CN201399324Y - 一种集成式中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于污水处理领域的中空纤维膜组件，具体是一种集成式中空纤维膜组件。本组件包括中心管、支撑柱、上下胶盒、上下胶盒盖和中空纤维膜丝。上下胶盒盖和上下胶盒之间之间分别形成两个集水空间，中空纤维膜丝的两开口端分别与两个集水空间相通。中心管由内外两层管组成，两个集水空间通过中心管内层管相连通。在上胶盒的侧壁上设有与中心管外层管相连通的进气口，下胶盒内在膜丝浇注层的上部设有气体缓冲空间，气体缓冲空间与中心管外层管相连通。本实用新型采用两端集水的方式，最大限度地利用了膜丝的有效面积；同时布气装置使膜丝根部受气体冲刷更均匀有效，防止污泥在膜丝根部的堆积，减轻膜丝的污染和堵塞，提高膜丝的利用率。

Description

一种集成式中空纤维膜组件

技术领域

本实用新型涉及一种用于污水处理领域的中空纤维膜组件，具体涉及一种膜生物反应器中使用的浸没式中空纤维膜组件及其结构。

背景技术

随着水处理技术的不断发展和排放要求的不断提高，膜技术在水处理领域有了广泛的应用。膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是将传统的活性污泥法与膜分离法相结合，膜分离代替了传统的二沉池，大大减少了占地面积，并且显著提高了固液分离效率，使出水水质得到明显改善。

在MBR技术的应用中，膜组件的形式对膜丝的过滤效果以及使用寿命有很大的影响。为优化膜组件的使用效果，近年来，人们也对膜组件结构进行了诸多尝试，如：公开号CN1785487A，CN2608491Y，CN101250003A，CN1727057A等。膜组件应用中主要存在的问题是：1)膜丝在高浊度水中污堵严重，负压抽吸使污泥都附在膜丝表面，并且在膜丝的下根部堆积很多污泥；2)膜丝利用率低，使得出水通量小；3)膜组件安装不方便，容易造成安装时膜丝的损坏。这些问题最终造成膜组件使用寿命不长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有膜组件存在的上述不足，提供一种可用于膜生物反应器的集成式中空纤维膜组件。本实用新型中空纤维膜组件，将用于冲刷膜丝根部的曝气装置和膜组件连接在一起，高度集成化，适用于浸没式环境。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：本实用新型中的中空纤维膜组件包括中心管、支撑柱、上下胶盒、上下胶盒盖、以及两端浇注在上下胶盒内的两端开口的中空纤维膜丝。上胶盒盖与上胶盒固连，二者围成一个集水空间，上胶盒盖的顶部设有出水口。下胶盒盖与下胶盒固连，二者围成另一集水空间，中空纤维膜丝的两开口端分别与所述的两个集水空间相连。支撑柱的两端分别与上下胶盒盖固连。所述的中心管由内外两层管组成，两个集水空间通过内层管相连通。在上胶盒的侧壁上设置有与外层管相连通的进气口，所述下胶盒内在膜丝浇注层的上部设有气体分布板，气体分布板上开有布气孔，气体分布板和膜丝浇注层之间为气体缓冲空间，气体缓冲空间通过气体分布板上的布气孔与中心管外层管相连通。

所述上胶盒内设置有分隔板，分隔板上设置有排气孔和用于中空纤维膜丝通过的布丝孔。

所述气体分布板上的布气孔沿圆周方向均匀分布。

在上胶盒和上胶盒盖、下胶盒和下胶盒盖之间均设置有密封圈。

所述的中空纤维膜丝的长度为1米～2米。

在下胶盒盖的底部设置有配重层，配重层的质量为1千克～10千克。

与现有技术相比，本实用新型外压膜组件具有以下有益效果：

1)采用两端集水的方式，最大限度地利用了膜丝的有效面积，提高了产水量；

2)在膜组件底部设有布气装置，使膜丝根部受气体冲刷更均匀有效，防止污泥在膜丝根部的堆积，并能减轻膜丝的污染和堵塞，提高膜丝的利用率；

3)本实用新型中空纤维膜组件，上下胶盒之间设有支撑柱，便于组件的安装、维护和更换；

4)本实用新型的外压膜组件与外界的连接口设在总集水端头的顶部和上胶盒的侧面，方便安装和操作。

附图说明

图1高集成式膜组件外形示意图

图2(a)上胶盒内部结构示意图

图2(b)上胶盒平面结构示意图

图3(a)下胶盒内部结构示意图

图3(b)下胶盒与气体分布板的平面结构示意图

图4高集成式膜组件系统示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不仅限于以下实施方式。

如图1所示，本实施例包括中心管4、上胶盒3、下胶盒7、上胶盒盖1、下胶盒盖8和两端浇注在上下胶盒内的两端开口的中空纤维膜丝5。本实施例中，上胶盒3和下胶盒7的外径均为200mm，材质为ABS或UPVC。上胶盒盖1和上胶盒3之间以及下胶盒盖8和下胶盒7之间均用卡箍2连接，上胶盒盖1和上胶盒3之间、下胶盒盖8和下胶盒7之间分别形成上下两个集水空间，为保证集水空间的严密性，卡箍2内部用橡胶密封圈11密封，如图2(a)所示。卡箍连接后，膜组件的外缘直径为230mm。本实施例中上胶盒盖1为球冠形，球冠内的集水空间与中空纤维膜丝的上端开口部相通，上胶盒盖顶部设有出水口9，膜丝过滤后的水经上胶盒盖集水空间进入出水口9。中空纤维膜丝的下端开口部与下胶盒盖内的集水空间相通，经膜丝过滤后的水经过下端口进入到该集水空间内。

在中空纤维膜丝5的中心设置有中心管，中心管采用独特双层管形式，上胶盒盖和下胶盒盖的集水空间通过内层管相连通，外层管上下端部分别与上胶盒侧面的进气管和下胶盒的布气缓冲层相连通，实现了一管同时输送气体和液体。下集水空间内的水经中心管内层管汇集到上胶盒盖内的集水空间内，然后经上胶盒盖顶部的出水口9汇集到系统总集水管。

在上胶盒3和下胶盒7之间的外缘设有两根支撑柱6，材质为不锈钢，支撑柱的两端分别与上下胶盒固连，用于支撑上下胶盒，并方便安装。

在上胶盒的侧面设有进气口10，如图2(a)，进气口10与中心管4的外层管相通，进气口10与外界可采用螺纹连接和卡套式连接，使安装、拆卸更加方便、快捷，如图2所示。下胶盒7内设有气体缓冲空间，如图3所示，气体缓冲层的下部空间为膜丝浇注层，气体缓冲空间的上部设有气体分布板15，板上以中心管为中心呈辐射状均匀开有布气孔14，孔间距为10-20mm，孔的内径为2-5mm，如图3(b)所示。气体缓冲空间通过布气孔14与中心管的外层管相连通，气体通过布气孔均匀地冲刷膜丝根部，避免膜丝根部污泥的沉积。

上胶盒3通过分隔板分为上下两层，分隔板上以中心管4为中心呈辐射状均匀分布有用于中空纤维膜丝束通过的布丝孔13和排气孔12，如图2(b)所示。中空纤维膜丝成束浇注在上胶盒中，上胶盒的厚度为60～150mm。本实施例中布丝孔的孔径为22mm，排气孔的直径为6mm。均匀分布的布丝孔13使布丝更加均匀，水流分配更加稳定，浇注层严密。排气孔12能够有效地防止浇注层内存在气泡，保证了浇注的严密性。

本实施例中中空纤维膜丝5的长度为1-2m。上胶盒3和下胶盒7内用于浇注中空纤维膜丝5的密封层采用柔性树脂，保证膜丝根部的不易断裂，密封层的厚度为60-150mm，另外在下胶盒盖的底部还设置有配重层，配重质量为1-10kg。

整个组件设有两个对外连接口，一个是位于上胶盒盖顶部的出水口9，一个是位于上胶盒侧面的进气口10，如图4所示，两个连接可采用螺纹连接和卡套连接，使安装、拆卸快捷、方便。出水口9与集水总管16连接，集水总管16与自吸泵连接。在自吸泵的作用下，经中空纤维膜丝5过滤后的水先收集到上、下胶盒盖1、8的集水腔内，下部的产水通过中心管4与上胶盒盖集水腔的产水一起从出水口9流入总集水管16。进气口10与布气总管17连接，布气总管17与风机出口相连。空气在鼓风机的作用下，经过总布气管进入膜组件的进气管，通过中心管的外管进入下胶盒内的气体缓冲空间，然后经气体分布板15上均匀分布的小孔14形成均匀布气，保证膜丝根部的清洁。(如图1、图2、图4)

本实用新型端盖和胶盒以及进气管和出水管材料可以采用UPVC、ABS，支撑柱采用不绣钢材料。

本实用新型膜组件具有结构简单，布置紧凑，生产制作简单，占地小，能耗低，并能回收利用原有材料。系统出水水质好，出水通量大，处理效率高，膜丝寿命长，便与安装、操作。可单独或与其他水处理工艺结合使用，应用于高浊度水处理场合，尤其适用于膜生物反应器中。

Claims (6)

1、一种集成式中空纤维膜组件，包括中心管、上下胶盒、上下胶盒盖、浇注在上下胶盒内的两端开口的中空纤维膜丝；上胶盒盖与上胶盒固连，二者围成一个集水空间，上胶盒盖的顶部设有出水口；下胶盒盖与下胶盒固连，二者围成另一集水空间，中空纤维膜丝的两开口端分别与所述的两个集水空间相连；其特征在于：还包括有支撑柱，支撑柱的两端分别与上下胶盒盖固连；所述中心管由内外两层管组成，两个集水空间通过中心管内层管相连通；在上胶盒的侧壁上设置有与中心管外层管相连通的进气口，所述下胶盒内在膜丝浇注层的上部设有气体分布板，气体分布板上开有布气孔，气体分布板和膜丝浇注层之间为气体缓冲空间，气体缓冲空间通过气体分布板上的布气孔与中心管外层管相连通。

2、根据权利要求1所述的一种集成式中空纤维膜组件，其特征在于：所述上胶盒内设置有分隔板，分隔板上设置有排气孔和用于中空纤维膜丝通过的布丝孔。

3、根据权利要求1所述的一种集成式中空纤维膜组件，其特征在于：所述布气孔以中心管为中心沿圆周呈辐射状均匀分布。

4、根据权利要求1所述的一种集成式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的上胶盒与上胶盒盖之间通过卡箍固连，卡箍内部设置有橡胶密封圈密封。

5、根据权利要求1所述的一种集成式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的中空纤维膜丝的长度为1米～2米。

6、根据权利要求1所述的一种集成式中空纤维膜组件，其特征在于：在下胶盒盖的底部设置有配重层，配重层的质量为1千克～10千克。

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