CN204799112U - 一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，包括上端封头、下端封头、密封圈、机械连接的卡箍及过滤单元。过滤单元由具有产水功能的中空纤维膜丝、胶层、膜管、承插、分布盘和复合管组成。上、下端封头分别与过滤单元形成上下两个产水区域，并由复合管的外层汇集，实现上端的单端产水及浓水排出。复合管具有隔离的进水进气、浓水收集和产水通道，分别进行进水进气、浓水收集、清水产出。该中空纤维膜组件实现了布气产水的集成及双向产水、单端排出，缩短了出水延程，降低了能耗，同时斜向布置的进水进气口增强了水体湍流促进功能，提高膜丝的抗污染能力。

Description

一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件

【技术领域】

本实用新型涉及水处理设备。更具体地，本实用新型涉及一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，可用于中水回用及净水生产。

【背景技术】

近年来随着膜行业的发展，膜技术的应用越来越多的引起人们的关注。中空纤维膜组件因其独特的结构特点，如装填密度大、自支撑体系等已被广泛的应用于污水处理、废水回用等诸多领域。特别对于高浊度的水处理应用中，不可避免会出现膜污染问题及膜元件污堵，影响元件过滤效率和使用寿命。因此，降低膜污染及膜元件的抗污堵性、提高膜元件的过滤效率、延长其使用寿命、改善元件内水流均匀性、特别是滤芯部分的优化设计日益受关注。

现有的外压柱式中空纤维膜元件中的滤芯一般有两种结构形式：一种为双端浇注，即具有出水端树脂固定层和进水端树脂固定层，且至少有一端开口；另一种为通过U形单端开口浇注，形成出水端树脂固定层。这两种结构因其生产工艺限制影响了产品的性能。

第一、受填装密度及经济、技术等综合性能的影响，外压式中空纤维膜组件要求膜丝细、长，这种特性因膜丝的延程性能影响了整根膜丝的全长范围内的出水性能；

第二、从膜应用抗污染性能上考虑，抵抗浓差极化的性能增强水流、气流湍流促进是组件的结构性能的要求。但传统外压中空纤维膜组件因其生产工艺制约，布水布气孔因浇注拔模的制约，布水布气孔是呈垂直排列，进水布气基本上呈层流状态。

针对上述问题，有大量专利或专利申请或通过优化膜组件浇注方法、或通过改变组件端头的设计、流道设计等在一定程度上提高了中空纤维膜丝的耐污染性，延长了组件的使用寿命和运行周期。

例如中国专利申请202683085U公开的一种外压双端出水柱式膜组件，其特征是上下端两个出水口，布气布水垂直排列。在应用上面，上下端两个出水口增加了后段组器的集成难度，即大型组器的出水由两个总产水管集成，复杂了产水、反洗、药洗的整体工艺技术。

申请人提出的双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件旨在产品实现双端产水、单端排水，缩短膜丝产水延程，降低能耗，同时优化后段的整体工艺技术；同时优化内部布水布气结构，提高湍流促进性能，增强抗污染性能。

【实用新型内容】

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，通过该组件能够实现双向产水，单端排水，提高膜丝的耐污性能及降低能耗。

本实用新型可采用下列技术方案来实现：

一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，包括上端封头、下端封头、机械连接的卡箍及由承插、膜管、中空纤维膜丝、胶层、分布盘及复合管组成的过滤单元。过滤单元分别与上端封头和下端封头形成两个产水区域：上产水室、下产水室，下产水室的产水通过复合管的外层产水通道汇入上产水室中，经上端封头产水口排出。

气水由下端封头的进水进气口经复合管的内层进水进气通道、布水布气分配孔进入过滤单元，浓水经复合管的浓水收集孔及内层浓水通道、上端封头的浓水口排出。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述分布盘上开有膜丝分布孔、布水布气孔，复合管穿过分布盘的中心，中空纤维膜丝穿过膜丝分布孔。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述膜丝分布孔沿分布盘周向均匀设置且沿分布盘径向双层设置。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述布水布气孔在分布盘上斜向且沿分布盘径向双层设置。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述复合管的内层由隔板分成了独立的内层进水进气通道和内层浓水通道，外层产水通道连接了上下两个产水室，复合管的上下端分别开设布水布气分配孔和浓水收集孔，布水布气分配孔和浓水收集孔贯通复合管的内外层。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述下端封头设有反洗排空口。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述下端封头设有反洗排空口。

进一步，如上所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件为柱式外压膜组件，中空纤维膜丝为微滤膜或超滤膜。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件实现了双端出水，单端排水，缩短了膜丝的过滤、出水沿程，降低了运行能耗，简化了膜组件的出水管路；同时，布水布气孔斜向布置，提高了水体的湍流促进功能，提高了中空纤维膜丝的抗污染性能。

【附图说明】

图1为具体实施方式中提供的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件的纵向剖视图；

图2为具体实施方式中提供的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件的B-B线纵向剖视图；

图3为具体实施方式中提供的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件的俯视图；

图4为具体实施方式中提供的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件的A-A线横向剖视图；

图5为具体实施方式中分布盘的纵向剖视图；

图6为具体实施方式中分布盘的俯视图；

图7为具体实施方式中复合管的纵向剖视图；

图8为具体实施方式中复合管的俯视图；

图中的附图标记如下：

其中：1、上端封头；2、浓水管；3、密封圈；4、密封圈；5、复合管；6、卡箍；7、承插；8、中空纤维膜丝；9、分布盘；10、膜管；11、胶层；12、密封圈；13、进水管；14、下端封头；15、密封圈；16、进水管；101、产水口；102、上产水室；103、浓水收集孔；104、布水布气孔；105、布水布气分配孔；106、下产水室；107、反洗排空口；108、进水进气口；109、外层产水通道；110、浓水排出口；111、膜丝分布孔；112、隔板；113、内层浓水通道；114、内层进水进气通道

【具体实施方式】

下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1示出了本实用新型具体实施方式中一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件的纵向剖视图，图2示出了该组件的B-B线纵向剖视图，图3和图4示出了该中空纤维膜组件上、下部的俯视图及剖面俯视图。由图中可以看出，所述中空纤维膜组件主要包括了过滤单元、设置在过滤单元上方的上端封头1和设置在过滤单元下方的下端封头14。过滤单元的上端面与上端封头1及密封圈3、密封圈4、浓水管2之间的空间形成密封的上产水室101；过滤单元的下端面与下端封头14及密封圈15、进水管16之间的空间形成密封的下产水室106。图2示出了下产水室106通过复合管5的外层产水通道109与上产水室101连通。

图1示出了本实施方式中上下端封头同过滤单元经卡箍6的紧固连接，连接的接触面通过密封圈12进行密封，防止产水的泄露。

图1、图2示出了本实施方式中的过滤特点。污水及空气经下端封头114的进水进气口108、进水管16、复合管5的内层进水进气通道114、复合管5的布水布气分配孔105、分布盘9的布水布气孔104进入中空纤维膜丝8与膜管10的空间，上、下端产水室产水汇集后由上端封头1的产水口101排出，浓水经复合管5的浓水收集孔103、复合管5的内层浓水通道114、浓水管2、上端封头1的浓水排出口110排出。

本实施方式中，所述过滤单元主要包括承插7、膜管10、中空纤维膜丝8、胶层11、分布盘9及复合管5。承插7与膜管10胶接成容水的壳体，分布盘9固定在复合管5的外层，中空纤维膜丝8通过分布盘9的膜丝分布孔111与胶层11、壳体的承插7胶合。

图4示出了本实施方式中中空纤维膜丝8双层均布在分布盘9中。

图5和图6分别示出了本实施方式中所提供的分布盘的俯视图和纵向剖面俯视图，该分布盘9的膜丝分布孔111径向双层均匀布置，布水布气孔104双层均布在膜丝分布孔111的两侧，并斜向设置，以使气流、水流呈紊流状态，强化冲洗效果。

图7和图8分别示出了本实施方式中所提供的复合管的纵向剖视图和俯视图，该复合管5分为内外两层，内层又由隔板112隔离成内层进水进气通道和内层浓水通道，外层产水通道109位连接上下产水室的通道，该复合管5的上下端分别设置布水布气分配孔105和浓水收集孔103，用以进水进气和浓水收集。

图1示出了本实施方式中所提供的下端封头14的反洗排空口107为药液反洗时的剩余排空。

需要说明的是，本实施方式中所提供的一种中空纤维膜组件中各部件如复合管5、分布盘9等，其结构都并不是唯一的，只要是能够实现上述各部件对应功能的结构均是可以的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于，所述中空纤维膜组件包括上端封头(1)、下端封头(14)、机械连接的卡箍(6)及由承插(7)、膜管(10)、中空纤维膜丝(8)、胶层(11)、分布盘(9)及复合管(5)组成的过滤单元；过滤单元分别与上端封头(1)和下端封头(14)形成两个产水区域：上产水室(102)、下产水室(106)，下产水室(106)的产水通过复合管(5)的外层产水通道(109)汇入上产水室(102)中，经产水口(101)排出；

气水由下端封头(14)的进水进气口(108)经复合管(5)的内层进水进气通道(114)、布水布气分配孔(105)进入过滤单元，浓水经复合管(5)的浓水收集孔(103)及内层浓水通道(113)由上端封头(1)的浓水口(110)排出。

2.根据权利要求1所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：所述分布盘(9)上开有膜丝分布孔(111)、布水布气孔(104)，复合管(5)穿过分布盘(9)的中心，中空纤维膜丝(8)穿过膜丝分布孔(111)。

3.根据权利要求2所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：膜丝分布孔(111)沿分布盘(9)周向均匀设置且沿分布盘(9)径向双层设置。

4.根据权利要求2所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：布水布气孔(104)在分布盘(9)上斜向且沿分布盘(9)径向双层设置。

5.根据权利要求1所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：所述复合管(5)的内层由隔板(112)分成了独立的内层进水进气通道(114)和内层浓水通道(113)，外层产水通道(109)连接了上下两个产水室，复合管(5)的上下端分别开设布水布气分配孔(105)和浓水收集孔(103)，布水布气分配孔(105)和浓水收集孔(103)贯通复合管(5)的内外层。

6.根据权利要求1所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：所述下端封头(14)设有反洗排空口(107)。

7.根据权利要求1至6之一所述的一种双端出水单端排水外压柱式中空纤维膜组件，其特征在于：所述中空纤维膜组件为柱式外压膜组件，中空纤维膜丝(8)为微滤膜或超滤膜。