CN111282370B - 空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置。本发明一实施例的浸没式中空纤维膜模块包括：中空纤维膜束，由多个中空纤维膜通过灌封剂固定而成；以及模块支撑单元，设置在上述中空纤维膜束的一侧来支撑上述中空纤维膜束，包括空气净化时间延迟部及空气导向器，上述空气净化时间延迟部用于延迟或间歇性保持流入内部并排出的空气的净化时间，上述空气导向器在上述空气排出的区域与形成外观的单元外壳相连接，通过引导被排出的上述空气的流动来使上述空气供给到上述中空纤维膜束。
Description
技术领域
本发明涉及浸没式中空纤维膜模块，更详细地，涉及可通过用于产生粗大气泡的有效结构来延迟或间歇性保持空气净化时间，由此，与现有技术相比，是可提高节能及过滤流量的空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置。
背景技术
中空纤维膜模块(hollow fiber membrane module)为将作为表面穿有无数个小气孔且中心空间空出的细纤维的中空纤维(hollow fiber)用作分离膜的过滤处理装置。
中空纤维膜模块为通过从混合有多种物质的多成分液体中排除比气孔大的物质且仅使比气孔小的特定物质选择性地通过来有效过滤的装置。
如上所述的中空纤维膜模块在无菌水及饮用水制造等的超滤或精密过滤领域中广为利用，近年来，代替河水及废水处理厂中的现有的沉淀池，还广泛应用于分离沉淀物及处理水的固液分离等。
用于河水处理的中空纤维膜模块根据在曝气池中应用中空纤维膜的方式分为外部循环方式及模块浸没方式，近年来，在河水及废水处理中主要使用浸没方式。
图1为现有技术的浸没式中空纤维膜模块的结构图。
参照图1，现有技术的浸没式中空纤维膜模块包括：模块壳体30；中空纤维膜束(未图示)，由多个中空纤维膜10通过第一灌封剂20固定而成；以及粘结层40、45、50，用于固定上述中空纤维膜束和模块壳体30。
模块壳体30包括：集水部32，用于收集渗透水；排出槽34，用于排出由集水部32收集的渗透水；以及卡定部36。中空纤维膜束以被放置的形式与模块壳体30的卡定部36相结合。
另一方面，通常可使用如图1所示形态的浸没式中空纤维膜模块，在如上所述的现有的浸没式中空纤维膜模块的情况下，为了减少中空纤维膜的膜污染，设置单独的空气净化装置，因而考虑到因从相邻于中空纤维膜束的位置过量排出空气的结构性限制而可能降低过滤处理的效率，需要对还未公开的膜污染减少效率及空气净化时所需的节能的浸没式中空纤维膜模块装置进行技术开发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利局申请专利号第10-2013-7009457号
发明内容
本发明的目的在于，提供可通过用于产生粗大气泡的有效结构来延迟或间歇性保持空气净化时间，由此，与现有技术相比，是可提高节能及过滤处理的效率的空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置。
上述目的通过如下的浸没式中空纤维膜模块来实现，上述浸没式中空纤维膜模块包括：中空纤维膜束，由多个中空纤维膜通过灌封剂固定而成；以及模块支撑单元，设置在上述中空纤维膜束的一侧来支撑上述中空纤维膜束，包括空气净化时间延迟部，上述空气净化时间延迟部用于延迟或间歇性保持流入内部并排出的空气的净化时间。
上述模块支撑单元包括：单元外壳，用于形成外观；束支撑部，设置于上述单元外壳的内壁，用于支撑上述中空纤维膜束的端部；渗透水收集空间部，以与上述中空纤维膜束相连通的方式形成于上述单元外壳内，用于收集渗透水；以及空气流动空间部，以与上述渗透水收集空间部相邻的方式形成于上述单元外壳内，用于使空气流动，上述空气净化时间延迟部可设置于上述空气流动空间部内。
上述模块支撑单元还包括隔板，上述隔板设置于上述单元外壳内，用于划分上述渗透水收集空间部和上述空气流动空间部，上述空气净化时间延迟部可以为与上述隔板交叉连接且相互隔开配置的空气挡板壁(air baffle wall)。
上述模块支撑单元还包括：空气供给部(air injection)，与上述单元外壳相连接，用于向上述单元外壳的空气流动空间部供给空气；以及多个空气排出部(airoutlethole)，在上述空气流动空间部所处的区域中，设置于上述单元外壳的侧壁，上述空气排出部能够以宽度朝向外部逐渐变宽的方式贯通形成于上述单元外壳的侧壁。
上述模块支撑单元还可包括空气导向器，上述空气导向器在上述空气排出部所处的区域中与上述单元外壳相连接，通过引导被排出的空气的流动来使上述空气供给到上述中空纤维膜束。
上述模块支撑单元还可包括沉淀物排出部，在上述空气流动空间部所处的区域中，设置于上述单元外壳的底部壁，用于排出沉淀物(sludge)。
在上述束支撑部可形成有与上述渗透水收集空间部相连通的连通口，在上述连通口的外壁可形成有用于支撑四方管道(square pipe)的管道支撑台肩。
上述模块支撑单元可包括上部单元及下部单元，上述上部单元及下部单元隔着上述中空纤维膜束配置于其两侧，用于在两侧支撑上述中空纤维膜束，具有不同的形态。
根据本发明，具有如下效果：可通过用于产生粗大气泡的有效结构来延迟或间歇性保持空气净化时间，由此，与现有技术相比，可提高节能及过滤处理的效率。
附图说明
图1为现有技术的浸没式中空纤维膜模块的结构图。
图2为本发明一实施例的空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置与框架相结合的结构图。
图3为图2的主要部分的放大图。
图4为图3的A-A线的局部剖视图。
图5为图3的侧视图。
图6为图3的区域B的放大剖视图。
图7为图4的区域C的放大图。
图8为图5的区域D的端部区域的放大剖视图。
图9为图5的区域D的中空纤维膜束区域的放大剖视图。
图10为本发明另一实施例的浸没式中空纤维膜模块中的中空纤维膜束区域的放大剖视图。
附图标记的说明
100：浸没式中空纤维膜模块 103：四方管道
110：中空纤维膜束 111：中空纤维膜
112：灌封剂 120：模块支撑单元
120a：上部单元 120b：下部单元
130：单元外壳 131：束支撑部
132：连通口 133：管道支撑台肩
135：空气供给部 136：空气排出部
137：沉淀物排出部 140：渗透水收集空间部
142：空气流动空间部 144：隔板
150：空气净化时间延迟部 260：空气导向器
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细描述，以使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施本发明。但是，由于本发明的描述仅为用于结构性或功能性描述的实施例，因而本发明的保护范围不应解释为受本文中描述的实施例的限制。即，由于可以对实施例进行各种修改且可以具有各种形态，因而本发明的权利范围应当被理解为包括可用于实现技术思想的等同技术方案。并且，由于本发明公开的目的或效果并不意味着特定实施例应包括所有或仅包括这种效果，因而不得理解为本发明的权利范围受其限制。
本发明中描述的术语含义应被理解为如下。
当提及某一结构要素与另一结构要素“连接”时，应理解为，可与另一结构要素直接连接，但是中间还可存在其他结构要素。相反，当提及某一结构要素与另一结构要素“直接连接”时，应理解为中间不存在其他结构要素。另一方面，用于描述结构要素间的关系的其他表达方式，即，“之间”、“直接在～之间”、“与～相邻”及“与～直接相邻”等也应以同样的方式进行解释。
除非上下文中明确表示不同的含义，否则单数的表达应被理解为包括复数的表达，并且，“包括”或“具有”等的术语用于指定特征、数字、步骤、操作、结构要素、部件或其组合的存在，而不得理解为预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、结构要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
除非另外定义，否则本发明中所使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。通常使用的词典中定义的术语应被解释为与相关技术的上下文中的含义一致，除非在本发明中明确定义，否则不应被解释为具有理想性或过于形式化的含义。
以下，参照附图详细描述本发明的实施例，在实施例的描述中，对于相同的结构赋予相同的附图标记。
图2为本发明一实施例的浸没式中空纤维膜模块的结构图，图3为图2的主要部分的放大图，图4为图3的A-A线的局部剖视图，图5为图3的侧视图，图6为图3的区域B的放大剖视图，图7为图4的区域C的放大图，图8为图5的区域D的端部区域的放大剖视图，而且，图9为图5的区域D的中空纤维膜束区域的放大剖视图。
参照这些图，本实施例的浸没式中空纤维膜模块100可通过有效结构来延迟或间歇性保持空气净化时间，由此，与现有技术相比，可提高降低膜污染及节能。
可提供这些效果的本实施例的空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置100包括中空纤维膜束110及用于支撑中空纤维膜束110的模块支撑单元120，并具有应用空气净化时间延迟部150的结构，上述空气净化时间延迟部150用于延迟或间歇性保持流入模块支撑单元120内并排出的空气的净化时间。作为参考，预先说明，图1中的本实施例的空气净化一体型浸没式中空纤维膜模块装置100处于与框架相结合的状态，以便于说明。
参照图2，通过本实施例的浸没式中空纤维膜模块100，可向P方向吸入渗透水，可向Q方向供给空气(air)。当然，也可以省略Q方向的空气供给，可通过在图6的空气供给部135安装电磁阀来直接供给空气。因此，本发明的权利范围并不局限于附图的形状。
首先，对中空纤维膜束110进行了解。中空纤维膜束110为由多个中空纤维膜111通过灌封剂112固定而成的集合体。
众所周知，中空纤维膜111是中心空间空的细纤维，灌封剂112起到固定多个中空纤维膜111的端部的作用。将多个中空纤维膜111浸没在液相或凝胶类型的灌封剂112之后，待灌封剂112凝固后剪除一部分，由此可制造中空纤维膜束110。即使将灌封剂112固定到中空纤维膜111的端部，中空纤维膜111的内部也可以按原状保持空出空间。
另一方面，模块支撑单元120设置于中空纤维膜束110的一侧，同时执行支撑中空纤维膜束110的功能及用于使流体流动的通道的功能。
在本实施例中，模块支撑单元120隔着中空纤维膜束110配置于其两侧，用于在两侧支撑中空纤维膜束110。
模块支撑单元120可包括上部单元120a及下部单元120b。上部单元120a及下部单元120b虽然起到支撑中空纤维膜束110的作用，但是可以具有不同的形态。
主要参照图6至图9，这种模块支撑单元120可包括单元外壳130、渗透水收集空间部140、空气流动空间部142及空气净化时间延迟部150。
单元外壳130形成模块支撑单元120的外观。由于浸没在水中，因而单元外壳130可由既具有耐腐蚀性又具有优秀刚性的塑料形态的材质制造而成。
在单元外壳130的内壁设置有束支撑部131。束支撑部131形成用于支撑中空纤维膜束110的端部的位置。
在这种束支撑部131形成有与渗透水收集空间部140相连通的连通口132。而且，在连通口132的外壁形成有用于支撑四方管道103(square pipe)的管道支撑台肩133。
如上所述，束支撑部131应用于单元外壳130内，从而易于在原位支撑中空纤维膜束110并使其结合。并且，随着在束支撑部131形成管道支撑台肩133，也可容易设置四方管道103。
渗透水收集空间部140作为收集渗透水的空间，以与中空纤维膜束110相连通的方式由规定空间形成在单元外壳130内。而且，空气流动空间部142以与渗透水收集空间部140相邻的方式形成在单元外壳130内，形成空气流动的位置。
在单元外壳130内，渗透水收集空间部140与空气流动空间部142之间设置用于划分它们的隔板144。
在单元外壳130的一侧设置有用于向单元外壳130的空气流动空间部142供给空气的空气供给部135(air injection)。如上所述，可通过直接向空气供给部135供给空气来执行短路。
在空气流动空间部142所处的区域中，在单元外壳130的侧壁形成有多个空气排出部136(air outlet hole)。
空气排出部136呈孔(hole)形态，以相互隔开的方式在单元外壳130的侧壁应用多个。在本实施例中，空气排出部136以宽度朝向外部逐渐变宽的方式贯通形成于单元外壳130的侧壁。空气排出部136具有宽度朝向外部逐渐变宽的形状，由此，可减少因沉淀物引起的堵塞。即，可使得空气的排出变得顺畅。
在空气流动空间部142所处的区域中，在单元外壳130的底部壁设置用于排出沉淀物(sludge)的沉淀物排出部137。可通过形成沉淀物排出部137来有效防止由于在空气流动空间部142内堆积沉淀物而发生减少空气的流动空间的现象。
另一方面，空气净化时间延迟部150设置在单元外壳130来起到延迟或间歇性保持流入内部并排出的空气的净化时间的作用。即，若供给空气，则慢慢排出空间内的水，进而形成空气空间，像这样，具有通过空气填充于空气空间的时间来延迟空气排出时间的效果。
在本实施例中，空气净化时间延迟部150用作与隔板144交叉连接且相互隔开设置的空气挡板壁150(air baffle wall)。但是，也可以应用其他形态的空气净化时间延迟部150。
根据具有如上所述的结构及作用的本实施例，可通过有效结构来延迟空气排出时间，由此，与现有技术相比，可提高过滤处理的效率。
图10为本发明另一实施例的浸没式中空纤维膜模块中的中空纤维膜束区域的放大剖视图。
参照图10，在本实施例中，模块支撑单元220亦可包括单元外壳130、渗透水收集空间部140、空气流动空间部142及空气净化时间延迟部150。
而且，在空气流动空间部142所处的区域中，在单元外壳130的侧壁形成有多个空气排出部136。
另一方面，在如上所述的结构中，在单元外壳130的外壁结合空气导向器260。在空气排出部136所处的区域中，空气导向器260与单元外壳130相连接，通过间歇性引导向空气排出部136排出的空气的流动来使上述空气供给到中空纤维膜束110。因此，可以进一步提高节能及过滤处理的效率。
即使应用本实施例，也可通过有效结构来延迟空气排出时间，由此，与现有技术相比，可提高节能及过滤处理的效率。
如上所述，本发明并不局限于所描述的实施例，在不脱离本发明的思想及范围的情况下，可进行多种修改及变形，这对于本技术领域的普通技术员人是显而易见的。因此，这种修改例或变形例应属于本发明的发明要求保护范围内。
Claims (8)
1.一种浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，包括：
中空纤维膜束，由多个中空纤维膜通过灌封剂固定而成；以及
模块支撑单元，设置在上述中空纤维膜束的一侧来支撑上述中空纤维膜束，包括空气净化时间延迟部及空气导向器，上述空气净化时间延迟部用于延迟或间歇性保持流入内部并排出的空气的净化时间，上述空气导向器在上述空气排出的区域与形成外观的单元外壳相连接，通过引导被排出的上述空气的流动来使上述空气供给到上述中空纤维膜束，
上述模块支撑单元包括：
渗透水收集空间部，以与上述中空纤维膜束相连通的方式形成于上述单元外壳内，用于收集渗透水；
空气流动空间部，以与上述渗透水收集空间部相邻的方式形成于上述单元外壳内，用于使空气流动；以及
隔板，用于划分上述渗透水收集空间部和上述空气流动空间部，
上述空气净化时间延迟部设置于上述空气流动空间部内，上述空气净化时间延迟部为与上述隔板交叉连接且相互隔开配置的空气挡板壁，
上述模块支撑单元还包括：
束支撑部，设置于上述单元外壳的内壁，用于支撑上述中空纤维膜束的端部，
在上述束支撑部形成有与上述渗透水收集空间部相连通的连通口，在上述连通口的外壁形成有用于支撑四方管道的管道支撑台肩。
2.根据权利要求1所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，
上述模块支撑单元还包括：
空气供给部，与上述单元外壳相连接，用于向上述单元外壳的空气流动空间部供给空气；以及
多个空气排出部，在上述空气流动空间部所处的区域中，设置于上述单元外壳的侧壁，
上述空气排出部以宽度朝向外部逐渐变宽的方式贯通形成于上述单元外壳的侧壁。
3.根据权利要求1所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，上述模块支撑单元还包括沉淀物排出部，上述沉淀物排出部在上述空气流动空间部所处的区域中，形成于上述单元外壳的底部壁，用于排出沉淀物。
4.根据权利要求1所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，上述模块支撑单元包括上部单元及下部单元，上述上部单元及下部单元隔着上述中空纤维膜束配置于其两侧，用于在两侧支撑上述中空纤维膜束，具有不同的形态。
5.一种浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，
包括：
中空纤维膜束，由多个中空纤维膜通过灌封剂固定而成；以及
模块支撑单元，设置在上述中空纤维膜束的一侧来支撑上述中空纤维膜束，包括空气净化时间延迟部及空气导向器，上述空气净化时间延迟部用于延迟或间歇性保持流入内部并排出的空气的净化时间，上述空气导向器在上述空气排出的区域与形成外观的单元外壳相连接，通过引导被排出的上述空气的流动来使上述空气供给到上述中空纤维膜束，
上述模块支撑单元包括：
单元外壳，用于形成外观；
渗透水收集空间部，以与上述中空纤维膜束相连通的方式形成于上述单元外壳内，用于收集渗透水；
空气流动空间部，以与上述渗透水收集空间部相邻的方式形成于上述单元外壳内，用于使空气流动，在内侧设置有上述空气净化时间延迟部；以及
隔板，设置于上述单元外壳内，用于划分上述渗透水收集空间部和上述空气流动空间部，
上述空气净化时间延迟部为与上述隔板隔开配置，从上述隔板延伸，下端与上述空气流动空间部的底面隔开的空气挡板壁，
上述模块支撑单元还包括：
束支撑部，设置于上述单元外壳的内壁，用于支撑上述中空纤维膜束的端部，
在上述束支撑部形成有与上述渗透水收集空间部相连通的连通口，在上述连通口的外壁形成有用于支撑四方管道的管道支撑台肩。
6.根据权利要求5所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，上述模块支撑单元还包括空气供给部，上述空气供给部与上述单元外壳相连接，用于向上述单元外壳的空气流动空间部供给空气。
7.根据权利要求5所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，上述模块支撑单元还包括多个空气排出部，多个上述空气排出部在上述空气流动空间部所处的区域中，设置于上述单元外壳的侧壁。
8.根据权利要求7所述的浸没式中空纤维膜模块，其特征在于，上述空气排出部以宽度朝向外部逐渐变宽的方式贯通形成于上述单元外壳的侧壁，以减少因沉淀物引起的堵塞。
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