CN206793420U - 用于水处理的膜组件及膜过滤器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于水处理的膜组件及膜过滤器，以提高水处理膜过滤装置抵抗膜污染的能力。该膜组件包括：过滤单元，所述过滤单元包括膜元件，膜元件包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体；集流单元，所述集流单元包括集流部件，集流部件设有与膜元件的开口连通的集流腔和与集流腔连通的输出口；所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条，所述膜条具有一个连接端和一个自由端，其中，所述连接端被置于集流部件上而使膜条的开口连通所述集流腔，所述自由端则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；所述集流部件为管状且该集流部件上垂直安装有多根沿该集流部件的长度方向间隔排列的膜条。

Description

用于水处理的膜组件及膜过滤器
技术领域
本实用新型涉及用于水处理的膜元件、膜组件以及膜过滤器，尤其涉及膜生物反应器的膜元件、膜组件及膜过滤器。“膜生物反应器”即Membrane Bio-Reactor，简称为MBR。
背景技术
现有的膜生物反应器中，根据膜组件与生物反应器的组合形式可分为分置式MBR和一体式 MBR。分置式MBR的膜组件和生物反应器分开设置，工作时，生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水。而一体式MBR的膜组件则置于生物反应器内部，工作时，待处理水体进入膜生物反应器后其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在压力作用下由膜组件过滤出水。相比于分置式 MBR，一体式MBR通常体积更小且运行费用较低。
目前，一体式MBR中的膜组件所采用的膜元件主要有板式膜和中空纤维膜两种。板式膜是一种中空板状或片状的膜元件。采用板式膜的膜组件外形类似于普通的板框式压滤机。中空纤维膜是一种外径一般为40-250微米、内径一般为25-42微米的中空纤维状膜元件。在采用中空纤维膜的一体式MBR中，其膜组件包括由大量中空纤维膜组成的纤维束，这些纤维束的两端用装置固定且中空纤维膜的开口与集流部件的集流腔连通；该膜组件直接安置在生物反应器内并浸没于待处理水体中形成浸没式膜生物反应器。
板式膜的机械强度高，使用寿命长，抗膜污染能力强，但生产和使用成本较高。采用板式膜的膜组件制造较为简单，运行操作方便，容易进行板式膜的清洗，但是，板式膜的装填密度比较小，要达到较大的膜面积往往需要设置体积庞大的膜组件。中空纤维膜的机械强度较低，使用过程中容易断丝，抗膜污染能力也较弱，但生产和使用成本较低。采用中空纤维膜的膜组件对膜污染较为敏感，膜孔堵塞和浓差极化对膜分离性能有很大影响，过滤时压力降较大，但是，中空纤维膜的装填密度很高，单位体积下膜面积一般可达16000-30000m2/m3。总体而言，相比于采用板式膜的膜组件，采用中空纤维膜的膜组件的膜元件装填密度更大但抗污染能力较弱。
中空纤维膜装填密度大得益于其长条状的外形。当大量的中空纤维膜组成纤维束时，总的膜面积自然较大。但是，由于中空纤维膜之间空隙十分紧凑，过滤时被中空纤维膜所拦截下来的污物易在纤维束中聚集，这也是导致中空纤维膜容易污染堵塞的原因之一。此外，上述的浸没式膜生物反应器具体采用的是将纤维束的上端连接在集流部件上从而使中空纤维膜的开口与集流部件的集流腔连通，将纤维束的下端与曝气装置相对固定的结构，工作时纤维束的两端不能运动，随着过滤形成的污物逐渐在纤维束中聚集，而曝气装置往往又不能有效作用于纤维束的上端，最终会导致在纤维束的上部区域形成污物沉积区。
实用新型内容
针对上述浸没式膜生物反应器存在的污物在纤维束中聚集不易排出的情况，本实用新型所要解决的技术问题是：提供全新设计的用于水处理的膜组件、膜过滤器以及用于该膜组件的膜元件，以提高水处理膜过滤装置抵抗膜污染的能力。
本实用新型的第一种用于水处理的膜组件，包括：过滤单元，所述过滤单元包括膜元件，所述膜元件包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；集流单元，所述集流单元包括集流部件，所述集流部件设有与膜元件的开口连通的集流腔和与集流腔连通的输出口；所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条，所述膜条具有一个连接端和一个自由端，其中，所述连接端被置于集流部件上而使膜条的开口连通所述集流腔，所述自由端则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态。
上述第一种用于水处理的膜组件中，膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条，由于膜条与中空纤维膜同为长条状，因此，膜条的装填密度较高。同时，膜条的横截面又呈扁平状，这与中空纤维膜的横截面呈圆形或类圆形有着明显区别，而从理论上讲，当膜条的横截面呈扁平状时，膜条可以在一定程度上获得类似于板式膜这种因膜面平整而形成的抗膜污染性能 (流体在平整的膜面上运动形成一定的剪切力从而带动膜面上附着的污染物)。也就是说，上述膜条的特殊形状使得该膜条在装填密度方面可能优于平板膜，同时在形状本身所带来的抗膜污染性能方面又优于中空纤维膜。
另一方面，上述第一种用于水处理的膜组件中膜条除连接端外还具有一个自由端，这又与背景技术中所说的浸没式膜生物反应器的纤维束的两端均用装置固定的方式有着本质区别。显然，上述第一种用于水处理的膜组件属于浸没式膜组件，在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时，所述自由端在待处理水体的保持下呈浮动状态，这样，就赋予了该自由端以及该自由端所在的膜条本身较大的自由度，从而使得过滤时被膜条所拦截下来的污物能够更为容易的从膜条之间排出。
本实用新型的第一种用于水处理的膜过滤器，包括膜组件和可作用于膜组件的曝气装置，其中，所述膜组件采用上述第一种用于水处理的膜组件；所述曝气装置的曝气口设置于膜条的周边并大致上沿膜条的长度方向向外曝气。
显然，本实用新型的第一种用于水处理的膜过滤器属于一体式MBR，具体而言属于浸没式膜生物反应器。由于膜条的自由端在待处理水体的保持下呈浮动状态从而赋予了该自由端以及该自由端所在的膜条本身较大的自由度，同时曝气装置的曝气口设置于膜条的周边并大致上沿膜条的长度方向向外曝气，因此，过滤时被膜条所拦截下来的污物将很容易的从膜条之间排出，有效避免在膜条上形成污物沉积区。
本实用新型的第二种用于水处理的膜组件，包括：过滤单元，所述过滤单元包括膜元件，所述膜元件包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；集流单元，所述集流单元包括集流部件，所述集流部件设有与膜元件的开口连通的集流腔和与集流腔连通的输出口；所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条，所述膜条具有一个连接端和一个自由端，其中，所述连接端被置于集流部件上而使膜条的开口连通所述集流腔，所述自由端则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；所述集流部件为管状且该集流部件上垂直安装有多根沿该集流部件的长度方向间隔排列的膜条。
上述第二种用于水处理的膜组件是在第一种用于水处理的膜组件的基础上，对集流部件的构造以及膜条在该集流部件上的安装方式进行了更为具体的设定。因此，第二种用于水处理的膜组件同样具有第一种用于水处理的膜组件的优点。
本实用新型的第二种用于水处理的膜过滤器，包括膜组件和可作用于膜组件的曝气装置，其中，所述膜组件采用本实用新型的第二种用于水处理的膜组件；所述曝气装置的曝气口设置于膜条的周边并大致上沿膜条的长度方向向外曝气。
本实用新型的第二种用于水处理的膜过滤器也属于一体式MBR，具体而言属于浸没式膜生物反应器。由于膜条的自由端在待处理水体的保持下呈浮动状态从而赋予了该自由端以及该自由端所在的膜条本身较大的自由度，同时曝气装置的曝气口设置于膜条的周边并大致上沿膜条的长度方向向外曝气，因此，过滤时被膜条所拦截下来的污物将很容易的从膜条之间排出，有效避免在膜条上形成污物沉积区。
无论是上述第一种用于水处理的膜组件还是第二种用于水处理的膜组件，一般而言，当该膜组件处于所述使用状态时，所述膜条是以连接端位于自由端下方的方式纵向设置的。另外，为了更好控制膜条的姿态，所述膜元件还包括设置在所述膜条自由端上的位置控制部件；该位置控制部件依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端从而控制膜条在待处理水体中姿态。更具体的说，若膜组件处于所述使用状态时所述膜条以连接端位于自由端下方的方式纵向设置，则所述位置控制部件可依靠自身浮力向上牵引自由端而使膜条在待处理水体中呈纵向设置，从而防止膜条自由端下沉。
本实用新型的第三种用于水处理的膜组件，包括：过滤单元，所述过滤单元包括膜元件，所述膜元件包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；集流单元，所述集流单元包括集流部件，所述集流部件设有与膜元件的开口连通的集流腔和与集流腔连通的输出口；所述膜元件本体为长条状膜条，所述膜条具有一个连接端和一个自由端，其中，所述连接端被置于集流部件上而使膜条的开口连通所述集流腔，所述自由端则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；并且当该膜组件处于所述使用状态时，膜条以连接端位于自由端上方的方式纵向设置。
不同于上述第一种用于水处理的膜组件和第二种用于水处理的膜组件，本实用新型的第三种用于水处理的膜组件具体限定了当该膜组件处于所述使用状态时所述膜条以连接端位于自由端上方的方式纵向设置。第三种用于水处理的膜组件也属于浸没式膜组件，同样的，在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时，所述自由端在待处理水体的保持下呈浮动状态，这样，就赋予了该自由端以及该自由端所在的膜条本身较大的自由度，从而使得过滤时被膜条所拦截下来的污物能够更为容易的从膜条之间排出。并且，由于当该膜组件处于所述使用状态时所述膜条以连接端位于自由端上方的方式纵向设置，这样更有利于污物在重力作用下从膜条的下部排出。
上述第三种用于水处理的膜组件的膜条优选采用横截面扁平的长条状膜条。由于这种膜条与中空纤维膜同为长条状，因此，这种膜条的装填密度较高。同时，该膜条的横截面又呈扁平状，这与中空纤维膜的横截面呈圆形或类圆形有着明显区别，而从理论上讲，当膜条的横截面呈扁平状时，膜条可以在一定程度上获得类似于板式膜这种因膜面平整而形成的抗膜污染性能。即膜条的特殊形状使得该膜条在装填密度方面可能优于平板膜，同时在形状本身所带来的抗膜污染性能方面又优于中空纤维膜。
最为对上述第三种用于水处理的膜组件中的进一步改进，所述膜元件还包括设置在所述膜条自由端上的位置控制部件；该位置控制部件依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端从而控制膜条在待处理水体中姿态。更具体的说，所述位置控制部件可依靠自身重力向下牵引自由端而使膜条在待处理水体中呈纵向设置，从而防止膜条自由端上浮。
本实用新型第三种用于水处理的膜过滤器，包括膜组件和可作用于膜组件的曝气装置，所述膜组件采用上述第三种用于水处理的膜组件；所述曝气装置的曝气口设置于膜条的下方并大致上沿膜条的长度方向向外曝气。
本实用新型的第三种用于水处理的膜过滤器也属于一体式MBR，具体而言属于浸没式膜生物反应器。由于膜条的自由端在待处理水体的保持下呈浮动状态从而赋予了该自由端以及该自由端所在的膜条本身较大的自由度，同时曝气装置的曝气口设置于膜条的下方并大致上沿膜条的长度方向向外曝气，因此，过滤时被膜条所拦截下来的污物将很容易的从膜条之间排出，尤其从膜条的下部排出，有效避免在膜条上形成污物沉积区。
可用于上述几种用于水处理的膜组件的膜元件，包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面，其中，所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条，所述膜条具有一个连接端和一个自由端，所述连接端用于与集流部件连接而使膜条的开口连通所述集流部件中的集流腔，所述自由端则在该膜元件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态。上述膜元件采用了既不同于板式膜也不同于中空纤维膜的全新设计，提高了膜元件的抗污染能力。
作为上述膜元件的一种具体结构，所述膜条包括相对设置的第一条状过滤薄膜和第二条状过滤薄膜，所述第一条状过滤薄膜的边缘由第一左侧边、第一右侧边、第一自由端底边和第一连接端底边构成，所述第二条状过滤薄膜的边缘由第二左侧边、第二右侧边、第二自由端底边和第二连接端底边构成，所述第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间分别连接为一体从而在第一条状过滤薄膜和第二条状过滤薄膜之间形成空腔，第一连接端底边与第二连接端底边彼此不连接形成与空腔相通的唇口。采用上述结构的膜条容易制造，可以充分降低膜条的成本。
此外，所述膜条还包括设置于第一条状过滤薄膜与第二条状过滤薄膜之间的隔膜,所述隔膜将空腔分隔为前后两个均与所述唇口导通的腔体。通过在第一条状过滤薄膜与第二条状过滤薄膜之间增设隔膜，可以防止第一条状过滤薄膜与第二条状过滤薄膜在外部压力下彼此贴合，影响过滤效率。
所述第一条状过滤薄膜和第二条状过滤薄膜均优选采用聚偏氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚砜薄膜、聚醚砜薄膜、聚丙烯晴薄膜和聚氯乙烯薄膜中的任意一种。此外，所述第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间均优选通过热熔接为一体。
了更好控制膜条的姿态，本实用新型上述膜元件还包括设置在所述膜条自由端上的位置控制部件；该位置控制部件依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端从而控制膜条在待处理水体中姿态。更具体的说，若该膜元件处于所述使用状态时膜条以连接端位于自由端下方的方式纵向设置，则所述位置控制部件依靠自身浮力向上牵引自由端而使膜条在待处理水体中呈纵向设置。若该膜元件处于所述使用状态时膜条以连接端位于自由端上方的方式纵向设置，则所述位置控制部件依靠自身重力向下牵引自由端而使膜条在待处理水体中呈纵向设置。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型用于水处理的膜过滤器的一种使用状态示意图。
图2为本实用新型用于水处理的膜元件的一种结构分解示意图。
图3为图2所示膜元件的结构组合示意图。
图4为本实用新型用于水处理的膜元件自由端位置控制部件的一种结构示意图。
图5为本实用新型用于水处理的膜过滤器的一种结构示意图。
图6为本实用新型用于水处理的膜过滤器的另一种结构示意图。
图7为本实用新型用于水处理的膜过滤器的又一种结构示意图。
图8为本实用新型用于水处理的膜过滤器的一种使用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示的膜组件，包括：过滤单元100，其过滤单元100包括膜元件110，所述膜元件110包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；集流单元200，所述集流单元200包括集流部件210，所述集流部件210设有与膜元件110的开口连通的集流腔211和与集流腔211连通的输出口212；所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条111，所述膜条111具有一个连接端111a和一个自由端111b，其中，所述连接端111a被置于集流部件210上而使膜条111的开口111d连通所述集流腔211，所述自由端111b则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；此外，当该膜组件处于所述使用状态时，所述膜条111以连接端111a位于自由端111b 下方的方式纵向设置。由于在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时，所述自由端 111b在待处理水体的保持下呈浮动状态，这样，就赋予了该自由端111b以及该自由端111b 所在的膜条111本身较大的自由度，从而使得过滤时被膜条111所拦截下来的污物能够更为容易的从膜条111之间排出。由于自由端111b位于膜条111的上端，这样即使在该膜组件使用时曝气装置300不能有效作用于膜条111的上端(一体式MBR中曝气装置300位于膜组件下方)，也不会导致在膜条111的上部区域形成污物沉积区。
如图1-3所示，上述膜组件中的膜元件110包括了周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面，所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条111，所述膜条111具有一个连接端111a和一个自由端111b，所述连接端111a用于与集流部件210 连接而使膜条111的开口连通所述集流部件210中的集流腔211，所述自由端111b则在该膜元件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态。上述的膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条111，由于膜条111与中空纤维膜同为长条状，因此，这些膜条111的装填密度较高。同时，膜条111的横截面又呈扁平状，这与中空纤维膜的横截面呈圆形或类圆形有着明显区别，而从理论上讲，当膜条的横截面呈扁平状时，膜条可以在一定程度上获得类似于板式膜这种因膜面平整而形成的抗膜污染性能。因此，上述膜条111的特殊形状使得该膜条111在装填密度可能优于平板膜，同时在形状本身所带来的抗膜污染性能方面又优于中空纤维膜。如图3所示，设上述膜条111的长度为L，宽度为W，厚度为H，其中L/W为长宽比，W/H为宽厚比，则本具体实施方式中膜条111的宽厚比优选为5 至30且长宽比优选大于10。
如图2-3所示，作为膜条111的一种具体结构，该膜条111包括相对设置的第一条状过滤薄膜111g和第二条状过滤薄膜111h，所述第一条状过滤薄膜111g的边缘由第一左侧边、第一右侧边、第一自由端底边和第一连接端底边构成，所述第二条状过滤薄膜111h的边缘由第二左侧边、第二右侧边、第二自由端底边和第二连接端底边构成，所述第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间分别连接为一体从而在第一条状过滤薄膜111g和第二条状过滤薄膜111h之间形成空腔111c，第一连接端底边与第二连接端底边彼此不连接形成与空腔111c相通的唇口111f。此外，在所述第一条状过滤薄膜111g与第二条状过滤薄膜111h之间最好还设置一层隔膜111e,通过所述隔膜111e将空腔111c分隔为前后两个均与所述唇口111f导通的腔体。该隔膜111e的厚度在3毫米以下为宜且边缘可以分别嵌入第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间。上述第一条状过滤薄膜111g和第二条状过滤薄膜111h一般可以采用聚偏氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚砜薄膜、聚醚砜薄膜、聚丙烯晴薄膜和聚氯乙烯薄膜中的任意一种；隔膜111e可以采用多种塑料膜。
制造上述膜条111时，可先裁切出第一条状过滤薄膜111g、第二条状过滤薄膜111h和隔膜111e(使用专门的裁切设备可以快速精确的裁切出第一条状过滤薄膜111g、第二条状过滤薄膜111h和隔膜111e)，然后将第一条状过滤薄膜111g、隔膜111e以及第二条状过滤薄膜111h依次叠加后将所述第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间均热熔接为一体，从而快速制造出膜条111。当然，第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间也可以采用其他连接方式，例如粘接。
如图1、4所示，当膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时所述自由端111b在待处理水体的保持下呈浮动状态，并且膜条111以连接端111a位于自由端111b下方的方式纵向设置，而为了使膜条111在待过滤水体中纵向设置且连接端111a位于自由端111b下方，可以通过控制膜条111本身的浮力来实现。由于膜条111的第一条状过滤薄膜111g、第二条状过滤薄膜111h以及隔膜111e均采用轻薄的有机薄膜，因此膜条111的重量较轻，同时，膜条111又有较大的表面积，因此，将膜条111浸没于待过滤水体中时完全能够在膜条111的自身浮力的作用下使其自由端111b上浮而自然形成连接端111a位于自由端111b下方的纵向姿态。为了控制膜条111的姿态，膜元件110也可以包括设置在所述膜条111自由端111b上的位置控制部件112；该位置控制部件112依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端111b从而控制膜条111在待处理水体中姿态。具体而言，所述位置控制部件112可依靠自身浮力向上牵引自由端111b而使膜条111在待处理水体中呈纵向设置。使用位置控制部件112来没控制条111的姿态，可以增大对膜条设计的自由度，同时还可以控制位置控制部件112对膜条111的自由端111b的牵引力，从而调节自由端111b浮动的范围，增加对膜条111运动的可控性。
如图4所示，在本具体实施方式中，所述位置控制部件112包括夹持结构112b和安装在该夹持结构112b上的浮体112a。为了保证受力平衡，位置控制部件112设计成以膜条111 左右对称的结构。所述夹持结构112b具体包括左夹持部、右夹持部和连接在左夹部与右夹持部顶端的连接部，膜条111的上端夹持于左夹持部与右夹持部之间；所述浮体112a呈条状并沿膜条111的宽度方向延伸，该浮体112a固定在连接部的上端面上，浮体112a的侧面凸出膜条111的侧面。本具体实施方式中浮体112a具体采用泡沫材料，例如可发性聚苯乙烯(EPS)。上述的位置控制部件112结构简单、便于安装；由于浮体112a的侧面凸出膜条111的侧面，可防止膜条111之间发生粘接。
如图1所示，用于水处理的膜过滤器，包括上述具体实施方式中所说的膜组件和可作用于膜组件的曝气装置300，所述曝气装置300的曝气口310设置于膜条111的周边并大致上沿膜条111的长度方向向外曝气。其中，所述集流部件210具体包括与曝气装置300为一体的集流支撑座213，集流支撑座213内分别设有彼此隔离的集流腔211和输气腔320，集流支撑座213的上表面分布有与集流腔211导通的膜条接口和与输气腔320导通的曝气口310，所述膜条111垂直安装于该集流支撑座213的上表面且膜条111的连接端111a分别与集流支撑座213上的膜条接口对应连接。上述曝气装置300与集流部件210的一体设计具有结构紧凑的优点。集流支撑座213的上表面分布有与集流腔211导通的膜条接口和与输气腔320导通的曝气口310，同时曝气口310大致上沿膜条111的长度方向向外曝气，因此曝气装置300 对膜组件的作用范围宽，曝气更充分。
实施例1
如图5所示，用于水处理的膜过滤器，包括上述具体实施方式中所说的膜组件和可作用于膜组件的曝气装置300，其中，所述的集流支撑座213为盘状，所述膜条111以阵列形式分布在该集流支撑座213的上表面；所述膜条111具体以矩形阵列形式分布在该集流支撑座213的上表面，矩形阵列的膜条111中各膜条111平行设置，从而在过滤单元100中形成平行的排污通道，有利于污物的排出。
在实施例1的膜过滤器中，所采用的膜条111长度L为1000毫米，宽度W为16毫米，厚度H为2毫米,则每根膜条111的膜面积为2(W+H)×L＝0.036m2。集流支撑座213的直径为1000毫米,在该集流支撑座213的上表面上总共分布有15000根膜条111，则总膜面积为0.036 ×15000＝540m2。因此，该膜过滤器中膜条111在单位填装体积下膜面积约为688m2/m3，明显高于板式膜。
实施例2
如图6所示，用于水处理的膜过滤器，包括上述具体实施方式中所说的膜组件和可作用于膜组件的曝气装置300，其中，所述的集流支撑座213为盘状，所述膜条111以阵列形式分布在该集流支撑座213的上表面；所述膜条111具体以环形阵列形式分布在该集流支撑座 213的上表面，环形阵列的膜条111中各膜条111的侧面均与同一条以膜条111的环形阵列中心为圆心的圆(例如图6中的圆120)相切，从而在过滤单元100中形成环形的排污通道，有利于污物的排出。
实施例3
如图6所示，用于水处理的膜过滤器，包括上述具体实施方式中所说的膜组件和可作用于膜组件的曝气装置300，其中，集流支撑座213为管状，该集流支撑座213上垂直安装有多根沿该集流支撑座213的长度方向间隔排列的膜条111。此外，实施例3的膜过滤器还包括设置于过滤单元100外侧可限制膜条111的自由端111b活动范围的限位结构。该限位结构具体采用设置于过滤单元100外侧的围框。
区别于上述具体实施方式及实施例中的膜组件，图8所示的膜组件包括：过滤单元100，其过滤单元100包括膜元件110，所述膜元件110包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；集流单元200，所述集流单元200包括集流部件 210，所述集流部件210设有与膜元件110的开口连通的集流腔211和与集流腔211连通的输出口212；所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条111，所述膜条111具有一个连接端111a和一个自由端111b，其中，所述连接端111a被置于集流部件210上而使膜条111的开口111d连通所述集流腔211，所述自由端111b则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；此外，当该膜组件处于所述使用状态时，所述膜条111以连接端111a位于自由端111b上方的方式纵向设置。
如图8所示，用于水处理的膜过滤器，包括图8所示的膜组件和可作用于该膜组件的曝气装置300，所述曝气装置300的曝气口310设置于膜条111的下方并大致上沿膜条111的长度方向向外曝气。所述集流部件210具体包括集流支撑座213，集流支撑座213内设有集流腔211，集流支撑座213的下表面分布有与集流腔211导通的膜条接口，所述膜条111垂直安装于该集流支撑座213的下表面且膜条111的连接端111a分别与集流支撑座213上的膜条接口对应连接。集流支撑座213可以为盘状，所述膜条111以阵列形式分布在该集流支撑座213的下表面；所述膜条111优选以矩形阵列形式或环形阵列形式分布在该集流支撑座213的下表面，当所述膜条111以矩形阵列形式分布在该集流支撑座213的下表面时，矩形阵列的膜条111中各膜条111平行设置，当所述膜条111以环形阵列形式分布在该集流支撑座213的下表面时，环形阵列的膜条111中各膜条111的侧面均与同一条以膜条111的环形阵列中心为圆心的圆相切。
图8所示的膜过滤器，由于膜条111的自由端111b在待处理水体的保持下呈浮动状态从而赋予了该自由端111b以及该自由端111b所在的膜条111本身较大的自由度，同时曝气装置300的曝气口设置于膜条111的下方并大致上沿膜条111的长度方向向外曝气，因此，过滤时被膜条111所拦截下来的污物将很容易的从膜条111之间排出，尤其从膜条111的下部排出，有效避免在膜条111上形成污物沉积区。
图8所示的膜过滤器，当膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时所述自由端111b 在待处理水体的保持下呈浮动状态，并且膜条111以连接端111a位于自由端111b上方的方式纵向设置，而为了使膜条111在待过滤水体中纵向设置且连接端111a位于自由端111b上方，可以通过控制膜条111本身的重力来实现。为了控制膜条111的姿态，膜元件110也可以包括设置在所述膜条111自由端111b上的位置控制部件112；该位置控制部件112依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端111b从而控制膜条111在待处理水体中姿态。具体而言，所述位置控制部件112可依靠自身重力向下牵引自由端111b而使膜条111在待处理水体中呈纵向设置。使用位置控制部件112来没控制条111的姿态，可以增大对膜条设计的自由度，同时还可以控制位置控制部件112对膜条111的自由端111b的牵引力，从而调节自由端 111b浮动的范围，增加对膜条111运动的可控性。
在本具体实施方式中，所述位置控制部件112包括夹持结构112b和安装在该夹持结构 112b上的配重体。为了保证受力平衡，位置控制部件112设计成以膜条111左右对称的结构。所述夹持结构112b具体包括左夹持部、右夹持部和连接在左夹部与右夹持部顶端的连接部，膜条111的上端夹持于左夹持部与右夹持部之间；所述配重体呈条状并沿膜条111的宽度方向延伸，该配重体固定在连接部的上端面上，配重体的侧面凸出膜条111的侧面。本具体实施方式中配重体具体采用比重大于膜条的塑料制成。上述的位置控制部件112结构简单、便于安装；由于浮体112a的侧面凸出膜条111的侧面，可防止膜条111之间发生粘接。

Claims (10)

1.用于水处理的膜组件，包括：
过滤单元(100)，所述过滤单元(100)包括膜元件(110)，所述膜元件(110)包括周身封闭仅一端开口的中空膜元件本体，所述膜元件本体的外表面为膜过滤面；
集流单元(200)，所述集流单元(200)包括集流部件(210)，所述集流部件(210)设有与膜元件(110)的开口连通的集流腔(211)和与集流腔(211)连通的输出口(212)；
其特征在于：
所述膜元件本体为横截面扁平的长条状膜条(111)，所述膜条(111)具有一个连接端(111a)和一个自由端(111b)，其中
所述连接端(111a)被置于集流部件(210)上而使膜条(111)的开口(111d)连通所述集流腔(211)，
所述自由端(111b)则在该膜组件处于浸没于待处理水体中的使用状态时在所述的待处理水体的保持下呈浮动状态；
所述集流部件(210)为管状且该集流部件(210)上垂直安装有多根沿该集流部件(210)的长度方向间隔排列的膜条(111)。
2.如权利要求1所述的用于水处理的膜组件，其特征在于：当该膜组件处于所述使用状态时，所述膜条(111)以连接端(111a)位于自由端(111b)下方的方式纵向设置。
3.如权利要求1或2所述的用于水处理的膜组件，其特征在于：所述膜元件(110)还包括设置在所述膜条(111)自由端(111b)上的位置控制部件(112)；该位置控制部件(112)依靠自身在待处理水体中的受力来牵引自由端(111b)从而控制膜条(111)在待处理水体中姿态。
4.如权利要求3所述的用于水处理的膜组件，其特征在于：所述位置控制部件(112)依靠自身浮力向上牵引自由端(111b)而使膜条(111)在待处理水体中呈纵向设置。
5.如权利要求1或2所述的用于水处理的膜组件，其特征在于：所述膜条(111)包括相对设置的第一条状过滤薄膜(111g)和第二条状过滤薄膜(111h)，所述第一条状过滤薄膜(111g)的边缘由第一左侧边、第一右侧边、第一自由端底边和第一连接端底边构成，所述第二条状过滤薄膜(111h)的边缘由第二左侧边、第二右侧边、第二自由端底边和第二连接端底边构成，所述第一左侧边与第二左侧边之间、第一右侧边与第二右侧边之间以及第一自由端底边与第二自由端底边之间分别连接为一体从而在第一条状过滤薄膜(111g)和第二条状过滤薄膜(111h)之间形成空腔(111c)，第一连接端底边与第二连接端底边彼此不连接形成与空腔(111c)相通的唇口(111f)。
6.如权利要求5所述的用于水处理的膜组件，其特征在于：所述膜条(111)包括设置于第一条状过滤薄膜(111g)与第二条状过滤薄膜(111h)之间的隔膜(111e),所述隔膜(111e)将空腔(111c)分隔为前后两个均与所述唇口导通的腔体。
7.用于水处理的膜过滤器，包括膜组件和可作用于膜组件的曝气装置(300)，其特征在于：所述膜组件采用权利要求1至6中任意一项权利要求所述的膜组件；所述曝气装置(300)的曝气口(310)设置于膜条(111)的周边并大致上沿膜条(111)的长度方向向外曝气。
8.如权利要求7所述的用于水处理的膜过滤器，其特征在于：所述膜组件采用权利要求2所述的膜组件；则所述集流部件(210)包括与曝气装置(300)为一体的集流支撑座(213)，该集流支撑座(213)为管状且内部分别设有彼此隔离的集流腔(211)和输气腔(320)，集流支撑座(213)的上表面分布有与集流腔(211)导通的膜条接口和与输气腔(320)导通的曝气口(310)，所述膜条(111)垂直安装于该集流支撑座(213)的上表面且膜条(111)的连接端(111a)分别与集流支撑座(213)上的膜条接口对应连接。
9.如权利要求8所述的用于水处理的膜过滤器，其特征在于：所述曝气口(310)设置在相邻的膜条接口之间。
10.如权利要求7所述的用于水处理的膜过滤器，其特征在于：还包括设置于过滤单元(100)外侧可限制膜条(111)的自由端(111b)活动范围的限位结构。
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