CN201305485Y - 浸没式气提膜过滤器 - Google Patents

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孟广祯
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本实用新型涉及一种包括气提功能的浸没式中空纤维膜或毛细管膜的过滤器，属于环保水处理技术和膜分离技术领域，适用于膜过滤、膜生物反应器(MBR)或膜加强生物反应器(MEBR)。该膜过滤器通过一个外壳限定了曝入气体的流道，使之对膜表面的擦洗效果更显著；同时通过气提机理实现较大量的气提液体循环流，而这一液体流对膜表面实现了有效的冲洗。本实用新型采用上下两个浇筑层，可以适用于更广泛的膜丝种类；设立了上下两个产液口，由此可以避免产液流道阻力对膜表面过滤通量带来的不一致性，同时使较高的膜过滤器成为可能；另外还实现了对膜顶端浇筑根部的连续和间断冲洗。

Description

浸没式气提膜过滤器
技术领域
本实用新型属于环境保护水处理技术和膜分离技术领域，特别涉及一种包括了气提功能的浸没式中空纤维膜或毛细管膜过滤器。该种膜过滤器适用于膜生物反应器(MBR)、膜加强生物反应器(MEBR)和膜过滤。
技术背景
已知技术中中空纤维膜或毛细管膜通常组成压力式或浸没式膜过滤器。所述中空纤维膜和毛细管膜间在业内没有明确的区分，为简化起见以下统称毛细管膜，涉及的中空纤维膜或毛细管膜过滤器统称为膜过滤器。
浸没式膜过滤器通常被用于过滤杂质较高的液体。浸没式膜过滤器一般通过向膜周围的液体中由下向上瀑气来减低液体中固体杂质在膜表面的沉积和对膜表面的污染。浸没式膜过滤器的一种特殊应用是过滤用于污水处理中的生化反应器中的生化反应液；这种将生化反应器和膜过滤相结合的技术被称为膜生物反应器。另外中国专利(申请号200610002387X)揭示了将生物膜反应器和膜过滤相结合的《膜加强生物反应器》(MEBR)。
中国专利《一种垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》(ZL200720155208.6)揭示了一种垂直放置的垂柳式膜过滤器，其中毛细管膜顶端与顶端汲液腔浇筑在一起，毛细管膜内腔与顶端汲液腔以及顶端汲液管连通，毛细管膜下端分别密封并相对散开。使用时通过向顶端汲液管施加负压，被过滤的液体在大气压作用下透过毛细管膜壁进入内腔，然后经汲液腔进入汲液管。该膜过滤器在膜丝底部瀑气使得气体冲刷膜表面效果更佳，膜表面脱落的固体杂质可以更自由的下落而离开膜表面。在这一技术基础上中国专利《气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》(ZL200820000577.2)揭示了一种利用设置在毛细管膜周围外壳及设置在外壳底部的曝气装置在外壳内产生气提液体流的技术以加强对膜表面的冲洗效果。
但是《气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》的特征之一是将毛细管膜底端分别封闭自由悬挂。这种方式适用于粗硬的毛细管膜，特别适用于例如中国专利《内支撑的毛细管过滤膜》(ZL200720154983.X)揭示的膜丝。当把这一技术应用于其它类型的膜时膜丝之间会发生相互缠绕问题。
本实用新型的目的就是揭示一种适用范围更广泛的气提浸没式柱状毛细管膜过滤器。
发明内容
本实用新型要解决现有技术中浸没式膜过滤器存毛细管膜表面液体流速低，容易产生污物在膜表面沉积的技术问题以及已知技术中《气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》膜丝适用范围窄的技术问题，提供一种包括了气提机理的浸没式毛细管膜过滤器，或称浸没式气提膜过滤器
本实用新型浸没式气提膜过滤器通过过滤器本身的外壳限定了曝入气体的流道，使之对膜表面的擦洗效果更显著；同时通过该外壳和多个均匀布置在下浇筑层的气液通道使外壳内形成较均匀的气液混合物，从而通过气提机理实现较大量的气提液体循环流，而这一液体流对膜表面实现了有效的冲洗。相对于《气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器》本实用新型采用上下两个浇筑层，可以适用于更广泛的膜丝种类；相对于其他已知技术柱形浸没膜过滤器，本实用新型设立了上下两个产液口，由此可以避免产液流道阻力对膜表面过滤通量带来的不一致性，同时使较高的膜过滤器成为可能；相对于其他已知技术的膜过滤器，本实用新型还实现了对膜顶端浇筑根部的冲洗。
附图说明
图1是本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器纵向剖面示意图。
图2是本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器底浇筑BB层横向剖面示意图。
图3是本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器顶浇筑层AA横向剖面示意图。
图4是本实用新型第二种浸没式气提膜过滤器纵向剖面示意图。
图5是本实用新型第三种浸没式气提膜过滤器纵向剖面示意图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器100包括多根中空纤维膜或毛细管膜110，上下两个汲液腔120和160，一外壳150，一个曝气装置210，下浇筑层140A及下浇筑外壳130A和上浇筑层140B上浇筑外壳130B，位于上下浇筑层140B和140A上的多个气液流道230，其中多根毛细管膜110的顶端112和底端111分别被上下浇筑层140B和140A封装在一起，每根毛细管膜110的管腔与顶端汲液腔120和底端汲水腔160连通；其中上下汲液腔120和160壁上均具有至少一个产液管121；其中曝气装置设于下汲液腔160底部；其中外壳的上部靠近上浇筑层140B底部包括至少一个气液排出孔240；其中外壳150与浇筑外壳130A和130B相固定。
本实用新型浸没式气提膜过滤器100，所述曝气装置210是至少一个曝气头。
本实用新型浸没式气提膜过滤器100，所述曝气装置210是至少一个曝气管。
参见图4，本实用新型第二种浸没式气提膜过滤器200的基本构造与本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器100的基本构造相同，相同的部分用相同的标号表示，且不再进行重复描述。本实用新型第二种浸没式气提膜过滤器200与本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器100的不同在于其中外壳的下部接近下浇筑层140A上部的地方有至少一个液体回流孔241。
参见图5，本实用新型第三种浸没式气提膜过滤器300的基本构造与本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器100和第二种浸没式气提膜过滤器200的基本构造相同，相同的部分用相同的标号表示，且不再进行重复描述。本实用新型第三种浸没式气提膜过滤器300与本实用新型第一种浸没式气提膜过滤器100和第二种浸没式气提膜过滤器200的不同在于还包括一个顶端反冲罩310和在该反冲罩上设置的至少一个反冲接管320，该反冲罩与上汲液腔的外壁密封固定。
使用本实用新型第一和第二种种浸没式气提膜过滤器时将本膜过滤器浸没在被过滤液体中，产液口121与产液泵(图中未示)连接，该产液泵的功能是将产液输出和必要时为膜过滤器产液侧提供负压。被过滤液体在液池液位压力作用下或在液池液位压力和产液泵负压供同作用下由外向内透过毛细管膜壁进入毛细管膜内腔并经过上下两个产液口产出。被阻隔的杂质在气体和气提产生的液流共同带动下离开毛细管膜表面，通过气液体回流孔240和位于上部的气液通道230排出，气体上行排放，液体下行循环。液体在气提作用下通过气液流道230或通过气液流道230和外壳150上的液体回流孔241回流进入外壳150，产生向上流。
使用本实用新型第三种浸没式气提膜过滤器300与使用本实用新型第一和第二种浸没式气提膜过滤器的方法基本相同，不同的是还可以通过反冲接口310注入气体或液体实现对毛细管膜上根部聚集的污染物进行冲刷。
本实用新型采用上下两个浇筑层，可以适用于更广泛的膜丝种类。本实用新型设立了上下两个产液口，由此可以避免产液流道阻力对膜表面过滤通量带来的不一致性，同时使较高的膜过滤器成为可能。本实用新型还实现了对膜顶端浇筑根部的连续和间断冲洗。

Claims (5)

1、一种浸没式气提膜过滤器，其特征在于包括多根中空纤维膜或毛细管膜，上下两个汲液腔，一外壳，一个曝气装置，下浇筑层及下浇筑外壳和上浇筑层上浇筑外壳，位于上下浇筑层上的多个气液流道，其中多根毛细管膜的顶端和底端分别被上下浇筑层和封装在一起，每根毛细管膜的管腔与顶端汲液腔和底端汲水腔连通；其中上下汲液腔和壁上均具有至少一个产液管；其中曝气装置设于下汲液腔底部；其中外壳的上部靠近上浇筑层底部包括多个气液体回流孔；其中外壳与上下浇筑外壳相固定。
2、根据权利要求1所述的浸没式气提膜过滤器，其特征在于所述曝气装置是至少一个曝气头。
3、根据权利要求1所述的浸没式气提膜过滤器，其特征在于所述曝气装置是至少一个曝气管。
4、根据权利要求1所述的浸没式气提膜过滤器，其特征在于在所述外壳的下部接近下浇筑层上部的地方有至少一个液体回流孔。
5、根据权利要求1和4所述的浸没式气提膜过滤器，其特征在于还包括一个顶端反冲罩和在该反冲罩上设置的至少一个反冲接管，该反冲罩与上汲液腔的外壁密封固定。
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