專利名稱：氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種膜生物法污水處理裝置，尤其涉及一種氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種正在發(fā)展中的水凈化再生技術(shù)，近年來正逐步應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水的處理。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般將中空纖維膜的兩端分別承插固定于相隔而立的兩個集水管上，形成中空纖維膜元件，而且一般是將整個膜元件整體浸沒于待處理的水中，在膜元件的下方配置曝氣裝置，周期性的對膜元件進(jìn)行曝氣，一方面通過曝氣作用產(chǎn)生氣水混合物，對膜絲表面進(jìn)行刷洗，以沖刷掉粘附在表面的污染物，另一方面可維持生物繁殖代謝需要的氧氣。如美國專利US5248424中公開了一種無殼且無約束的中空膜組件，在集水基板之間，膜絲呈拱形排列，膜束的至少一頭安插在集水基板上，膜絲的長度大于二基板之間的距離，使膜絲呈浮游狀態(tài)，可自由擺動，且膜絲之間互不接觸，組件底部設(shè)有曝氣裝置。中國專利CN1332124A中公開了一種集絮凝、氣浮和膜分離于一體的高濁度水處理裝置，對高濁度水進(jìn)行凈化處理，在處理水箱的底部有曝氣裝置，其上面有親水型中空纖維微孔膜組件，曝氣裝置與風(fēng)機相連，膜組件的集水管連接自吸泵，由自吸泵將處理后的凈化水排出。但是現(xiàn)有技術(shù)中都存在著污水處理的曝氣效果不是十分有效，約有90％的氧氣進(jìn)入大氣而沒有被利用。雖然可以采用增強曝氣頻率和強度來緩解這一缺陷，但強大的氣流容易使兩端固定的纖維發(fā)生斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的中空纖維膜的抗污堵與曝氣效果差，以及氧氣利用率低，能耗大且易斷絲的技術(shù)問題。提供了一種結(jié)構(gòu)合理，曝氣效果好，氧氣利用效率高，氣擦洗流速高、效果好，斷絲可能性降低的中空纖維膜組件。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，包括中空纖維膜絲，中空纖維膜生物反應(yīng)組件兩端設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述的中空纖維膜絲外設(shè)置有一殼體，殼體的形狀為螺旋形，在中空纖維膜絲進(jìn)水口、出水口處設(shè)置有格柵，在殼體的進(jìn)水口的附近設(shè)置有曝氣口。中空纖維膜可以是聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙稀、聚醚砜或聚砜等各種材料；殼體的設(shè)置，將中空纖維膜固定在殼體中，從而使得空氣被束縛在殼體內(nèi)沿著膜絲的表面上升，在同樣的通氣量情況下，氣泡在膜絲表面的線速度更高，對膜表面污染層的剪切效果更強烈，因而氣擦洗效果更好；螺旋形的設(shè)計，使得氣體在水中停留的時間更長，在管內(nèi)的擾動更強烈，從而在受溶氧水平限制的生化過程中，提高污水的生化處理效果；格柵的設(shè)置，起到了一個預(yù)過濾的作用，攔截了污水中大的顆粒以及纖維狀雜質(zhì)，解決了以往浸沒式膜生物反應(yīng)器中中空纖維易被纖維類雜質(zhì)纏繞而難以清洗的問題。運行時，將所述的組件整體浸沒于待處理的水中，在塑料管的下面通入空氣(或者氣水混合物)，利用“氣升”的原理，污水被帶動從下面的格柵入口進(jìn)入，氣—泥水混合物在管內(nèi)上升，從上部的格柵出口離開。同時在中空超濾的產(chǎn)水側(cè)抽吸，獲得產(chǎn)水。
所謂“氣升”原理，就是當(dāng)氣升筒(管)a中心通入空氣c時，由于氣水混合物b的密度比水小，因此形成氣升筒a中的流體向上流動，氣升筒a外部流體向下流動，并形成循環(huán)。(如附圖3所示)作為優(yōu)選，所述的殼體為塑料軟管。采用塑料軟管，具有一定的阻尼作用，消弱了空氣對中空纖維膜絲的宏觀晃動，特別有利于保護膜絲根部。
作為優(yōu)選，所述的曝氣口設(shè)置在進(jìn)水口的上方。
作為優(yōu)選，在中空纖維膜絲底端有呈楔形的環(huán)氧澆鑄區(qū)，環(huán)氧澆鑄區(qū)中心設(shè)有集束氣—水口。
作為優(yōu)選，所述中空纖維膜絲為一端封閉，一端開口，且開口端與產(chǎn)水管相連。
作為優(yōu)選，所述殼體的直徑為30-100mm，伸直長度為0.2-2m。
作為優(yōu)選，所述中空纖維膜絲的透膜壓力(TMP)的范圍為10kpa-90kpa。
作為優(yōu)選，所述的中空纖維膜絲的外徑為0.5-5mm，平均孔徑為0.01-0.5μm，長度為0.3-2m，數(shù)量為10-2000根。
作為優(yōu)選，所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件螺旋管殼體螺旋圈上升角范圍為30°-75°。
作為優(yōu)選，所述的進(jìn)水口和出水口的格柵的間隙尺寸為0.5mm-5mm。間隙的大小正好可以攔截大的顆粒和雜質(zhì)。
因此，本實用新型具有氣擦洗流速高，效果好，氧氣利用效率高，能耗小的優(yōu)點?？朔怂鞑簧趿鲿?，生物膜的作用發(fā)揮受限制的不足，使生物膜的生化作用與物理的過濾凈化有機、高效的結(jié)合成一體。同時，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，裝置緊湊，可單獨或串連使用。


附圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實用新型進(jìn)氣進(jìn)水口連接結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是氣升原理示意圖；具體實施事例下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實施例1如附圖1所示，氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件是螺旋狀的，其外為塑料軟管作為殼體4，塑料軟管的直徑為50mm，伸直后長度為1m；在塑料軟管中填充有中空纖維膜絲1，膜絲的數(shù)量在10-2000根范圍內(nèi)變化，中空纖維膜絲1的外徑為2mm，平均孔徑為0.03μm，其可以選擇聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙稀、聚醚砜或聚砜等各種材料。中空纖維膜絲1的底端設(shè)有楔形的環(huán)氧澆鑄區(qū)7，澆鑄區(qū)的中心設(shè)有集束氣—水口8，空氣和水從這里進(jìn)入裝有膜絲的塑料管內(nèi)，從而使得空氣被束縛在殼體4內(nèi)沿著膜絲的表面上升，在同樣的通氣量情況下，氣泡在膜絲表面的線速度更高，對膜表面污染層的剪切效果更強烈，因而氣擦洗效果更好。在塑料軟管的進(jìn)水口2和出水口3處設(shè)有格柵5，由此組成一體式膜生物反應(yīng)組件。格柵5用來攔截污水中大的顆粒以及纖維狀雜質(zhì)，解決了以往浸沒式膜生物反應(yīng)器中中空纖維易被纖維類雜質(zhì)纏繞而難以清洗的問題。
在中空纖維膜絲下方設(shè)置有曝氣裝置(如附圖2所示)，曝氣裝置的曝氣口6設(shè)置在螺旋式塑料軟管殼體4的側(cè)面，進(jìn)水口2上方，通過塑料管與壓縮空氣母管相連，塑料管與曝氣口6和壓縮空氣母管之間均采用塑料緊固螺母固接。
在運行時，將所述的組件整體浸沒于待處理的水中，在塑料軟管的下方通入空氣(或者氣水混合物)，當(dāng)塑料軟管中心通入空氣時，由于氣水混合物的密度比水小，因此形成塑料軟管中的流體向上流動，塑料軟管外部的流體向下流動，形成循環(huán)，從而使得污水被帶動從下面的格柵5入口進(jìn)入，氣—泥水混合物在塑料軟管內(nèi)上升，從上部的格柵5出口離開，同時在出水口3處獲得產(chǎn)水(如附圖3所示)。
權(quán)利要求1.一種氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，包括中空纖維膜絲(1)，中空纖維膜反應(yīng)組件兩端設(shè)置有進(jìn)水口(2)和出水口(3)，其特征在于所述的中空纖維膜絲(1)外設(shè)置有一殼體(4)，殼體(4)形狀為螺旋形，在中空纖維膜絲(1)進(jìn)水口(2)、出水口(3)處設(shè)置有格柵(5)，在殼體(4)的進(jìn)水口(2)的附近設(shè)置有曝氣口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的殼體(4)為塑料軟管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的曝氣口(6)設(shè)置在進(jìn)水口(2)的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述中空纖維膜絲(1)為一端封閉，一端開口，且開口端與產(chǎn)水管相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于在中空纖維膜絲底端有呈楔形的環(huán)氧澆鑄區(qū)(7)，環(huán)氧澆鑄區(qū)(7)中心設(shè)有集束氣-水口(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述殼體(4)的直徑為30-100mm，伸直長度為0.2-2m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的中空纖維膜絲(1)的透膜壓力(TMP)的范圍為10kpa-90kpa。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的中空纖維膜絲(1)的外徑為0.5-5mm，平均孔徑為0.01-0.5μm，長度為0.3-2m，數(shù)量為10-2000根。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件螺旋管殼體(4)螺旋圈上升角范圍為30°-75°。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件，其特征在于所述的進(jìn)水口(2)和出水口(3)的格柵(5)的間隙尺寸為0.5mm-5mm。
專利摘要本實用新型涉及一種膜生物法污水處理裝置，尤其涉及一種氣升式中空纖維膜生物反應(yīng)組件。其包括中空纖維膜絲，中空纖維膜生物反應(yīng)組件兩端設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述的中空纖維膜絲外設(shè)置有一殼體，殼體的形狀為螺旋形，在中空纖維膜絲進(jìn)水口、出水口處設(shè)置有格柵，在殼體的進(jìn)水口的附近設(shè)置有曝氣口。本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的中空纖維膜的抗污堵與曝氣效果差，以及氧氣利用率低，能耗大且易斷絲的技術(shù)問題。提供了一種結(jié)構(gòu)合理，曝氣效果好，氧氣利用效率高，氣擦洗流速高、效果好，斷絲可能性降低的中空纖維膜組件。
文檔編號C02F3/10GK2744673SQ200420109850
公開日2005年12月7日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者仝志明, 羅鵬安 申請人:浙江歐美環(huán)境工程有限公司