CN112169598A - 一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件及其使用方法，包括框架主体、曝气装置、中空纤维帘式膜片、进气管和集水管，曝气装置包括设置在框架主体一侧的总曝气管和框架主体底部的曝气支管，框架主体包括支撑架和设置在支撑架外部的防护网一，支撑架的内顶部和内底部对应设有多个长型导向槽，中空纤维帘式膜片可拆卸的插在对应设置的长型导向槽之间，且中空纤维帘式膜片的外部设有防护网二，中空纤维帘式膜片包括进气支管、中空纤维膜、穿孔曝气管和集水支管，其中进气支管与穿孔曝气管连通，集水支管与中空纤维膜连通，进气管和进气支管之间、集水管和集水支管之间均通过软管连通，穿孔曝气管和曝气支管上还设有多个曝气孔。

Description

一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件及其使用方法
技术领域
本发明涉及膜生物反应器技术领域，尤其涉及一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件及其使用方法。
背景技术
膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）是一种膜分离单元和生物处理单元两者相结合的新型水处理技术，在污水处理，水资源再利用等领域应用广泛，具有占地面积小，处理效率高等优点。
膜生物反应器将膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，其中膜元件在很大程度上提高了固液分离效率和活性污泥浓度。传统的内置式中空纤维帘式膜组件在实际使用过程中主要存在以下几个方面的问题：
（1）中空纤维帘式膜组件的膜丝直接暴露在含有污泥的污水中，运行过程中经常会出现膜丝根部（顶部或底部）积泥或杂物缠绕膜丝等导致的膜污染现象，严重的情况下也会引起膜丝根部断丝等现象，进而导致产水水质变差；
（2）中空纤维帘式膜组件在实际的应用中因具有整体性、不可分割性而导致运行过程中如果产水水质恶化无法进行单帘检测、单帘更换等问题，导致了后续的运行维护诸多不便；
（3）中空纤维帘式膜组件在问题检测的过程中需要整套设备停机或单组停机等操作，其会影响生产过程的正常化开展、降低生产效率等；
（4）当中空纤维帘式膜组件通量下降到一定程度后，需将其吊出进行清洗，在大型污水处理工程中会配有行吊等，这样不仅增加了设备投资而且为后期的运行维护增加了后期的运行维护难度。
发明内容
本发明正是针对以上技术问题，提供一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件及其使用方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，包括框架主体、曝气装置、中空纤维帘式膜片、进气管和集水管，曝气装置包括总曝气管和曝气支管，总曝气管设置在框架主体的一侧，曝气支管设置在框架主体的底部，总曝气管和进气管均通过法兰连有风机，框架主体包括支撑架和设置在支撑架外部的防护网一，支撑架的内顶部和内底部对应设有多个长型导向槽，中空纤维帘式膜片可拆卸的插在支撑架内顶部和内底部对应设置的长型导向槽之间，且中空纤维帘式膜片的外部设有防护网二，中空纤维帘式膜片包括进气支管、中空纤维膜、穿孔曝气管和集水支管，其中进气支管与穿孔曝气管连通，集水支管与中空纤维膜连通，进气管和进气支管之间、集水管和集水支管之间均通过软管连通，软管上设有阀门，集水管通过集水法兰连有真空泵管路，穿孔曝气管和曝气支管上还设有多个曝气孔。
优选的，支撑架为不锈钢方管、不锈钢圆管或不锈钢角钢中的任意一种。
优选的，防护网一和防护网二为不锈钢丝网、塑料丝网或大孔径滤布中的任意一种，且防护网一和防护网二的丝网目数为10-50，并均通过锁扣或粘结的方式分别固定在支撑架的外部和中空纤维帘式膜片的外部。
优选的，曝气孔大小为2-6mm，曝气孔方向为斜向下40-50°。
优选的，长型导向槽是采用不锈钢材质制成的U型槽，U型槽的内部宽度和中空纤维膜的厚度一致。
优选的，软管为透明软管，由硅胶或钢丝制成，且通过塔型密封套管连接在进气管与进气支管之间、集水管和集水支管之间。
优选的，支撑架的内顶部对应于每个长型导向槽处均设有多个弹簧，弹簧的另一端均连有压紧件，且压紧件为T型压紧杆，并紧压在中空纤维帘式膜片的顶部。
本发明还提供一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的使用方法，包括如下步骤：
1）将顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件放置于需要处理的污水池中，然后将总曝气管和进气管通过法兰与风机连通，将集水管通过集水法兰与真空泵管路进行连通；
2）开启真空泵，污水中的泥水混合物、丝状杂物被截留在防护网一或防护网二的外部，洁净产水则进入中空纤维膜内，再进入集水支管，然后经软管连接的集水管上的塔型密封套管进入集水管，最后进入真空泵管路系统汇集于洁净水池；
3）在开启真空泵的同时开启风机，获得的压缩气源通过法兰进入总曝气管和进气管，压缩气源通过总曝气管进入曝气支管，然后由曝气支管上的曝气孔进入污水产生曝气，同时压缩气源通过进气管进入到穿孔曝气管，然后由穿孔曝气管上的曝气孔进入到中空纤维膜的下半段产生曝气，曝气过程可以有效增强膜丝间的相互抖动，降低膜丝周围的浓差极化，有利于膜组件系统的长期稳定运行；
4）在顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的运行过程中，通过观察集水管与集水支管相连接的软管中的水质状况来根据需要对中空纤维帘式膜片进行处理，当中空纤维帘式膜片中的膜丝污染情况较严重且需要更换时，压缩弹簧使得T型压紧杆与中空纤维帘式膜片分离，然后拔掉连接在中空纤维帘式膜片上的软管，再将软管关闭，取出独立的中空纤维帘式膜片，再将新的中空纤维帘式膜片插入相应的长型导向槽内，再将软连接在新的中空纤维帘式膜片上继续进行污水处理，此过程系统可以不停机进行单片拆卸、更换、安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置的防护网一和防护网二可以有效的将泥水混合物、丝状杂物等截留在支撑架的外部或者中空纤维帘式膜片的外部，从而提高了中空纤维帘式膜组件的过滤效率、降低了中空纤维膜组件根部积泥、杂物缠绕导致的断丝、出水水质变差、膜组件寿命缩短的风险以及离线清洗频率的降低，减少后期维护成本；而且中空纤维帘式膜片与支撑架之间可拆卸连接，方便了中空纤维帘式膜组件的清洗和更换，避免了需要整套设备停机或单组停机的状况，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1的侧视图；
图3为本发明图1的俯视图；
图4为本发明中空纤维帘式膜片的结构示意图；
图5为本发明曝气孔的结构示意图；
图6为本发明塔型密封套管的结构示意图。
图7为本发明在污水处理过程中的使用图；
图中：1、框架主体；11、支撑架；12、防护网一；2、曝气装置；21、总曝气管；22曝气支管、；3、中空纤维帘式膜片；31、进气支管；32、中空纤维膜；33、穿孔曝气管；34、集水支管；35、防护网二；4、进气管；5、集水管；6、长型导向槽；7、软管；8、塔型密封套管；9、T型压紧杆；10、曝气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图所示，一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，包括框架主体1、曝气装置2、中空纤维帘式膜片3、进气管4和集水管5，曝气装置2包括总曝气管21和曝气支管22，总曝气管21设置在框架主体1的一侧，曝气支管22设置在框架主体1的底部，总曝气管21和进气管4均通过法兰连有风机，框架主体包括支撑架11和设置在支撑架11外部的防护网一12，支撑架11的内顶部和内底部对应设有多个长型导向槽6，中空纤维帘式膜片3可拆卸的插在支撑架11内顶部和内底部对应设置的长型导向槽6之间，且中空纤维帘式膜片3的外部设有防护网二35，中空纤维帘式膜片3包括进气支管31、中空纤维膜32、穿孔曝气管33和集水支管34，其中进气支管31与穿孔曝气管33连通，集水支管34与中空纤维膜32连通，进气管4和进气支管31之间、集水管5和集水支管34之间均通过软管7连通，软管7上设有阀门，集水管5通过集水法兰连有真空泵管路，穿孔曝气管33和曝气支管22上还设有多个曝气孔10。
优选的，支撑架11为不锈钢方管、不锈钢圆管或不锈钢角钢中的任意一种。
优选的，防护网一12和防护网二35为不锈钢丝网、塑料丝网或大孔径滤布中的任意一种，且防护网一12和防护网二35的丝网目数为10-50，并均通过锁扣或粘结的方式分别固定在支撑架11的外部和中空纤维帘式膜片3的外部。
优选的，进气管4、集水管5和穿孔曝气管33均采用UPVC材料制成。
优选的，曝气孔10大小为2-6mm，曝气孔10方向为斜向下40-50°，当曝气时，曝气支管22和穿孔曝气管33主要起冲刷中空纤维膜32的膜丝表面、减缓中空纤维膜32的污染和为活性污泥提供氧气的作用，减少在使用过程中的维护成本。
优选的，长型导向槽6是采用不锈钢材质制成的U型槽，U型槽的内部宽度和中空纤维膜32的厚度一致。
优选的，软管7为透明软管，由硅胶或钢丝制成，且通过塔型密封套管8连接在进气管4与进气支管31之间、集水管5和集水支管34之间。
优选的，支撑架11的内顶部对应于每个长型导向槽6处均设有多个弹簧，弹簧的另一端均连有压紧件，且压紧件为T型压紧杆9，并紧压在中空纤维帘式膜片3的顶部。
本发明还提供一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的使用方法，包括如下步骤：
1）将顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件放置于需要处理的污水池中，然后将总曝气管21和进气管4通过法兰与风机连通，将集水管5通过集水法兰与真空泵管路进行连通；
2）开启真空泵，污水中的泥水混合物、丝状杂物被截留在防护网一12或防护网二35的外部，洁净产水则进入中空纤维膜32内，再进入集水支管34，然后经软管7连接的集水管5上的塔型密封套管8进入集水管5，最后进入真空泵管路系统汇集于洁净水池；
3）在开启真空泵的同时开启风机，获得的压缩气源通过法兰进入总曝气管21和进气管4，压缩气源通过总曝气管21进入曝气支管22，然后由曝气支管22上的曝气孔10进入污水产生曝气，同时压缩气源通过进气管4进入到穿孔曝气管33，然后由穿孔曝气管33上的曝气孔10进入到中空纤维膜32的下半段产生曝气，曝气过程可以有效增强膜丝间的相互抖动，降低膜丝周围的浓差极化，有利于膜组件系统的长期稳定运行；
4）在顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的运行过程中，可通过观察集水管5与集水支管34相连接的软管7中的水质状况，需要清洗中空纤维帘式膜片3时，可以将单帘的中空纤维帘式膜片3所对应的软管7关闭，且因单帘的中空纤维帘式膜片3的重量较小，所以可人为的将中空纤维帘式膜片3从膜组件中取出再进行清洗，从而能做到不停机更换，减少了后期维护成本；
5）当中空纤维帘式膜片3中的膜丝污染情况较严重且需要更换时，压缩弹簧使得T型压紧杆9与中空纤维帘式膜片3分离，然后拔掉连接在中空纤维帘式膜片3上的软管7，再将软管7关闭，取出独立的中空纤维帘式膜片3，再将新的中空纤维帘式膜片3插入相应的长型导向槽6内，再将软管7连接在新的中空纤维帘式膜片3上继续进行污水处理，此过程系统可以不停机进行单片拆卸、更换、安装。
本发明设置的防护网一12和防护网二35可以有效的将泥水混合物、丝状杂物等截留在支撑架11的外部或者中空纤维帘式膜片3的外部，从而提高了中空纤维帘式膜组件的过滤效率、降低了中空纤维膜组件根部积泥、杂物缠绕导致的断丝、出水水质变差、膜组件寿命缩短的风险以及离线清洗频率的降低，减少后期维护成本；而且中空纤维帘式膜片3可通过弹簧和T型压紧杆9实现与支撑架11之间的快速安装或拆卸，从而方便了中空纤维帘式膜组件的清洗和更换，避免了需要整套设备停机或单组停机的状况，提高了工作效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，包括框架主体（1）、曝气装置（2）、中空纤维帘式膜片（3）、进气管（4）和集水管（5），曝气装置（2）包括总曝气管（21）和曝气支管（22），总曝气管（21）设置在框架主体（1）的一侧，曝气支管（22）设置在框架主体（1）的底部，总曝气管（21）和进气管（4）均通过法兰连有风机，框架主体（1）包括支撑架（11）和设置在支撑架（11）外部的防护网一（12），支撑架（11）的内顶部和内底部对应设有多个长型导向槽（6），中空纤维帘式膜片（3）可拆卸的插在支撑架（11）内顶部和内底部对应设置的长型导向槽（6）之间，且中空纤维帘式膜片（3）的外部设有防护网二（35），中空纤维帘式膜片（3）包括进气支管（31）、中空纤维膜（32）、穿孔曝气管（33）和集水支管（34），其中进气支管（31）与穿孔曝气管（33）连通，集水支管（34）与中空纤维膜（32）连通，进气管（4）和进气支管（31）之间、集水管（5）和集水支管（34）之间均通过软管（7）连通，软管（7）上设有阀门，集水管（5）通过集水法兰连有真空泵管路，穿孔曝气管（33）和曝气支管（22）上还设有多个曝气孔（10）。
2.根据权利要求1所述的一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述防护网一（12）和防护网二（35）均通过锁扣或粘结的方式分别固定在支撑架（11）的外部和中空纤维帘式膜片（3）的外部，且防护网一（12）和防护网二（35）的丝网目数为10-50。
3.根据权利要求1所述的一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述曝气孔（10）大小为2-6mm，曝气孔（10）方向为斜向下40-50°。
4.根据权利要求1所述的一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述长型导向槽（6）是采用不锈钢材质制成的U型槽，U型槽的内部宽度和中空纤维膜（32）的厚度一致。
5.根据权利要求1所述的一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述软管（7）为透明软管，由硅胶或钢丝制成，且通过塔型密封套管（8）连接在进气管（4）与进气支管（31）之间、集水管（5）和集水支管（34）之间。
6.根据权利要求1所述的一种顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件，其特征在于，所述支撑架（11）的内顶部对应于每个长型导向槽（6）处均设有多个弹簧，弹簧的另一端均连有压紧件，且压紧件为T型压紧杆（9），并紧压在中空纤维帘式膜片（3）的顶部。
7.一种权利要求6所述的顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件放置于需要处理的污水池中，然后将总曝气管（21）和进气管（4）通过法兰与风机连通，将集水管（5）通过集水法兰与真空泵管路进行连通；
2）开启真空泵，污水中的泥水混合物、丝状杂物被截留在防护网一（12）或防护网二（35）的外部，洁净产水则进入中空纤维膜（32）内，再进入集水支管（34），然后经软管（7）连接的集水管（5）上的塔型密封套管（8）进入集水管（5），最后进入真空泵管路系统汇集于洁净水池；
3）在开启真空泵的同时开启风机，获得的压缩气源通过法兰进入总曝气管（21）和进气管（4），压缩气源通过总曝气管（21）进入曝气支管（22），然后由曝气支管（22）上的曝气孔（10）进入污水产生曝气，同时压缩气源通过进气管（4）进入到穿孔曝气管（33），然后由穿孔曝气管（33）上的曝气孔（10）进入到中空纤维膜（32）的下半段产生曝气，曝气过程可以有效增强膜丝间的相互抖动，降低膜丝周围的浓差极化，有利于膜组件系统的长期稳定运行；
4）在顶部可拆卸式中空纤维帘式膜组件的运行过程中，通过观察集水管（5）与集水支管（34）相连接的软管（7）中的水质状况来根据需要对中空纤维帘式膜片（3）进行处理，当中空纤维帘式膜片（3）中的膜丝污染情况较严重且需要更换时，压缩弹簧使得T型压紧杆（9）与中空纤维帘式膜片（3）分离，然后拔掉连接在中空纤维帘式膜片（3）上的软管（7），再将软管（7）关闭，取出独立的中空纤维帘式膜片（3），再将新的中空纤维帘式膜片（3）插入相应的长型导向槽（6）内，再将软管（7）连接在新的中空纤维帘式膜片（3）上继续进行污水处理，此过程系统可以不停机进行单片拆卸、更换、安装。
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