CN112263914B - 一种膜滤装置 - Google Patents

一种膜滤装置

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Abstract

本发明公开了一种膜滤装置，包括密封罐、开设于密封罐上的进水口、第一产水口和浓水口、与进水口连通的进水泵、与第一产水口连通的产水泵、设于密封罐中的浸没式帘式膜组件；浸没式帘式膜组件包括膜丝束、上膜管、下膜管、上安装支架、下安装支架、开设于上膜管和/或下膜管上的第二产水口、分别与第一产水口和第二产水口连通的集水器；上安装支架和下安装支架均固连于密封罐中；上膜管和下膜管中至少一者为活动膜管，活动膜管与对应的安装支架之间活动连接，活动膜管上设有用于防止两者完全脱离的限位件，限位件位于对应的安装支架远离膜丝束的一侧。本发明一种膜滤装置，膜通量较高；能够避免杂物在膜帘端部堆积，系统运行稳定性较好。

Description

一种膜滤装置
技术领域
本发明涉及一种膜滤装置。
背景技术
中空纤维膜一般采用帘式膜和柱式膜两种结构。
帘式膜一般做成浸没式的膜箱，将膜箱放置在膜池中，依靠产水泵的抽吸力形成跨膜压差而驱动水的过滤。这种结构因为膜滤系统是开式的，难以获得较高的压差动力，膜通量一般不高；而且在膜池中难以实现原位恢复性化学清洗。
柱式膜一般做成两端浇铸的膜柱，并排安装在膜架上；规模化水处理装置中所用的单支膜柱的过滤面积一般在50-75m2之间；过滤压力一般在1Bar左右。柱式膜滤系统为闭式系统，其缺点在于单支膜柱的过滤面积小，膜丝装填效率低；两端浇铸的封闭式结构使得中空纤维膜丝的清洗清理难以彻底，也容易在两端膜丝根部形成杂物污堵。
发明内容
本发明的目的是提供一种膜滤装置，能够具备较高的过滤压力，膜通量较高；能够避免杂物在膜帘端部堆积，清洗清理较为容易，系统运行的稳定性较好。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种膜滤装置，包括密封罐、开设于所述密封罐上的进水口、第一产水口和浓水口、与所述进水口连通的进水泵、与所述第一产水口连通的产水泵、设于所述密封罐中的浸没式帘式膜组件；
所述浸没式帘式膜组件包括膜丝束、用于固定连接所述膜丝束上端的上膜管、用于固定连接所述膜丝束下端的下膜管、用于安装所述上膜管的上安装支架、用于安装所述下膜管的下安装支架、开设于所述上膜管和/或所述下膜管上的第二产水口、分别与所述第一产水口和所述第二产水口连通的集水器；
所述上安装支架和所述下安装支架均固连于所述密封罐中；
所述上膜管和所述下膜管中，至少一者为活动膜管，所述活动膜管与对应的安装支架之间活动连接，所述活动膜管上设有用于防止两者完全脱离的限位件，所述限位件位于对应的所述安装支架远离所述膜丝束的一侧。
优选地，所述上膜管为活动膜管时，所述上安装支架包括可被所述上膜管向上穿过的上通孔，所述限位件为环设于所述上膜管外侧上部的且用于防止所述上膜管向下完全穿过所述上通孔的上限位环。
优选地，所述下膜管为活动膜管时，所述下安装支架包括可被所述下膜管向下穿过的下通孔，所述限位件为环设于所述下膜管外侧下部的且用于防止所述下膜管向上完全穿过所述下通孔的下限位环。
优选地，所述密封罐包括沿向下的方向逐渐锥形收缩的锥形底部、开设于所述锥形底部底端的排水口。
优选地，所述装置还包括开设于所述密封罐下端部的曝气口、开设于所述密封罐上端部的排气口。
优选地，所述装置还包括与所述进水口连通的进水罐，所述进水泵连通在所述进水罐和所述密封罐之间。
优选地，所述装置还包括与所述第一产水口连通的产水罐，所述产水泵连通在所述产水罐和所述密封罐之间。
更优选地，所述装置还包括连通在所述产水罐和所述第一产水口之间的反洗管路、连通在所述反洗管路上的反洗泵。
优选地，所述膜丝束为均质型中空纤维膜、或内衬增强型中空纤维膜、或合金型中空纤维膜、或多孔型中空纤维膜。
优选地，所述膜丝束为超滤膜、或微滤膜、或纳滤膜、或反渗透膜。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种膜滤装置，通过设置密封罐、连通在密封罐进水口上的进水泵、以及连通在密封罐产水口上的产水泵，使得系统能具备到较高的过滤压力，膜通量较高；膜丝束的至少一端活动的设于对应的安装支架中，在过滤和曝气过程中，膜丝束能够保持上下浮动，使得膜池内的杂物无法在膜帘端部堆积，能够保证系统的长期稳定运行；同时，还减小了曝气时的曝气量，降低了运行成本。
附图说明
附图1为本发明装置的结构示意图；
附图2为密封罐的结构示意图；
附图3为膜丝束与上膜管和下膜管的安装结构示意图。
其中：1、密封罐；2、进水口；3、第一产水口；4、浓水口；5、进水泵；6、产水泵；7、膜丝束；8、上膜管；9、下膜管；10、上安装支架；11、下安装支架；12、第二产水口；13、集水器；14、限位件；15、套筒；16、锥形底部；17、排水口；18、曝气口；19、排气口；20、进水罐；21、产水罐；22、反洗管路；23、反洗泵。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1-3所示，上述一种膜滤装置，包括密封罐1、开设于密封罐1上的进水口2、第一产水口3和浓水口4、与进水口2连通的进水泵5、与第一产水口3连通的产水泵6、设于密封罐1中的浸没式帘式膜组件。进水泵5和产水泵6均设于密封罐1外部。
在本实施例中，上述一种膜滤装置，还包括与进水口2连通的进水罐20、与第一产水口3连通的产水罐21。进水泵5连通在进水罐20和密封罐1之间，产水泵6连通在产水罐21和密封罐1之间。
通过这个设置，进水泵5工作时，在浸没式帘式膜组件外部形成一定的正向压力；产水泵6工作时，在浸没式帘式膜组件内部形成一定的真空抽吸力。在正常工作时，进水泵5和产水泵6中的至少一者通电运行，就能够实现较大的跨膜压差。使得系统能够具备较高的过滤压力，膜通量较高。
上述一种膜滤装置，还包括连通在产水罐21和第一产水口3之间的反洗管路22、连通在反洗管路22上的反洗泵23。正常工作时，反洗泵23关闭，密封罐1产水通过产水泵6抽吸进入产水罐21中；当需要对密封罐1中的浸没式帘式膜组件清洗时，产水泵6关闭，反洗泵23将产水罐21中的产水抽入密封罐1中，对其中的浸没式帘式膜组件进行反向清洗。
参见图2-3所示，上述浸没式帘式膜组件，包括膜丝束7、用于固定连接膜丝束7上端的上膜管8、用于固定连接膜丝束7下端的下膜管9、用于安装上膜管8的上安装支架10、用于安装下膜管9的下安装支架11、开设于上膜管8和/或下膜管9上的第二产水口12、分别与第一产水口3和第二产水口12连通的集水器13。在本实施例中，第二产水口12开设于上膜管8顶端，下膜管9则封闭设置。
在本实施例中，膜丝束7由若干根中空纤维膜丝集束形成，膜丝束7上端浇铸在上膜管8中，膜丝束7下端则浇铸在下膜管9中。上安装支架10和下安装支架11均固连于密封罐1中，两者之间设有多束间隔均匀且相互平行的膜丝束7。集水器13则固定的设于上安装支架10上方。
在上膜管8和下膜管9中，至少一者为活动膜管。活动膜管与对应的安装支架之间活动连接，活动膜管上设有用于防止两者完全脱离的限位件14，限位件14位于对应的安装支架远离膜丝束7的一侧。
在实施例1中，上膜管8为活动膜管，下膜管9则固定的设于下安装支架11上。
在实施例2中，下膜管9为活动膜管，上膜管8则固定的设于上安装支架10上。
在本实施例中，上膜管8和下膜管9均为活动膜管。
上安装支架10包括可被上膜管8向上穿过的上通孔，限位件14为环设于上膜管8外侧上部的且用于防止上膜管8向下完全穿过上通孔的上限位环。上膜管8的直径小于上通孔的直径，上限位环的外径大于上通孔的直径。在本实施例中，上膜管8、上通孔和上限位环的横截面均为正方形，正方形边长的对比与直径的对比相同。
通过这个设置，能够保证上膜管8在上通孔中上下浮动，且不与上安装支架10相互脱离。上膜管8在上下浮动过程中，还具有径向的位移，进一步避免了杂物的堆积。
参见图3所示，上膜管8上部配合的套设有套筒15，第二产水口12开设于套筒15顶端，上限位环则为套筒15的底端。
上述膜丝束7向上张紧时，上膜管8的底端高度低于或等于上安装支架10的底面高度。通过这个设置，能够避免上通孔内壁刮伤膜丝束7。
下安装支架11包括可被下膜管9向下穿过的下通孔，限位件14为环设于下膜管9外侧下部的且用于防止下膜管9向上完全穿过下通孔的下限位环。下膜管9的直径小于下通孔的直径，下限位环的外径大于下通孔的直径。在本实施例中，下膜管9、下通孔和下限位环的横截面均为正方向，正方形边长的对比与直径的对比相同。
通过这个设置，能够保证下膜管9在下通孔中上下浮动，且不与下安装支架11相互脱离。下膜管9在上下浮动过程中，还具有径向的位移，进一步避免了杂物的堆积。
参见图3所示，下膜管9底端封闭，下限位环则环凸于下膜管9底端侧部。
上述膜丝束7向下张紧时，下膜管9的顶端高度高于或等于下安装支架11的顶面高度。通过这个设置，能够避免下通孔内壁刮伤膜丝束7。
在本实施例中，上限位环和下限位件14之间的距离比上安装支架10和下安装支架11之间的距离要多出30-200mm，以保证上膜管8和下膜管9同时具有30-200mm的自由行程。
通过这个设置，在过滤和曝气过程中，膜丝束7能够保持上下左右浮动，使得密封罐1内的杂物无法在膜帘端部堆积，能够保证系统的长期稳定运行，只需定时进行常规的气水合洗与在线清洗即可；同时，由于膜帘端部无杂物堆积，还能够相应的减小曝气时的曝气量，降低了运行成本。运行过程中曝气量仅为常规膜帘的60-70%，运行成本较常规膜帘相比降低了25-30%。
上述密封罐1包括沿向下的方向逐渐锥形收缩的锥形底部16、开设于锥形底部16底端的排水口17。通过这个设置，能够确保排尽密封罐1中的污水，进而实现对浸没式帘式膜组件进行彻底的原位恢复性化学清洗。
上述一种膜滤装置，还包括开设于密封罐1下端部的曝气口18、开设于密封罐1上端部的排气口19。
上述一种膜滤装置，还包括设于密封罐1上的第一压力计、设于进水管路（用于连通进水罐20和密封罐1的管路）上的第二压力计、设于产水管路（用于连通产水罐21和密封罐1的管路，区别于反洗管路22）上的第三压力计。通过设置压力计，能够实时监控对应管路中的压力。
上述膜丝束7为均质型中空纤维膜、或内衬增强型中空纤维膜、或合金型中空纤维膜、或多孔型中空纤维膜。
上述膜丝束7为超滤膜、或微滤膜、或纳滤膜、或反渗透膜。
上述一种膜滤装置，过滤的介质可以是污水、地表水、地下水、工艺水、海水、苦咸水、化工流体、生物质流体、或饮料等。
在浸没式帘式膜组件中，膜丝束7的装填面积在100-10000m2之间。
在上述一种膜滤装置中，密封罐1的数量可以根据需要进行配置。优选在1-200个之间。
本发明一种膜滤装置，具有以下优点：
高度集约，节省空间与占地：与传统的开式中空纤维帘式膜设备相比，闭式中空纤维帘式膜滤设备的膜丝装填密度高，膜通量提高，设备效率高，节约占地可达50%；与传统的柱式超滤膜架设备相比，闭式中空纤维帘式超滤膜滤设备节约占地可达30%；
节省投资：在污水处理厂提标改造项目中，利用现有好氧池作为高浓活性污泥好氧池，或者是将二沉池改造为高浓活性污泥好氧池，无需新建膜池；采用本发明的外置式闭式膜滤设备；新增鼓风量需求大大减少；由此可以大大节省提标项目的投资；提标改造的工期也可以缩短；
降低运行成本：与传统结构相比，闭式中空纤维帘式膜滤设备可以节省鼓风曝气量；更容易实现全自动运行模式，可以大幅度节约人工费用；
提升膜的抗污堵能力，延长膜丝使用寿命：闭式中空纤维帘式膜滤设备可以实现彻底的原位恢复性化学清洗，提升抗污堵能力，延长膜丝使用寿命。
实施例1：某村镇生活污水处理，一台闭式中空纤维帘式膜滤设备配合前端的一台A2O一体化设备；单个密封罐1装填497平米膜丝，每台设备共有五个密封罐1，全自动运行模式。一台设备日处理农村生活污水1000m3/天。
实施例2：某市政污水处理厂采用外置式MBR工艺对原有A2O工艺进行深度处理提标改造，将原有的二沉池改造为高浓污泥好氧池，利用外置式MBR密封罐1对A2O生化出水和二沉池污水进行过滤和浓缩，透过MBR膜的过滤水为处理达标产水。共采用八台闭式中空纤维帘式膜滤设备；单个密封罐1装填2121平米膜丝，每台设备共有六个密封罐1；八台设备采用七开一备运行方式，七台设备日产水量30000m3/天。
实施例3：某造纸厂地表水处理项目，三台闭式超滤中空纤维帘式膜滤设备，处理后的水作为工厂生产用水；单个密封罐1装填2121平米膜丝，每台设备共有六个密封罐1；三台设备采用两开一备运行方式，两台设备日产水量20000m3/天。
实施例4：某印染厂中水回用项目，采用三台闭式超滤中空纤维帘式膜滤设备作为RO的前道处理；单个密封罐1装填1060平米膜丝，每台设备共有六个密封罐1；三台设备采用两开一备运行方式，两台设备日产水量10000m3/天。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种膜滤装置，其特征在于：包括密封罐、开设于所述密封罐上的进水口、第一产水口和浓水口、与所述进水口连通的进水泵、与所述第一产水口连通的产水泵、设于所述密封罐中的浸没式帘式膜组件；
所述浸没式帘式膜组件包括膜丝束、用于固定连接所述膜丝束上端的上膜管、用于固定连接所述膜丝束下端的下膜管、用于安装所述上膜管的上安装支架、用于安装所述下膜管的下安装支架、开设于所述上膜管和所述下膜管上的第二产水口、分别与所述第一产水口和所述第二产水口连通的集水器；
所述上安装支架和所述下安装支架均固连于所述密封罐中；
所述上膜管和所述下膜管中，至少一者为活动膜管，所述活动膜管与对应的安装支架之间活动连接，所述活动膜管上设有用于防止两者完全脱离的限位件，所述限位件位于对应的所述安装支架远离所述膜丝束的一侧；
所述上膜管为活动膜管时，所述上安装支架包括可被所述上膜管向上穿过的上通孔，所述限位件为环设于所述上膜管外侧上部的且用于防止所述上膜管向下完全穿过所述上通孔的上限位环；
所述下膜管为活动膜管时，所述下安装支架包括可被所述下膜管向下穿过的下通孔，所述限位件为环设于所述下膜管外侧下部的且用于防止所述下膜管向上完全穿过所述下通孔的下限位环；
在过滤和曝气过程中，所述膜丝束能够保持上下浮动；所述上膜管在上下浮动过程中，还具有径向的位移；所述下膜管在上下浮动过程中，还具有径向的位移。
2.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述密封罐包括沿向下的方向逐渐锥形收缩的锥形底部、开设于所述锥形底部底端的排水口。
3.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述装置还包括开设于所述密封罐下端部的曝气口、开设于所述密封罐上端部的排气口。
4.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述装置还包括与所述进水口连通的进水罐，所述进水泵连通在所述进水罐和所述密封罐之间。
5.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述装置还包括与所述第一产水口连通的产水罐，所述产水泵连通在所述产水罐和所述密封罐之间。
6.根据权利要求5所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述装置还包括连通在所述产水罐和所述第一产水口之间的反洗管路、连通在所述反洗管路上的反洗泵。
7.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述膜丝束为均质型中空纤维膜、或内衬增强型中空纤维膜、或合金型中空纤维膜、或多孔型中空纤维膜。
8.根据权利要求1所述的一种膜滤装置，其特征在于：所述膜丝束为超滤膜、或微滤膜、或纳滤膜、或反渗透膜。
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