CN214862565U - 一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件，包含膜壳、多根中空纤维膜丝、上罗筒、罗盖和下罗筒。所述上罗筒与罗盖相密封连接，所述上密封固定层和下密封固定层内部分别固定有气液收集器和气液分布器，所述气液收集器和气液分布器将多根中空纤维膜丝分割成多个中空纤维膜丝束，所述罗盖上分别设有产水口和气液导流口，所述气液分布器下端部安装有导流筒和密封挡板。该浸入式中空纤维膜组件脉冲曝气结构简单合理，能耗低，抗污染性能强，使用寿命长，可在高浊度污水中稳定工作，投入成本低，适用范围广。

Description

一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件

技术领域

本实用新型涉及污水处理装置技术领域，具体为一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件。

背景技术

随着我国经济的快速发展，水资源的消耗已成倍增加，一方面造成了水资源的紧缺，同时也增加了污水的产生，加大了社会和环境可持续发展的压力。膜分离技术和装置近年来已被广泛应用于生物、化工、医药、食品、市政等污水处理领域中。为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现最大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为中空纤维膜组件。其中浸入式中空纤维膜组件因具有产水量高、能耗低、便于与其他工艺相结合等优势而得到广泛应用。目前水处理领域中，浸入式中空纤维膜组件在气水联合反洗时中空纤维膜丝上端部在水气的双重作用下容易紧贴外围膜壳，封堵掉膜壳表面大部分的气液导流通道，使得清洗出来的污染物很难通过气液导流通道排出到膜组件外部，污染物在浸入式膜组件上端内部产生聚集，影响浸入式膜组件的抗污染性能，缩短整体使用寿命；再者，工程应用时，部分浸入式膜组件底部采用脉冲曝气结构进行曝气，虽然部分降低了曝气能耗，但是由于结构设计不合理，浸入式膜组件底部的污染物很难完全排空，使得污染物在浸入式膜组件下端内部产生聚集，进而影响浸入式膜组件的抗污染性能，缩短整体使用寿命。为此，我们提出一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件，包含膜壳、多根中空纤维膜丝、上罗筒、罗盖和下罗筒。多根中空纤维膜丝分别通过浇注在上罗筒和下罗筒内的上密封固定层和下密封固定层固定于膜壳内部，所述上罗筒与罗盖相密封连接，在所述的上密封固定层和下密封固定层内部分别固定有气液收集器和气液分布器，所述气液收集器和气液分布器将多根中空纤维膜丝分割成多个中空纤维膜丝束,每束中空纤维膜丝下端部密闭于下密封固定层内部，上端部开口于上密封固定层端面且与罗盖内腔保持畅通；所述的罗盖上分别设有产水口和气液导流口，产水口与通过罗盖内腔与所述的每根中空纤维膜丝内腔相连通；在所述的气液分布器下端部安装有导流筒和密封挡板，所述的气液分布器与导流筒之间形成气液导流通道，该气液分布器、导流筒和密封挡板均置于下罗筒内部。

优选的，所述膜壳上端部外表面开有多个气液导流孔，该气液导流孔截面形状可以是圆形或多边形，所述的膜壳直径为32mm-315mm。

优选的，所述被气液收集器和气液分布器分割成的中空纤维膜丝束数量是2个及以上。

优选的，所述气液收集器两侧均为开口结构，内腔分别与罗盖上的气液导流口和膜壳内腔相连通，其材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料。

优选的，所述气液分布器上端部表面分布有多个气液导流孔，下端部是开口结构，所述的气液分布器内腔通过多个气液导流孔和气液分布器与导流筒之间形成的气液导流通道分别与膜壳内腔和下罗筒内腔相连通，所述的气液分布器材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料。

优选的，所述导流筒与密封挡板采用铰链连接，密封挡板可根据工况进行打开或关闭以确保导流筒底部内腔呈开放或闭合状态，其材料均是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料。

优选的，所述下罗筒底部为开口设计，侧端设有进气口，其材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料。

优选的，所述上密封固定层和下密封固定层均设置有硬性密封固定层和柔性密封保护层，其中硬性密封固定层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料或硬性橡胶；柔性密封保护层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料、硅胶或柔性橡胶。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该浸入式中空纤维膜组件上端部设置有气液收集器，所述的气液收集器两侧均为开口结构，内腔分别与罗盖上的气液导流口和膜壳内腔相连通，所述气液收集器和气液分布器将多根中空纤维膜丝分割成多个中空纤维膜丝束，此设计在气水联合反洗时中空纤维膜丝上端部即使在水气的双重作用下紧贴外围膜壳，封堵掉膜壳表面大部分的气液导流通道，清洗出来的污染物和气体混合液也可以通过相邻两个中空纤维膜丝束之间通道进入气液收集器内腔，再完全的经罗盖中气液导流口排出到浸入式膜组件外部，污染物在浸入式膜组件上端内部不会产生聚集，提高浸入式膜组件的抗污染性能，延长整体使用寿命；该浸入式中空纤维膜组件下端部设置有气液分布器、导流筒和密封挡板，所述的气液分布器与导流筒之间形成气液导流通道，该气液分布器、导流筒和密封挡板均置于下罗筒内部，所述导流筒与密封挡板采用铰链连接，密封挡板可根据工况进行打开和关闭以确保导流筒底部内腔呈开放和闭合状态，膜壳上端部外表面开有多个气液导流孔，在浸入式中空纤维膜组件需要脉冲式曝气时，密封挡板闭合以确保导流筒底部内腔呈闭合状态，聚集的气体经气液分布器与导流筒之间形成的气液导流通道瞬间大流量的进入气液分布器内腔，通过气液分布器中的气液导流孔进入膜壳内腔，冲刷每根中空纤维膜丝表面，又因膜壳只有上端部表面开有气液导流孔，可以使得爆出的气体有效的冲刷整根中空纤维膜丝表面，有效的防止了污染物在中空纤维膜丝表面聚集；在浸入式中空纤维膜组件需要排空时，密封挡板打开以确保导流筒底部内腔呈开放状态，浸入式中空纤维膜组件内部的污染物混合液可以很容易的依次通过气水分布器和处于开放状态的导流筒内腔完全的排出到浸入式中空纤维膜组件外部，防止了污染物在浸入式中空纤维膜组件内部聚集，进而提高浸入式中空纤维膜组件的抗污染性能，延长整体使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件的局部剖面结构示意图；

图2为本实用新型一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件中气液收集器的局部剖面结构示意图。

图3为本实用新型一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件中气液分布器的局部剖面结构示意图。

图中：10-高抗污染浸入式中空纤维膜组件，101-膜壳；102-中空纤维膜丝； 103-上罗筒；104-上密封固定层；105-罗盖；105a-产水口；105b-气液导流口；106-下密封固定层；107-下罗筒；107a-进气口；108-导流筒；109-密封挡板；20-气液收集器；30-气液分布器；30a-气液导流孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供技术方案：一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件10，包含膜壳101、多根中空纤维膜丝102、上罗筒103、罗盖105和下罗筒107。多根中空纤维膜丝102分别通过浇注在上罗筒103和下罗筒107内的上密封固定层104和下密封固定层106固定于膜壳101内部，所述上罗筒 103与罗盖105相密封连接，在所述的上密封固定层104和下密封固定层106内部分别固定有气液收集器20和气液分布器30，所述气液收集器20和气液分布器30将多根中空纤维膜丝102分割成多个中空纤维膜丝束,每束中空纤维膜丝下端部密闭于下密封固定层106内部，上端部开口于上密封固定层104端面且与罗盖105内腔保持畅通；所述的罗盖105上分别设有产水口105a和气液导流口105b，产水口105a与通过罗盖105内腔与所述的每根中空纤维膜丝102内腔相连通；在所述的气液分布器30下端部安装有导流筒108和密封挡板109，所述的气液分布器30与导流筒108之间形成气液导流通道，该气液分布器30、导流筒108和密封挡板109均置于下罗筒107的内部。

所述膜壳101上端部外表面开有多个气液导流孔，该气液导流孔截面形状可以是圆形或多边形，所述的膜壳101直径为32mm-315mm；所述被气液收集器20和气液分布器30分割成的中空纤维膜丝束数量为2个及以上；所述气液收集器20两侧均为开口结构，内腔分别与罗盖105上的气液导流口105b和膜壳101内腔相连通，其材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料；优选的，所述气液分布器30上端部表面分布有多个气液导流孔30a，下端部是开口结构，所述的气液分布器30内腔通过多个气液导流孔30a和气液分布器30与导流筒108之间形成的气液导流通道分别与膜壳101内腔和下罗筒107内腔相连通，所述的气液分布器30材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料；优选的，所述导流筒108与密封挡板109采用铰链连接，密封挡板109可根据工况进行打开和关闭以确保导流筒108底部内腔呈开放和闭合状态，其材料均是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料；优选的，所述下罗筒107底部开口，侧端设有进气口107a，其材料是ABS材料、PVC材料或不锈钢材料；优选的，所述上密封固定层104和下密封固定层106均分为硬性密封固定层和柔性密封保护层，其中硬性密封固定层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料或硬性橡胶；柔性密封保护层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料、硅胶或柔性橡胶。

由此可知，本实用新型的该浸入式中空纤维膜组件10上端部设置有气液收集器20，所述的气液收集器20两侧均为开口结构，内腔分别与罗盖105上的气液导流口105b和膜壳101内腔相连通，所述多根中空纤维膜丝102被所述的气液收集器20和气液分布器30分割成多个中空纤维膜丝束，此设计在气水联合反洗时中空纤维膜丝102上端部即使在水气的双重作用下紧贴外围膜壳101，封堵掉膜壳表面大部分的气液导流通道，清洗出来的污染物和气体混合液也可以通过相邻两个中空纤维膜丝束之间的通道进入气液收集器20内腔，再完全的经罗盖105中气液导流口105b排出到浸入式中空纤维膜组件10外部，污染物在浸入式中空纤维膜组件10上端内部不会产生聚集，提高浸入式中空纤维膜组件10的抗污染性能，延长整体使用寿命；该浸入式中空纤维膜组件10下端部设置有气液分布器30、导流筒108和密封挡板109，所述的气液分布器30与导流筒108之间形成气液导流通道，该气液分布器30、导流筒108和密封挡板109均置于下罗筒107内部，所述导流筒108与密封挡板109采用铰链连接，密封挡板109可根据工况进行打开和关闭以确保导流筒108底部内腔呈开放和闭合状态，膜壳101上端部外表面开有多个气液导流孔，在浸入式中空纤维膜组件10需要脉冲式曝气时，密封挡板109闭合以确保导流筒108底部内腔呈闭合状态，聚集的气体经气液分布器30与导流筒108之间形成的气液导流通道瞬间大流量的进入气液分布器30内腔，通过气液分布器30中的气液导流孔30a进入膜壳101内腔，冲刷每根中空纤维膜丝102表面，又因膜壳101只有上端部表面开有气液导流孔，可以使得爆出的气体有效的冲刷整根中空纤维膜丝102表面，有效的防止了污染物在中空纤维膜丝102表面聚集；在浸入式中空纤维膜组件10需要排空时，密封挡板109打开以确保导流筒108底部内腔呈开放状态，浸入式中空纤维膜组件10内部的污染物混合液可以很容易的依次通过气水分布器30和处于开放状态的导流筒108内腔完全的排出到浸入式中空纤维膜组件10外部，防止了污染物在浸入式中空纤维膜组件10内部聚集，进而提高浸入式中空纤维膜组件10的抗污染性能，延长整体使用寿命。

实际工程项目中，将如图1所示的多支高抗污染浸入式中空纤维膜组件10与外接管道相连接组成中空纤维膜系统，浸没在膜池内，使其顶端位于膜池内液面之下。常温常压下，输出泵在每支浸入式中空纤维膜组件10中的罗盖105内腔产生负压，从而使得膜壳101内腔内的原水经中空纤维膜丝102过滤而汇集至罗盖105内腔，该内腔内的滤过水通过罗盖105中的产水口105a由输出泵持续输出；过滤剩下的混合液经膜壳101上端部周壁上的多个气液导流孔和气液收集器20排出浸入式中空纤维膜组件10的外部，膜壳101上端部周壁上的多个气液导流孔和气液收集器20可以使得过滤剩下的混合液可以均匀有效的排出到中空纤维膜组件100外部，无积存死角现象。当中空纤维膜丝102出现污堵时，反洗泵输出的大流量反洗水经罗盖105中产水口105a进入罗盖105内腔，最终进入中空纤维膜丝102内腔，在外力驱动下使得大流量反洗水经中空纤维膜丝102进入膜壳101内腔，在大流量反洗水透过中空纤维膜丝102过程中冲刷掉污堵在中空纤维膜丝102微孔内及外表面的污染物；同时，风机输出的小流量气体经下罗筒107中的进气口107a进入下罗筒107内腔，此时，密封挡板109闭合，导流筒108底部内腔呈闭合状态，下罗筒107内腔中充满液体，小流量压缩空气挤压该内腔中液体排出到下罗筒107外部，当罗筒107内腔中液体完全排出，压缩空气进入导流筒108内腔中继续挤压该内部填充的液体直至液面下降到气液分布器30下端面，压缩空气继续增加，通过气液分布器30下部开放口进入气液分布器30内腔，经上表面中的多个气液导流孔30a，进入膜壳101内腔，给每根中空纤维膜丝102曝气。由于进入的压缩空气用于曝气，下罗筒107内的气压和导流筒108内的气压下降，该气室内的液面上升直至气液分布器30下端面，产生虹吸现象，下罗筒107和导流筒108内腔内的压缩空气经过气液导流孔30a进入膜壳101内，同时两内腔内的液面持续上升直至导流筒108上端面，两内腔内外压力平衡，曝气停止。小流量压缩空气持续进入，继续挤压下罗筒107内腔中液体排出下罗筒107，通过这样反复进行曝气和停止能够实现脉冲曝气运转。在气水混合体的扰动下，中空纤维膜丝102在水中大幅度地随气水流摆动并且不容易发生断裂，可以很好的将附着在中空纤维膜丝102表面上的的污染物抖落掉，曝气时，持续进入的小流量压缩空气，在液体压力作用下喷出大流量的气水混合液，可以有效的冲洗掉中空纤维膜丝表面污染物，提高中空纤维膜丝抗污染性能，同时也使整个膜装置的能耗降到很低，节省投入成本；气水混合液一部分经膜壳101上端部周壁上的多个气液导流孔排出浸入式中空纤维膜组件10的外部，另一部分气水混合液进入气液收集器20内腔，经与之相连通的罗盖105中气液导流口105b完全的排出浸入式中空纤维膜组件10的外部，浸入式中空纤维膜组件10内部不容易出现污染物聚集现象；当浸入式中空纤维膜组件10需要排空时，密封挡板109打开以确保导流筒108底部内腔呈开放状态，浸入式中空纤维膜组件10内部的污染物混合液可以很容易的依次通过气水分布器30和处于开放状态的导流筒108内腔完全的排出到浸入式中空纤维膜组件10外部，防止了污染物在浸入式中空纤维膜组件10内部聚集。综上可知，该浸入式中空纤维膜组件10中脉冲曝气结构简单合理，能耗低，抗污染性能强，使用寿命长，可在高浊度污水中稳定工作，投入成本低，适用范围广。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，包含膜壳（101）、多根中空纤维膜丝（102）、上罗筒（103）、罗盖（105）和下罗筒（107），其特征在于：多根中空纤维膜丝(102)分别通过浇注在上罗筒(103)和下罗筒(107)内的上密封固定层(104)和下密封固定层(106)固定于膜壳（101）内部，所述上罗筒 (103)与罗盖(105)相密封连接，所述上密封固定层（104）和下密封固定层（106）内部分别固定有气液收集器（20）和气液分布器（30），所述气液收集器（20）和气液分布器（30）将多根中空纤维膜丝(102)分割成多个中空纤维膜丝束,每束中空纤维膜丝下端部采用密闭结构且设置于下密封固定层（106）的内部，每束中空纤维膜丝上端部采用开口结构，设置于上密封固定层（104）端面且与罗盖（105）内腔保持畅通；所述罗盖（105）上分别设有产水口(105a)和气液导流口(105b)，产水口(105a)通过罗盖（105）内腔与所述每根中空纤维膜丝（102）内腔相连通；所述气液分布器（30）下端部安装有导流筒（108）和密封挡板（109），所述气液分布器（30）与导流筒（108）之间形成气液导流通道，所述气液分布器（30）、导流筒（108）和密封挡板（109）均设置于下罗筒（107）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述膜壳（101）上端部外表面开有多个气液导流孔，所述气液导流孔的截面形状为圆形或多边形，所述膜壳（101）直径为32mm-315mm。

3.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述气液收集器（20）和气液分布器（30）分割成的中空纤维膜丝束数量为2个及以上。

4.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述气液收集器（20）两侧均为开口结构，内腔分别与罗盖（105）上的气液导流口（105b）和膜壳（101）内腔相连通。

5.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述气液分布器（30）上端部表面分布有多个气液导流孔（30a），下端部为开口结构，所述气液分布器（30）内腔通过多个气液导流孔（30a）和气液分布器（30）与导流筒（108）之间形成的气液导流通道分别与膜壳（101）内腔和下罗筒（107）内腔相连通。

6.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述导流筒（108）与密封挡板（109）采用铰链连接，密封挡板（109）可根据工况进行打开或关闭以确保导流筒（108）底部内腔呈开放或闭合状态。

7.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于:所述下罗筒（107）底部为开口设计，侧端设有进气口（107a）。

8.根据权利要求1所述的一种高抗污染浸入式中空纤维膜组件(10)，其特征在于: 所述上密封固定层（104）和下密封固定层（106）均设置有硬性密封固定层和柔性密封保护层。

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