CN202778285U - 卷式中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膜分离组件，尤其涉及一种能有效防止污堵情况的卷式中空纤维膜组件。该卷式中空纤维膜组件包括上端盖和下端盖，在上、下端盖之间设有外壳，在上、下端盖之间设有中心管，在所述的中心管上设有若干弧形叶片，在相邻的两个弧形叶片之间设有中空纤维膜丝。本实用新型提供了一种结构简单，能有效防止污堵，延长膜组件的使用寿命的耐污堵中空纤维膜组件；解决了现有技术中存在的纤维膜组件中容易产生污堵，从而使得膜组件的使用寿命大幅降低的技术问题。

Description

卷式中空纤维膜组件

技术领域

本实用新型涉及一种膜分离组件，尤其涉及一种能有效防止污堵情况的卷式中空纤维膜膜组件结构。

背景技术

膜分离技术是自本世纪60年代中期发展起来的一项高效分离高技术，近40年来发展最迅速、应用最广泛。与传统水处理技术相比，膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等优点，因而日益受到人们的重视，在各个工业领域得到迅速的推广和应用。应用领域以平板膜组件、管式膜组件和中空纤维膜组件为主，其中，与其他膜组件相比，中空纤维膜组件具有装填密度大，过滤有效面积大，产水量大等优点，因而广泛的应用于污水处理及中水回用等。

但现在使用的中空纤维膜组件普遍存在这样的问题：由于装填密度大，中空纤维膜丝积泥现象严重，且一旦形成积泥不容易进行清除，易形成膜丝间的污泥层，从而导致膜丝间的粘连，造成膜组件的污堵现象发生。这样不但降低了膜组件过滤的有效面积，和过滤的均匀性，而且随着膜组件污堵现象的继续发展和蔓延，又会进一步加剧过滤的不均匀性以及有效过滤面积的丧失，最终大大缩短了整个中空纤维膜组件的使用寿命。而为了减少污堵现象的产生，减少中空纤维膜的装填密度，则使其过滤有效面积、产水量及污水处理效果受到影响。

中国专利申请号为200510049324.5公开的解决办法是将中空纤维膜分成若干束，均匀分布于中心曝气管的周围，利用膜组件底部的曝气头提供的气流对纤维束进行水力冲刷，虽然可以在一定程度上降低中空纤维膜中部的污染，但是中空纤维膜束根部积泥现象仍没有得到解决。

中国专利申请号为200920113068.5公开了一种污水处理膜组件，包括具有径向微孔的中空纤维膜丝，该中空纤维膜丝与集水管、抽水管依次连通构成膜总成；膜总成的下方设有搅水装置。在膜总成的下方设搅水装置搅动污水，使中空纤维膜丝周围的液流成为湍流，从而使中空纤维膜径向微孔不致堵塞。但是，中空纤维膜中部及上端由于污染物密度的增加，仍易发生粘连和污堵。

中国专利申请号为201110179370.2改进中心导管的中空纤维超滤膜组件，该组件的中心导管表面上布置有导流孔，且导流孔在中心导管上呈交错分布，在进行正常清洗时，不容易产生污垢死角，清洗效果好。但处理过程中，中空纤维膜污堵现象仍然是不可避免的。

发明内容

本实用新型提供了一种结构简单，能有效防止污堵，延长膜组件的使用寿命的卷式中空纤维膜组件；解决了现有技术中存在的纤维膜组件中容易产生污堵，从而使得膜组件的使用寿命大幅降低的技术问题。

本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种卷式中空纤维膜组件，包括上端盖和下端盖，在上、下端盖之间设有外壳，在上、下端盖之间设有中心管，其特征在于：在所述的中心管上设有以中心管为中心卷绕而成的隔层，在同心的相邻的两个隔层之间设有中空纤维膜丝。

在中心管上先固定隔层的一端，然后以中心管为中心开始卷绕，将中空纤维膜丝填充在相邻的两隔层之间，然后将隔层和中空纤维膜丝向同一方向卷绕形成一个筒体，形成多层螺旋筒状，然后将整体放入外壳内。隔层是由一整片网格状的材料进行卷绕分成一个一个同心圆形式的隔层，隔层的设置在中空纤维膜丝之间形成导流结构，在中空纤维膜丝之间形成了污水的导流通道，降低了过来压差，使得中空纤维膜丝之间在处理污水的过程中不易沉积污泥，从而减少膜丝之间的粘连，实现了膜组件的防污堵。中空纤维膜可以采用PVDF、聚砜、聚醚砜等材质制成。隔层由选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯中的一种或者多种材料构成。

作为一种优选，所述的各隔层均与中空纤维膜等高，相邻隔层之间的径向距离相等。隔层是由一整片网格状的材料进行卷绕，并填充中空纤维膜丝，从而形成一个一个同心圆形式的隔层，每一个隔层片由轴向方向看为一体的，由外壳的上端到外壳的下端，隔层轴向长度比较长，使得形成的导流通道更长更完整，可以有效的防止污泥沉积。

作为另一种优选，所述的各隔层沿中心管的轴向方向均分为3~5段，相邻两段隔层之间的距离100mm~200mm，相邻隔层之间的径向距离相等。隔层在轴向方向上被分隔为几段，节省了材料，同时，也实现了将中空纤维膜丝分成若干束，有效防止粘连的情况下，又能节省材料，两段弧形叶片之间的分隔距离根据膜丝的长度确定。

作为优选，所述的隔层呈网格结构，所述的隔层的网格结构由顺着中心管轴向和径向方向布置的经线和纬线，其中经线方向的直径大于纬线方向的直径。顺着中心管的轴向的为经线，顺着中心管的径向的为纬线，经线的方向与水流的方向相同，其直径大增强了流道的方向性，更有利于污水的排除，降低了过滤的压差。

作为优选，所述的纬线位于经线之上，在经线和纬线相交处形成一凸起，经线和纬线的交叉角为20°~90°。两层交叉形成的凸起可以让污水的流道更分明，提高导向作用和排污能力。

作为另一种优选，所述的纬线穿过经线的中心线，经线和纬线的交叉角为20°~90°。经线的直径较大，起到类似支架的作用，形成具有较大开孔率的网格结构，为水流提供过来一个较大的导流通道，降低了过滤压差。

作为优选，所述的中心管上端与进水口相连，中心管的下端与浓水出水口相连，所述的中心管的中部设有堵块，在堵块上方的中心管上设有布水孔，在堵块下方的中心管上设有排水孔，在上端盖上设有产水出口。进水有中心管上端的进水口进入中心管，然后通过中心管上的布水孔将水排入到膜组件内，经过中空纤维膜的处理后的纯水由上端盖内的产水出口输出，而污水由中心管下部的排水孔进入中心管，然后由下端盖上的浓水出水口排出。中心管中间的堵块可以防止污水和进水相互混淆，方便排水。在上下端盖的浇铸面上中空纤维膜丝的区域面积占整个组件浇铸端面的面积的百分数不小于80%。

作为优选，所述的隔层为网格结构，构成隔层的经线直径为0.5~1.5mm，构成隔层的纬线直径为0.1~0.5mm。经线直径大于纬线，形成网格导流结构。由较粗塑料丝间所形成的较大开孔，就为水流提供了一个较大的导流通道，也就降低了过滤压差。

因此，本实用新型的卷式中空纤维膜组件具备下述优点：中空纤维膜丝位于隔层之间，形成导流结构，减少了膜丝之间的粘连，使得中空纤维膜丝之间在处理污水的过程中不易沉积污泥，提高防污堵效果，延长膜组件的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的卷式中空纤维膜组件的剖视示意图。

图2是图1上去除上、下端盖的A-A剖视图。

图3是图1内隔层的网格示意图。

图4是图3的侧视图。

图5是本实用新型的卷式中空纤维膜组件去除中空纤维膜丝的另一种结构示意图。

图6是图5内隔层的网格示意图。

图7是图6的侧视图。

具体实施方式

 下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

 实施例1：

如图1和2所示，一种卷式中空纤维膜组件，包括一圆柱形的外壳4，在外壳4的上端连接有一上端盖2，在外壳4的下端连接有一下端盖10，在外壳4的中心有一中心管8，中心管8的上端与进水口1相连，中心管8的下端与浓水出水口9相连，中心管8的中部设有堵块7，在堵块7上方的中心管上设有布水孔12，在堵块7下方的中心管上设有排水孔11，在上端盖2上设有产水出口3，在下端盖10上设有浓水出水口9。在中心管8的外壁上固定有一由聚丙烯材料制成的网格结构隔片，在隔片上铺上一层中空纤维膜丝，然后以中心管为中心进行卷绕形成筒状。由径向截面看，隔片形成同心的三圈隔层6，在隔层6中填充的是中空纤维膜丝。隔层6的长度与中空纤维膜丝5的长度相同均为1.5m。中空纤维膜丝5采用聚砜材质制造，其外径为1.0mm，内径为0.5mm，平均孔径为2μm。如图3和4所示，隔层6呈网格状，构成隔层6的经线沿着中心管8的轴向方向，构成隔层6的纬线沿着中心管的径向方向，经线13的直径大于纬线14，经线13位于纬线14之上，经线13和纬线14呈90°。

使用时，有上端盖2的进水口1进水，通过中心管8上部的布水孔12将水流向中空纤维膜丝5，经过中空纤维膜丝5的净化，纯水位于中空纤维膜丝5内，经过上端盖2上的产水出口3将产水吸出，而在中空纤维膜丝5外侧的污水由中心管下半段的排水孔11进入中心管8后，由下端盖上的浓水出水口排出。

实施例2：

如图5所示，与实施例1不同的是，每一个隔层6沿中心管的轴向方向分为四段，相邻两段之间的距离为150mm。如图6和7所示，隔层6呈网格状，构成隔层6的经线沿着中心管8的轴向方向，构成隔层6的纬线沿着中心管的径向方向，经线13的直径大于纬线14的直径，纬线14穿过经线13的中心线，经线13和纬线14的夹角为70°。其余与实施例1相同。

Claims (10)

1. 一种卷式中空纤维膜组件，包括上端盖和下端盖，在上、下端盖之间设有外壳，在上、下端盖之间设有中心管，其特征在于：在所述的中心管上设有以中心管为中心卷绕而成的隔层，在同心的相邻的两个隔层之间设有中空纤维膜丝。

2.根据权利要求1所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的各隔层均与中空纤维膜等高，相邻隔层之间的径向距离相等。

3.根据权利要求1所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的各隔层沿中心管的轴向方向均分为3~5段，相邻两段隔层之间的距离100mm~200mm，相邻隔层之间的径向距离相等。

4.根据权利要求1或2或3所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的隔层呈网格结构，所述的隔层的网格结构由顺着中心管轴向和径向方向布置的经线和纬线，其中经线方向的直径大于纬线方向的直径。

5.根据权利要求4所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的纬线位于经线之上，在经线和纬线相交处形成一凸起，经线和纬线的交叉角为20°~90°。

6.根据权利要求4所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的纬线穿过经线的中心线，经线和纬线的交叉角为20°~90°。

7.根据权利要求1或2或3所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的中心管上端与进水口相连，中心管的下端与浓水出水口相连，所述的中心管的中部设有堵块，在堵块上方的中心管上设有布水孔，在堵块下方的中心管上设有排水孔，在上端盖上设有产水出口。

8.根据权利要求4所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的中心管上端与进水口相连，中心管的下端与浓水出水口相连，所述的中心管的中部设有堵块，在堵块上方的中心管上设有布水孔，在堵块下方的中心管上设有排水孔，在上端盖上设有产水出口。

9.根据权利要求1或2或3所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的隔层为网格结构，构成隔层的经线直径为0.5~1.5mm，构成隔层的纬线直径为0.1~0.5mm。

10.根据权利要求8所述的卷式中空纤维膜组件，其特征在于：所述的隔层为网格结构，构成隔层的经线直径为0.5~1.5mm，构成隔层的纬线直径为0.1~0.5mm。

Images