实施例的范围内。

进一步的，在一些优选实施中，中空纤维帘式膜元件包括多条并列布置的膜丝，每条膜丝通过两端与膜盒相固定连接，形成帘式结构，在该实施例中，膜丝被处理液浸润处理的区域为其与膜盒相连接的丝段，即膜丝两端根部的区域；该区域的长度根据膜元件总长度进行设置，例如可优选为被处理区段长度为总长度的0.1％-20％，最优2％-10％。

本发明提供一个实施例，用于示例性地显示本发明的一个优选的处理方法：

将一定量的中空纤维膜丝用灌封胶固定在膜盒内，制作中空纤维帘式膜元件；

用二氯甲烷与聚氨酯胶黏剂以1:1比例混合搅拌，配置处理液；

对膜丝上、下两端根部各10cm区段经喷涂或浸泡处理；

带聚氨酯胶黏剂固化后，得到上、下两端根部各10cm区段过滤孔被封堵的膜丝，完成该中空纤维帘式膜元件的处理。

第二方面，本发明提供了一种中空纤维帘式膜组件，如图3所示，为矩形中空框架结构，该中空区域具有中空纤维帘式膜元件1，该中空纤维帘式膜元件1包括多条并列布置的并且通过上述方法处理过的膜丝4；

膜丝4被处理的区域为从该膜丝与膜盒1的连接部起始向该膜丝4中部延伸；

膜丝4被处理的区域的过滤孔被封堵。

进一步的，在一些优选实施例中，膜丝4被处理的区域的长度为该膜丝4总长度的0.1％-20％。

进一步的，在一些优选实施例中，矩形中空框架结构的包括一对间隔布置的膜盒1和一对支撑杆3，每个支撑杆3分别固定安装在膜盒2的两侧；每条膜丝4两端分别与膜盒2固定连接。

综上所述，本发明提供的中空纤维帘式膜元件的处理方法，使用树脂胶黏剂对膜丝根部进行浸润处理，使膜丝被处理的根部区域的过滤孔被封堵；本发明提供的方法，具有如下优点：

膜元件根部膜丝不产水，减缓根部膜丝处污泥浓缩，从而提高运行效果，延长离线清洗周期，且避免根部污泥板结，便于离线清洗，同时减缓因污泥膨胀或摩擦造成的根部膜丝破损；

膜元件根部膜丝不产水，同时可使膜丝间不发生粘连，使根部膜丝在曝气条件下可充分摆动，减缓污泥沉积，同时避免粘接膜丝因曝气抖动造成的撕裂破损；

膜元件根部膜丝强度有一定提高，胶液进入膜层后可提高膜层耐磨损、弯折等性能，减少膜元件根部膜丝破损；

对已制作完成甚至运行过的膜组件，经过本发明处理，可简便、高效、低成本的提高其耐污染性，减缓其根部污泥沉积，并提高根部膜层强度，甚至可对根部破损膜丝(膜层破损，裸露支撑管)进行修复。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种中空纤维帘式膜元件的处理方法，其特征在于，包括：

将中空纤维帘式膜元件固定连接在膜盒内；

使用处理液对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理；

该处理液包括树脂胶黏剂与溶剂的混合物；

所述膜丝被处理的区域为从该膜丝与膜盒的连接部起始向该膜丝中部延伸；

所述膜丝被处理的区域的过滤孔被所述树脂胶黏剂封堵，并且所述膜丝被处理的区域在曝气条件下能够摆动；

所述树脂胶黏剂与溶剂的比例为5:1、1:1和1:5中的任意一种；

所述的使用所述处理液对中空纤维帘式膜元件的膜丝进行浸润处理的方式包括如下特征任意一种或多种：浸泡、喷淋、刷涂。

2.跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膜丝被处理的区域的长度为该膜丝总长度的0.1％至20％。

3.跟据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，所述树脂胶黏剂包括如下类型任一一种或多种：聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、硅橡胶胶黏剂；

所述溶剂包括如下类型任意一种或多种：二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、二甲基乙酰胺、γ-丁内酯。

4.一种中空纤维帘式膜组件，其特征在于，为矩形中空框架结构，该膜盒的中空区域具有中空纤维帘式膜元件，该中空纤维帘式膜元件包括多条并列布置的并且通过权利要求1至3任一所述的方法处理的膜丝；

所述膜丝被处理的区域为从该膜丝与所述膜盒的连接部起始向该膜丝中部延伸；

所述膜丝被处理的区域的过滤孔被封堵，并且所述膜丝被处理的区域在曝气条件下能够摆动。

5.根据权利要求4所述的中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述膜丝被处理的区域的长度为该膜丝总长度的0.1％至20％。

6.根据权利要求4或5所述的中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述矩形中空框架结构包括一对间隔布置的膜盒和一对支撑杆，所述支撑杆分别固定安装在所述膜盒的两侧；每条所述膜丝两端分别与所述膜盒固定连接。

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