CN1727057A

CN1727057A - 浸入式u型中空纤维多孔膜束的过滤系统

Info

Publication number: CN1727057A
Application number: CN 200410053467
Authority: CN
Inventors: 李翔
Original assignee: OKUMEI ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd ZHEJIANG
Current assignee: OKUMEI ENVIRONMENT ENGINEERING Co Ltd ZHEJIANG
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-01

Abstract

本发明涉及一种污水处理技术设备。包括待处理原水水池，设于其间的中空纤维多孔膜组件和与输出泵相接的曝气管，所述的中空纤维多孔膜组件系采用浸于待处理原水水池内的若干个中空纤维膜束，其特征在于：所述中空纤维膜束的两端分别固定在接体上，并通过接体与设置于水池近底部的集水管相连接，而每一组中空纤维膜束呈U型布置且浸没于水池中。因此，本发明具有结构简单，装置紧凑，膜丝的受力均匀，不易断裂，各组模束独立性好，在发生故障时可以在不影响其余部分工作的情况下及时进行更换；而且占地小，能耗低，操作方便，投资省，出水质量好，处理效率较高，运行周期较长等特点，可单独或串联用于高浊度水处理场合。

Description

浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术设备，尤其是涉及一种中空纤维呈U型束状置于待处理原水水池中，每一束端部朝下整体松懈地浸没，并能自由抖动的浸入式多孔膜过滤系统。

背景技术

传统的生活、工业等污水废水回用处理工艺流程比较复杂，操作管理也很麻烦，且其处理水水质不甚稳定。近几年来发展起来的膜法处理技术克服了传统工艺的缺点和不足，使处理后的水质理化指标得以提高。在传统的膜组件设计中，是将中空纤维膜丝填装于筒状壳体中形成膜组件，往往依靠提高膜丝填装密度来增加组件单位体积的膜面积，但是这样会影响组件内水流的均匀分布，会造成大的水头损失。而在体积不是作为主要考虑因素的情形下，体积大而膜丝填充密度小的组件，其渗透效果会更好，同时，组件中膜丝密度越小，组件的水头损失也会越小，组件内水流均匀，膜面积的利用就越充分。但是在传统的组件中减小膜丝密度，非但没有预期的改善水流均匀性，膜丝易于断裂而产生水流短路。这样反而会降低水流的均匀性和气液传递效率，容易造成膜丝污堵。

为了改善水流均匀性，提高渗透效率，同时解决所用膜的污堵问题，各种无壳膜组件应运而生。例如，有人在申请号为01126449.7的专利中公开了一种高浊度水处理装置，其特征是排列成屏幕状的亲水型中空纤维微孔膜两端分别连接集水管，采用絮凝、气浮等工艺，将水中的大部分杂质沉积于或浮于水面上，减轻了膜的负担，而且在气体的扰动下，膜一直在抖动状态，气泡不断擦洗膜，改善了膜的透水能力的保持。又如，有人申请了一种“浸入膜元件和组件”(申请号00802893.1)，具有微滤或超滤空心纤维膜，该空心纤维膜分别固定于一对水平相对隔开并垂直延伸的集水管之间，整个膜组件浸没于待过滤的水中，膜组件下面设曝气器，对一个或多个组件曝气，以便在渗透周期性地停止期间不时地擦洗膜。但是上述技术中，膜组件膜丝两端大都分别固定于二组集水管，膜丝虽可以在曝气系统作用下抖动，但自由度有限，膜组件的整个超滤空心纤维束几乎呈水平状布置，不能很好地去除粘结在膜丝表面的污染物。而且受力不甚均匀，其两端固定处尤其容易断裂的问题，影响了膜组件的使用寿命，造成产水水质不稳定。对膜丝的布置和整理也存在较大的困难；同时耗气量大，气水比一般达20∶1。

另外，美国专利文献公布了一种无壳中空纤维膜组件及其清洗方法(申请号：US5248424)，该方案是在集水基板之间设置无壳且无约束的中空膜组件，膜丝呈拱形排列，膜束的至少一头安插在集水基板上，膜丝的长度远大于二基板之间的距离，使膜丝呈浮游状态，可自由摆动，且膜丝之间互不接触。采用该技术方案在一定程度上提高了膜丝的自由度，改善了水处理性能；但是由于其膜丝分散排列，而膜丝的直径又较细，膜丝在浮游时容易相互缠绕，造成膜丝的混乱。另一方面，布置于集水基板两端的膜丝呈较大幅面的屏幕状，其受力不甚均匀，布置于集水基板两端的膜丝尤其易于断裂，从而影响了膜组件的使用寿命，造成产水水质不稳定。此外，因膜丝是均匀直接固定在集水基板上的，在局部的膜丝断裂时，只能整体更换，不仅影响正常的生产作业，而且成本较高，造成生产资源的浪费，导致经济效益不够理想。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的膜丝整体呈平面设置，不利于在局部的膜丝断裂时进行更换和修复，一旦局部出现故障需要全线停止作业，整体更换等不足，提供了一种中空纤维呈U型束状布置，每一束充分独立，局部产生故障可以单独排除而不影响设备工作，并在较小的气流扰动下，有效去除粘结在膜丝表面的污染物的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统。

本发明同时还解决现有技术所存在的膜丝两端固定，受力不甚均匀，容易产生断裂，从而影响膜组件的使用寿命，造成产水水质不稳定等的技术问题，提供一种膜丝不易断裂，膜组件使用寿命长，产水水质稳定的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统。

本发明与一端浸入式的现有技术相比，解决了膜丝易于混乱，相互纠结，造成水通量下降，游离端需逐一封闭，影响工作效率等的技术问题。提供了一种膜丝通顺，不易纠结，水通量大，工作效率高的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，包括待处理原水水池，设于其间的中空纤维多孔膜组件和与输出泵相接的曝气管，所述的中空纤维多孔膜组件系采用浸于待处理原水水池内的若干个中空纤维膜束，其特征在于：所述中空纤维膜束的两端分别固定在接体上，并通过接体与设置于水池近底部的集水管相连接，而每一组中空纤维膜束呈U型布置且浸没于水池中。膜束的两端通常由环氧树脂浇铸汇集，联接在集水管上，并与之相通，膜束充分地松散开并呈倒U形，顶端漂浮于处理水池的较上部位置，并随着水流作漂浮、摆动。将大片的膜丝分成一组一组的膜束，这样不仅方便了膜丝的布置；同时，在局部的膜丝产生断裂时可以在不影响其余部分作业的情况下将该中空纤维多孔膜束及时进行更换。

另一方面，由于中空纤维多孔膜束呈束状布置，其边缘与中心区域的纤维距离较小，因而在布置和作业过程中，其间的每一根中空纤维受力大体相同，不易断裂。

作为优选，所述中空纤维膜束两端的接体分别相邻布置在同一根集水管上。若需增加中空纤维膜束两端的跨度，也可将所述中空纤维膜束两端的接体分别交错一组或多组地布置在同一根集水管上。

作为优选，所述接体与集水管之间设置有可拆卸的法兰接头；所述集水管上设置有一个或多个螺纹活接。这样，即使某一组或连续多组中空纤维膜束损坏后，也只需更换该组中空纤维膜束，其它组件依旧可使用、运行，而且维修、更换变得方便、快捷。接体与集水管之间的连接除了采用法兰连接外，还可以采用卡箍，螺纹活接等连接方式。

作为优选，所述U型中空纤维多孔膜束的中部骑跨于支撑管上，所述的支撑管设置于集水管上方的近水面处。所述的支撑管上不仅可作为水通道，而且同时也为适度控制U型中空纤维多孔膜束的摆动范围，防止中空纤维多孔膜束之间或每束中空纤维多孔膜内部间产生彼此缭绕。需要时，也可在每束U型中空纤维多孔膜束外置一宽松的环圈，以适度限制中空纤维多孔膜间的过渡摆动。

作为优选，所述集水管的下方或其旁设置有曝气管；且所述U型中空纤维多孔膜束端部的跨距与垂直高度之比为1∶1-8。具体比值的选定主要取决于整个过滤系统中的中空纤维多孔膜束布置密度，中空纤维多孔膜束的自由度等。

此外，作为优选，所述反应池上设有溢流口，所述溢流口略高于反应池内的水面高度。在大量气泡作用下，水中的污物分成两部分，其中比重较大的污物沉积在水池底部，可定期排除；而比重较轻的污物浮在水面上，可经溢流口排出。

因此，本发明具有结构简单，布局合理，装置紧凑，膜丝的受力均匀，不易断裂，各组模束独立性好，在发生故障时可以在不影响其余部分工作的情况下及时进行更换；而且占地小，能耗低，操作方便，设备少，投资省，出水质量好，处理效率较高，运行周期较长等特点，可单独或串联用于高浊度水处理场合。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明的另一种结构示意图；

附图3是本发明的一种放大的中空纤维多孔膜束头结构示意图；

附图4是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

完全浸没于待处理原水水池6中的若干个中空纤维多孔膜束9(如附图1所示)，其两端分别用环氧树脂12浇铸汇集，端部开口并通过接体1及法兰3分别与集水管2和吸引泵8相接，将膜束呈U形状，其顶端在水中呈游离态，漂浮于处理水池的较上部位置。在集水管上，相邻二个膜束的端部依序分布，间距90mm。同时为了方便膜束的维护、清洗，防止相邻膜束相互缠绕，在U形膜束内穿插支撑管4，其距离U形膜束顶端的高度大体为整个膜束高度的5-10％。待净化的水经过中空纤维多孔膜壁上的孔隙，进入中空纤维多孔膜内侧，并流入集水管2，通过吸引泵8吸出。集水管2沉浸于处理水池的较底部位置，在集水管2的下方200mm左右布置曝气装置，每间隔一定时间对膜组件进行加气清洗。这样浸没于待处理原水中的，按一定密度布置的中空纤维膜束9，在曝气管5引入的气体形成的气水混合体的扰动下，由于其上端在水中呈游离态，可以在一定幅度内随气水流产生抖动，将附着在膜表面的污物抖落。曝气管5通过鼓风机10将空气引入，并通过阀门11控制其工作。在大量气泡作用下，水中的污物分成两部分，其中比重较大的污物沉积在水池底部，可定期排除；而比重较轻的污物浮在水面上，经溢流口7排出。

实施例2

完全浸没于待处理原水水池6中的若干个中空纤维多孔膜束9(如附图2所示)，其两端分别用环氧树脂12浇铸汇集，端部开口并通过法兰头3分别与集水管2和吸引泵8相接，将膜束呈U形状，其顶端在水中呈游离态，漂浮于处理水池的较上部位置。集水管2上设置有若干螺纹活接14，以便于安装和更换膜束。在集水管2上，相邻二个膜束的端部呈交替分布，间距75mm。同时为了方便膜束的维护、清洗，防止相邻膜束相互缠绕，在U形膜束内穿插支撑管，其距离U形膜束顶端的高度大体为整个膜束高度的5-10％。待净化的水经过中空纤维多孔膜壁上的孔隙，进入中空纤维多孔膜内侧，并流入集水管，通过泵吸出。膜束的另一端膜束分散在水中呈游离态，漂浮于处理水池的较上部位置，端部独自封口或数根膜丝合并封口。集水管2沉浸于处理水池的较底部位置，在集水管的下方200mm左右布置曝气装置，每间隔一定时间对膜组件进行加气清洗。这样浸没于待处理原水中的，按一定密度布置的中空纤维膜束，在曝气管5引入的气体形成的气水混合体的扰动下，由于其上端在水中呈游离态，可以在一定幅度内随气水流产生抖动，将附着在膜表面的污物抖落。曝气管5通过鼓风机10将空气引入，并通过阀门11控制其工作。在大量气泡作用下，水中的污物分成两部分，其中比重较大的污物沉积在水池底部，可定期排除；而比重较轻的污物浮在水面上，经溢流口7排出。

本发明适用于地表水、地下水、市政污水、工业废水等高浊度水的净化处理。也可应用于膜生物反应器。

Claims

1.一种浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，包括待处理原水水池，设于其间的中空纤维多孔膜组件和与输出泵相接的曝气管，所述的中空纤维多孔膜组件系采用浸于待处理原水水池内的若干个中空纤维膜束(9)，其特征在于：所述中空纤维膜束(9)的两端分别固定在接体(1)上，并通过接体(1)与设置于水池近底部的集水管(2)相连接，而每一组中空纤维膜束(9)呈U型布置且浸没于水池中。

2.根据权利要求1所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述中空纤维膜束(9)两端的接体(1)分别相邻布置在同一根集水管(2)上。

3.根据权利要求1所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述中空纤维膜束两端(9)的接体(1)分别交错一组或多组地布置在同一根集水管(2)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述接体(1)与集水管(2)之间设置有可拆卸的法兰接头(3)；所述集水管(2)上设置有一个或多个螺纹活接(14)。

5.根据权利要求1或2或3所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述接体(1)与集水管(2)之间设置有螺纹活接或卡箍；所述集水管(2)上设置有一个或多个螺纹活接(14)。

6.根据权利要求1或2或3所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述U型中空纤维多孔膜束(9)的中部骑跨于支撑管(4)上，所述的支撑管(4)设置于集水管(2)上方的近水面处。

7.根据权利要求4所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征在于所述U型中空纤维多孔膜束(9)的中部骑跨于支撑管(4)上，所述的支撑管(4)设置于集水管(2)上方的近水面处。

8.根据权利要求1或2或3所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征是在所述集水管(2)的下方或其旁设置有曝气管(5)；且所述U型中空纤维多孔膜束(9)端部的跨距与垂直高度之比为1∶1-8。

9.根据权利要求4所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征是在所述集水管(2)的下方或其旁设置有曝气管(5)；且所述U型中空纤维多孔膜束(9)端部的跨距与垂直高度之比为1∶1-8。

10.根据权利要求6所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征是在所述集水管(2)的下方或其旁设置有曝气管(5)；且所述U型中空纤维多孔膜束(9)端部的跨距与垂直高度之比为1∶1-8。

11.根据权利要求1或2或3所述的浸入式U型中空纤维多孔膜束的过滤系统，其特征是在所述反应池(6)上设有溢流口(7)，所述溢流口(7)略高于反应池(6)内的水面高度。