CN1951547A

CN1951547A - 帘式中空纤维膜组件

Info

Publication number: CN1951547A
Application number: CN 200510116589
Authority: CN
Inventors: 吕晓龙
Original assignee: Tianjin Polytechnic University
Current assignee: Tianjin Polytechnic University
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-04-25

Abstract

一种帘式中空纤维膜组件，单片中空纤维帘式膜为倒U型，折弯的单片膜的上部空间中插入插管，防止膜丝乱；膜丝两端头浇铸在一个浇铸盒中，两排膜丝之间一定设置有曝气管。本发明提供的帘式膜组件为将原先的两端直立浇铸结构改进为U型结构，上端无浇铸固定，采用圆管固定，这样，上端的膜丝在一定范围内可自由移动，曝气容易穿透膜丝，可以有效防止污泥在中空纤维膜丝间的堆积，尤其可以有效避免污泥及其它水中杂物在膜丝上端部的蓄积，从而保持膜的过滤能力。

Description

帘式中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及一种外压浸入式中空纤维膜组件，尤其涉及一种可用于膜生物反应器的浸入式中空纤维膜组件及单元膜组件，特别涉及帘式膜组件膜丝排布结构的改进。

背景技术

淡水资源危机是一个世界性的难题，我国的水资源总量虽然居世界第六位，但水资源短缺的状况更令人堪忧。专家预测，2010年后我国将开始进入严重的缺水期。专家还指出，2030年我国总需水量预计为7800亿至8200亿立方米，供水总量为7400亿至7700亿立方米，缺水400亿至500亿立方米。缺水高峰将在这一时期出现，水已经成为制约国民经济发展和人民生活水平提高的严重障碍。此时，膜-生物反应器的兴起，在一定程度上缓解了水资源紧张问题。

膜-生物反应器(MBR，Membrane bioreactor)，主要应用于污水处理，MBR法实质上是传统活性污泥法的改良，即污水在充分的生化反应后，运用膜分离技术将泥水分离，从而达到净化污水的目的。到80年代后期，各种形式的膜-生物反应器的出现，使得系统运行的稳定性得到提高，运行能耗降低，膜-生物反应器工艺在废水处理中的应用受到越来越广泛的重视。目前，膜-生物反应器已经成功地应用于中水回用、粪便污水处理、垃圾渗滤液废水处理、高浓度有机废水处理、含油废水处理等。其中，以浸没式膜生物反应器的应用较为广泛。

膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是传统活性污泥法与新兴的膜分离技术相结合的产物，它利用膜分离组件代替了传统工艺中的二沉池，不仅可以大大减小占地面积，还显著提高了固液分离的效率，使出水水质得到明显改善。

将浸没式膜生物反应器帘式膜组件置于生化池内，通过负压抽吸作用得到膜过滤出水。和传统污水处理方法相比较，此法具有以下优势：

(1)由于将膜组件代替了二沉池，大大节省了设备的占地面积；

(2)设备自动化水平高，便于操作，易于管理；

(3)在MBR池中可以维持较高的生物量，装置处理容积负荷大，污染物去除率高。出水水质良好，出水中不含悬浮物固体，而且可以去除细菌、病毒等，出水可以直接回用。

(4)膜分离可以使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活、稳定；

(5)有利于增殖缓慢的微生物(如硝化细菌)的截留和生长，系统硝化率提高，同时可提高难降解有机物的降解效率；

(6)污泥产量低，可以实现零排泥。

但是，在实际工程中还存在问题：

以往的中空纤维帘式膜结构如图1，为两片式结构，曝气无法进入两片膜之间，由于无法得到气水的充分抖动，在使用中容易在两片膜之间堆积污泥，导致中空纤维膜束粘连在一起，无法与液体接触，从而失去过滤功效。尤其在实际应用中发现，在帘式膜中，污泥首先蓄积在膜丝上端部，导致中空纤维膜束粘连在一起，失去过滤能力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型结构的浸入式中空纤维膜组件，尤其是可用于膜生物反应器的浸入式中空纤维膜组件及单元膜组件。

本发明提供一种帘式中空纤维膜组件，其特征在于：单片中空纤维帘式膜为倒U型，折弯的单片膜的上部空间中插入插管，防止膜丝乱。

而且，膜丝两端头浇铸在一个浇铸盒中，两排膜丝之间一定设置有曝气管。

而且，膜丝两端头浇铸在两个浇铸盒中，两排膜丝之间一定设置有曝气管。

另外，插管松紧度为：D0/D1＝90-100％，其中D0是中空纤维膜丝自然松弛长度，D1是中空纤维膜丝绷紧的长度，D1长度为200-1500mm。

另外，多片中空纤维帘式膜及曝气管平行集成在一起，构成中空纤维膜单元组件。

另外，两排膜丝的间距为10-100mm，每排丝厚度为1-20层膜丝。

另外，曝气管是穿孔管，在管下侧方有曝气孔，孔径1-6mm。

或者，曝气管是管结，管结直径10-40mm，长度20-100mm，管上口封闭，上侧方有曝气孔10，孔径1-6mm，管下口敞开。

本发明提供的帘式膜组件为将原先的两端直立浇铸结构改进为U型结构，上端无浇铸固定，采用圆管固定，这样，上端的膜丝在一定范围内可自由移动，曝气容易穿透膜丝，可以有效防止污泥在中空纤维膜丝间的堆积，尤其可以有效避免污泥及其它水中杂物在膜丝上端部的蓄积，从而保持膜的过滤能力。

附图说明

图1为现有技术中中空纤维帘式膜结构；

图2为本发明膜丝两端头浇铸在一个浇铸盒中的中空纤维帘式膜结构；

图3为本发明图2的中空纤维帘式膜结构侧视图；

图4为本发明膜丝两端头浇铸在两个个浇铸盒中的中空纤维帘式膜结构；

图5为本发明图4的中空纤维帘式膜结构侧视图；

图6为本发明曝气管结构示意图；

图7为本发明管结式曝气管结构示意图；

图8为本发明集水管直接连接构成单元组件的示意图；

图9为本发明集水管连接构成单元膜组件的另外一种形式示意图；

图10为本发明多片中空纤维帘式膜及曝气管集成构成中空纤维膜单元的示意图。

具体实施方式

如图2所示，单片中空纤维帘式膜为倒U型，折弯的单片膜的上部空间中插入插管2，以便防止膜丝乱其中，插管管径5-50mm。

图2中，标记1显示当中空纤维膜绷紧时，插管可以处于的位置；标记2是当中空纤维膜有一定松弛度时，插管实际处于的位置。

本发明膜丝两端头可以如图2、3所示，浇铸在一个浇铸盒6中，(图3为本发明图2的中空纤维帘式膜结构侧视图)，也可如图4、5所示，浇铸在两个浇铸盒6中(图5为本发明图4的中空纤维帘式膜结构侧视图)。

无论采用哪种方式，两排膜丝之间一定要设置有曝气管3。

而且，两排膜丝的间距D2为10-100mm，每排丝厚度为1-20层膜丝。

对于插管2的松紧度，中空纤维膜丝绷紧的长度D1与自然松弛长度D0的比例为：D0/D1＝90-100％。其中D1长度为200-1500mm。

曝气管3可以是穿孔管，如图6，在管下侧方有曝气孔10，孔径1-6mm；也可以是管结11，如图7，管结直径10-40mm，长度20-100mm，管上口封闭，上侧方有曝气孔10，孔径1-6mm，管下口敞开，这样可以防止污泥堵塞曝气孔；管结可以采用四通接头或四通接头上进一步接管，或其它方式。

对于图2、3所示的单浇铸盒方式，可如图8所示，将下集水管4直接连接，构成单元组件。

对于图4、5所示的双浇铸盒方式，可如图9所示，将下集水管4直接连接，构成单元组件，也可将单片膜的两个集水管先连接在一起，然后在将多片膜的集水管连接在一起。

如图10所示，将多片中空纤维帘式膜及曝气管平行集成在一起，构成中空纤维膜单元组件。

中空纤维膜单元组件可上下多层使用。

Claims

1、一种帘式中空纤维膜组件，其特征在于：单片中空纤维帘式膜为倒U型，折弯的单片膜的上部空间中插入插管(2)，防止膜丝乱。

2、根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：膜丝两端头浇铸在一个浇铸盒中，两排膜丝之间一定设置有曝气管(3)。

3、根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：膜丝两端头浇铸在两个浇铸盒中，两排膜丝之间一定设置有曝气管(3)。

4、根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：插管松紧度为：D₀/D₁＝90-100％，其中D₀是中空纤维膜丝自然松弛长度，D₁是中空纤维膜丝绷紧的长度，D₁长度为200-1500mm。

5、根据上述权利要求1或4所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：多片中空纤维帘式膜及曝气管平行集成在一起，构成中空纤维膜单元组件。

6、根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：

两排膜丝的间距为10-100mm，每排丝厚度为1-20层膜丝。

7、根据权利要求2或3所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：曝气管是穿孔管，在管下侧方有曝气孔，孔径1-6mm。

8、根据权利要求2或3所述的帘式中空纤维膜组件，其特征在于：曝气管是管结，管结直径10-40mm，长度20-100mm，管上口封闭，上侧方有曝气孔10，孔径1-6mm，管下口敞开。