專利名稱：一種集成式中空纖維膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于污水處理領(lǐng)域的中空纖維膜組件，具體涉及一 種膜生物反應(yīng)器中使用的浸沒式中空纖維膜組件及其結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和排放要求的不斷提高，膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor， MBR)是將傳統(tǒng) 的活性污泥法與膜分離法相結(jié)合，膜分離代替了傳統(tǒng)的二沉池，大大減少了 占地面積，并且顯著提高了固液分離效率，使出水水質(zhì)得到明顯改善。在MBR技術(shù)的應(yīng)用中，膜組件的形式對膜絲的過濾效果以及使用壽命有 很大的影響。為優(yōu)化膜組件的使用效果，近年來，人們也對膜組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行 了諸多嘗試，如公開號CN1785487A， CN2608491Y， CN101250003A， CN1727057A 等。膜組件應(yīng)用中主要存在的問題是1)膜絲在高濁度水中污堵嚴(yán)重，負(fù)壓抽吸使污泥都附在膜絲表面，并且在膜絲的下根部堆積很多污泥；2)膜絲利 用率低，使得出水通量小；3)膜組件安裝不方便，容易造成安裝時膜絲的損 壞。這些問題最終造成膜組件使用壽命不長。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有膜組件存在的上述不足，提供一種可用 于膜生物反應(yīng)器的集成式中空纖維膜組件。本實用新型中空纖維膜組件，將 用于沖刷膜絲根部的曝氣裝置和膜組件連接在一起，高度集成化，適用于浸 沒式環(huán)境。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案本實用新型中的 中空纖維膜組件包括中心管、支撐柱、上下膠盒、上下膠盒蓋、以及兩端澆 注在上下膠盒內(nèi)的兩端開口的中空纖維膜絲。上膠盒蓋與上膠盒固連，二者 圍成一個集水空間，上膠盒蓋的頂部設(shè)有出水口。下膠盒蓋與下膠盒固連， 二者圍成另一集水空間，中空纖維膜絲的兩開口端分別與所述的兩個集水空 間相連。支撐柱的兩端分別與上下膠盒蓋固連。所述的中心管由內(nèi)外兩層管組成，兩個集水空間通過內(nèi)層管相連通。在上膠盒的側(cè)壁上設(shè)置有與外層管 相連通的進(jìn)氣口，所述下膠盒內(nèi)在膜絲澆注層的上部設(shè)有氣體分布板，氣體 分布板上開有布?xì)饪?，氣體分布板和膜絲澆注層之間為氣體緩沖空間，氣體 緩沖空間通過氣體分布板上的布?xì)饪着c中心管外層管相連通。所述上膠盒內(nèi)設(shè)置有分隔板，分隔板上設(shè)置有排氣孔和用于中空纖維膜 絲通過的布絲孔。所述氣體分布板上的布?xì)饪籽貓A周方向均勻分布。在上膠盒和上膠盒蓋、下膠盒和下膠盒蓋之間均設(shè)置有密封圈。所述的中空纖維膜絲的長度為1米 2米。在下膠盒蓋的底部設(shè)置有配重層，配重層的質(zhì)量為1千克 10千克。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型外壓膜組件具有以下有益效果1) 采用兩端集水的方式，最大限度地利用了膜絲的有效面積，提高了產(chǎn)2) 在膜組件底部設(shè)有布?xì)庋b置，使膜絲根部受氣體沖刷更均勻有效，防 止污泥在膜絲根部的堆積，并能減輕膜絲的污染和堵塞，提高膜絲的利用率;3) 本實用新型中空纖維膜組件，上下膠盒之間設(shè)有支撐柱，便于組件的 安裝、維護和更換；4) 本實用新型的外壓膜組件與外界的連接口設(shè)在總集水端頭的頂部和上 膠盒的側(cè)面，方便安裝和操作。


圖1高集成式膜組件外形示意圖圖2 (a)上膠盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖2 (b)上膠盒平面結(jié)構(gòu)示意圖圖3 (a)下膠盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖3 (b)下膠盒與氣體分布板的平面結(jié)構(gòu)示意圖圖4高集成式膜組件系統(tǒng)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，但本實用新型的保護范圍不如圖1所示，本實施例包括中心管4、上膠盒3、下膠盒7、上膠盒蓋l、下膠盒蓋8和兩端澆注在上下膠盒內(nèi)的兩端開口的中空纖維膜絲5。本實施例 中，上膠盒3和下膠盒7的外徑均為200mm，材質(zhì)為ABS或UPVC。上膠盒蓋1 和上膠盒3之間以及下膠盒蓋8和下膠盒7之間均用卡箍2連接，上膠盒蓋1 和上膠盒3之間、下膠盒蓋8和下膠盒7之間分別形成上下兩個集水空間， 為保證集水空間的嚴(yán)密性，卡箍2內(nèi)部用橡膠密封圈11密封，如圖2 (a)所 示?？ü窟B接后，膜組件的外緣直徑為230mm。本實施例中上膠盒蓋1為球冠 形，球冠內(nèi)的集水空間與中空纖維膜絲的上端開口部相通，上膠盒蓋頂部設(shè) 有出水口9，膜絲過濾后的水經(jīng)上膠盒蓋集水空間進(jìn)入出水口 9。中空纖維膜 絲的下端開口部與下膠盒蓋內(nèi)的集水空間相通，經(jīng)膜絲過濾后的水經(jīng)過下端 口進(jìn)入到該集水空間內(nèi)。在中空纖維膜絲5的中心設(shè)置有中心管，中心管采用獨特雙層管形式， 上膠盒蓋和下膠盒蓋的集水空間通過內(nèi)層管相連通，外層管上下端部分別與 上膠盒側(cè)面的進(jìn)氣管和下膠盒的布?xì)饩彌_層相連通，實現(xiàn)了一管同時輸送氣 體和液體。下集水空間內(nèi)的水經(jīng)中心管內(nèi)層管匯集到上膠盒蓋內(nèi)的集水空間 內(nèi)，然后經(jīng)上膠盒蓋頂部的出水口 9匯集到系統(tǒng)總集水管。在上膠盒3和下膠盒7之間的外緣設(shè)有兩根支撐柱6，材質(zhì)為不銹鋼， 支撐柱的兩端分別與上下膠盒固連，用于支撐上下膠盒，并方便安裝。在上膠盒的側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣口 10，如圖2 (a)，進(jìn)氣口 10與中心管4的外 層管相通，進(jìn)氣口 IO與外界可采用螺紋連接和卡套式連接，使安裝、拆卸更 加方便、快捷，如圖2所示。下膠盒7內(nèi)設(shè)有氣體緩沖空間，如圖3所示， 氣體緩沖層的下部空間為膜絲澆注層，氣體緩沖空間的上部設(shè)有氣體分布板 15，板上以中心管為中心呈輻射狀均勻開有布?xì)饪?4，孔間距為10-20mm， 孔的內(nèi)徑為2-5mm，如圖3 (b)所示。氣體緩沖空間通過布?xì)饪?4與中心管 的外層管相連通，氣體通過布?xì)饪拙鶆虻貨_刷膜絲根部，避免膜絲根部污泥 的沉積。上膠盒3通過分隔板分為上下兩層，分隔板上以中心管4為中心呈輻射狀均勻分布有用于中空纖維膜絲束通過的布絲孔13和排氣孔12，如圖2 (b)所示。中空纖維膜絲成束澆注在上膠盒中，上膠盒的厚度為60 150mm。本實 施例中布絲孔的孔徑為22ram，排氣孔的直徑為6mm。均勻分布的布絲孔13使 布絲更加均勻，水流分配更加穩(wěn)定，澆注層嚴(yán)密。排氣孔12能夠有效地防止 澆注層內(nèi)存在氣泡，保證了澆注的嚴(yán)密性。本實施例中中空纖維膜絲5的長度為l-2m。上膠盒3和下膠盒7內(nèi)用于 澆注中空纖維膜絲5的密封層采用柔性樹脂，保證膜絲根部的不易斷裂，密 封層的厚度為60-150mm，另外在下膠盒蓋的底部還設(shè)置有配重層，配重質(zhì)量 為1-10kg。整個組件設(shè)有兩個對外連接口， 一個是位于上膠盒蓋頂部的出水口 9， 一 個是位于上膠盒側(cè)面的進(jìn)氣口 10，如圖4所示，兩個連接可采用螺紋連接和 卡套連接，使安裝、拆卸快捷、方便。出水口9與集水總管16連接，集水總 管16與自吸泵連接。在自吸泵的作用下，經(jīng)中空纖維膜絲5過濾后的水先收 集到上、下膠盒蓋l、 8的集水腔內(nèi)，下部的產(chǎn)水通過中心管4與上膠盒蓋集 水腔的產(chǎn)水一起從出水口 9流入總集水管16。進(jìn)氣口 10與布?xì)饪偣?7連接， 布?xì)饪偣?7與風(fēng)機出口相連?？諝庠诠娘L(fēng)機的作用下，經(jīng)過總布?xì)夤苓M(jìn)入膜 組件的進(jìn)氣管，通過中心管的外管進(jìn)入下膠盒內(nèi)的氣體緩沖空間，然后經(jīng)氣 體分布板15上均勻分布的小孔14形成均勻布?xì)?，保證膜絲根部的清潔。(如 圖1、圖2、圖4)本實用新型端蓋和膠盒以及進(jìn)氣管和出水管材料可以采用UPVC、 ABS，支 撐柱采用不繡鋼材料。本實用新型膜組件具有結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊，生產(chǎn)制作簡單，占地小， 能耗低，并能回收利用原有材料。系統(tǒng)出水水質(zhì)好，出水通量大，處理效率 高，膜絲壽命長，便與安裝、操作?？蓡为毣蚺c其他水處理工藝結(jié)合使用， 應(yīng)用于高濁度水處理場合，尤其適用于膜生物反應(yīng)器中。
權(quán)利要求1、一種集成式中空纖維膜組件，包括中心管、上下膠盒、上下膠盒蓋、澆注在上下膠盒內(nèi)的兩端開口的中空纖維膜絲；上膠盒蓋與上膠盒固連，二者圍成一個集水空間，上膠盒蓋的頂部設(shè)有出水口；下膠盒蓋與下膠盒固連，二者圍成另一集水空間，中空纖維膜絲的兩開口端分別與所述的兩個集水空間相連；其特征在于還包括有支撐柱，支撐柱的兩端分別與上下膠盒蓋固連；所述中心管由內(nèi)外兩層管組成，兩個集水空間通過中心管內(nèi)層管相連通；在上膠盒的側(cè)壁上設(shè)置有與中心管外層管相連通的進(jìn)氣口，所述下膠盒內(nèi)在膜絲澆注層的上部設(shè)有氣體分布板，氣體分布板上開有布?xì)饪祝瑲怏w分布板和膜絲澆注層之間為氣體緩沖空間，氣體緩沖空間通過氣體分布板上的布?xì)饪着c中心管外層管相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種集成式中空纖維膜組件，其特征在于所述上 膠盒內(nèi)設(shè)置有分隔板，分隔板上設(shè)置有排氣孔和用于中空纖維膜絲通過的布 絲孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種集成式中空纖維膜組件，其特征在于所述布 氣孔以中心管為中心沿圓周呈輻射狀均勻分布。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種集成式中空纖維膜組件，其特征在于所述的 上膠盒與上膠盒蓋之間通過卡箍固連，卡箍內(nèi)部設(shè)置有橡膠密封圈密封。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種集成式中空纖維膜組件，其特征在于所述的 中空纖維膜絲的長度為1米 2米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種集成式中空纖維膜組件，其特征在于在下膠 盒蓋的底部設(shè)置有配重層，配重層的質(zhì)量為1千克 10千克。
專利摘要本實用新型是一種用于污水處理領(lǐng)域的中空纖維膜組件，具體是一種集成式中空纖維膜組件。本組件包括中心管、支撐柱、上下膠盒、上下膠盒蓋和中空纖維膜絲。上下膠盒蓋和上下膠盒之間之間分別形成兩個集水空間，中空纖維膜絲的兩開口端分別與兩個集水空間相通。中心管由內(nèi)外兩層管組成，兩個集水空間通過中心管內(nèi)層管相連通。在上膠盒的側(cè)壁上設(shè)有與中心管外層管相連通的進(jìn)氣口，下膠盒內(nèi)在膜絲澆注層的上部設(shè)有氣體緩沖空間，氣體緩沖空間與中心管外層管相連通。本實用新型采用兩端集水的方式，最大限度地利用了膜絲的有效面積；同時布?xì)庋b置使膜絲根部受氣體沖刷更均勻有效，防止污泥在膜絲根部的堆積，減輕膜絲的污染和堵塞，提高膜絲的利用率。
文檔編號B01D65/02GK201399324SQ20092010512
公開日2010年2月10日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者賓 呂, 奚韶鋒, 征 張, 洪耀良, 蘇 蘇 申請人:蘇州膜華材料科技有限公司;北京膜華科技有限公司