專利名稱：一種柱式膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜分離水處理設(shè)備，尤其涉及一種應(yīng)用于水處理的 柱式膜組件、利用此柱式膜組件的膜生物反應(yīng)器和水處理設(shè)備，屬于水 處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor， MBR )工藝是一種將月莫分 離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的高效污水處理與回用技術(shù)，與其他污水處理工藝相比，具有出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、占地面積小、抗沖擊負(fù) 荷能力強(qiáng)、剩余污泥產(chǎn)量低等突出優(yōu)點(diǎn)，是極具發(fā)展?jié)摿Φ乃幚砉に嚕?尤其在污水再生利用方面，MBR工藝可以將生活污水、城市污水或與之 相近的工業(yè)廢水一步到位地處理成可以作為城市雜用水、工業(yè)循環(huán)冷卻 水等用途的優(yōu)質(zhì)再生水，目前在全世界范圍內(nèi)正日益受到廣泛的學(xué)術(shù)關(guān) 注，大規(guī)才莫的工程應(yīng)用也逐漸增多。根據(jù)膜組件的設(shè)置位置，膜生物反應(yīng)器可分為外置式(或稱分體式、 分置式)膜生物反應(yīng)器和內(nèi)置式(或稱浸入式、 一體式、浸沒式)膜生 物反應(yīng)器兩大類。外置式膜生物反應(yīng)器是把膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置，生物反應(yīng) 器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后送至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合 液中的液體透過膜，成為系統(tǒng)處理出水，固形物、大分子物質(zhì)等則4皮膜 截留，隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。外置式膜生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是運(yùn) 行穩(wěn)定可靠，易于膜的清洗、更換及增設(shè)，而且膜通量普遍較大，但一 般條件下，為減少污染物在膜表面的沉積，延長膜的清洗周期，需要用 循環(huán)泵提供較高的膜面錯(cuò)流流速，致使循環(huán)泵的水流循環(huán)量和所需揚(yáng)程 增大，動(dòng)力費(fèi)用增高，噸水能耗高達(dá)2-10kWh/m3,并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生的剪切力會(huì)使某些微生物菌體產(chǎn)生失活現(xiàn)象。內(nèi)置式膜生物反應(yīng)器是把膜組件浸沒于生物反應(yīng)器的液位以下，原水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分 解或轉(zhuǎn)化，再在抽吸泵提供的負(fù)壓作用下或者在水位差的作用下由膜過 濾出水，曝氣系統(tǒng)設(shè)置在膜組件下方， 一方面給微生物分解有機(jī)物提供 了所必需的氧氣，另一方面利用氣提原理，使氣水二相流對(duì)膜外表面進(jìn) 行水力沖刷，以此來抑制膜面污泥層的沉積。內(nèi)置式膜生物反應(yīng)器較之 外置式膜生物反應(yīng)器省去了混合液循環(huán)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更為緊湊，占地面積小，并且靠抽吸出水，噸水能耗相對(duì)較低，降至1-2. 4kWh/m3 (千瓦時(shí)/多數(shù)都選用內(nèi)置式膜生物反應(yīng)器工藝。但內(nèi)置式膜生物反應(yīng)器存在兩個(gè) 主要問題 一是膜組件的安裝、檢修、清洗很不方便，清洗勞動(dòng)強(qiáng)度大； 二是曝氣量偏高，氣水比為30-40: 1,是目前較為成熟的其他污水生物 處理工藝的3-4倍，這使得其噸水能耗仍然顯著高于其他工藝。中國專利03121949.7公開了一種可氣沖的外壓柱式中空纖維膜組 件，該膜組件在倒U形中空纖維膜絲外設(shè)置殼體，殼體頂部有料液出口 ， 底部有料液進(jìn)口和透過水出口 ，在中空纖維膜束的底部設(shè)有氣沖部件。 該膜組件可以與生物反應(yīng)器組成外置式膜生物反應(yīng)器，但與常規(guī)外置式 膜生物反應(yīng)器不同的是，系統(tǒng)處理出水不是由循環(huán)泵增壓獲得，而是由 增設(shè)的抽吸泵提供的負(fù)壓獲得，這樣循環(huán)泵的流量和揚(yáng)程大幅降低。同 時(shí)膜組件內(nèi)有氣沖部件進(jìn)行曝氣，該殼體的設(shè)置大幅縮小了氣提斷面， 使得曝氣時(shí)形成的氣水二相流被束縛在殼體內(nèi)部沿著膜絲的軸線方向 上升，避免了氣泡在上升過程中逐漸向外擴(kuò)散，因此以較小的曝氣量就 可以在中空纖維膜束中得到較高的曝氣強(qiáng)度，使氣水二相流對(duì)膜絲外表 面具有更好的水力沖刷效果，可以較好地抑制膜污染的發(fā)展，在一定程 度上節(jié)約了曝氣能耗，這使得系統(tǒng)總體能耗低于常規(guī)內(nèi)置式膜生物反應(yīng) 器，但采用了常規(guī)外置式膜生物反應(yīng)器的外部形式，方便了膜組件的安 裝和檢修。因此該種型式的膜生物反應(yīng)器很好地將外置式和內(nèi)置式兩種 型式的膜生物反應(yīng)器有機(jī)地結(jié)合起來，取各自所長，補(bǔ)各自所短。但該 專利的一個(gè)不足之處在于，殼體內(nèi)部液流的流態(tài)不好，膜組件端部容易 出現(xiàn)積泥現(xiàn)象。原因是膜絲固定端與殼體的下部完全粘接為一個(gè)整體，料液進(jìn)口設(shè)于殼體的側(cè)面，待過濾的液體從側(cè)面進(jìn)入殼體內(nèi)部后陡然轉(zhuǎn) 向，殼體底部側(cè)壁上未開孔位置容易出現(xiàn)死角，并發(fā)生積泥現(xiàn)象。對(duì)于 由多個(gè)過濾單元組成的膜組件，則過濾單元端部同樣容易出現(xiàn)積泥現(xiàn) 象。而此專利所述的外壓柱式中空纖維膜組件可以看作是一個(gè)過濾單 元。中國專利申請(qǐng)200610129352.2公開了一種雙端出水的外壓柱式中 空纖維膜組件，該膜組件在膜殼內(nèi)兩樹脂固定層之間密封有多根中空纖 維膜絲以及雙端產(chǎn)水連接管，膜殼的側(cè)壁上設(shè)有料液進(jìn)口、料液出口， 端部設(shè)有透過水出口，在靠近料液進(jìn)口一端的樹脂固定層內(nèi)設(shè)置有多個(gè) 曝氣孔，每個(gè)曝氣孔內(nèi)設(shè)置有管狀插件，每個(gè)管狀插件依次與連接管、 氣體分配器的出氣口密封連接，氣體分配器的進(jìn)氣口與氣源連接。該專 利的不足之處同樣在于，殼體內(nèi)部液流的流態(tài)不好，膜組件端部容易出 現(xiàn)積泥現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是4是供一種膜組件，其在水處理過程中內(nèi)部液流 順暢，可以有效的減少過濾單元端部的積泥。本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種利用此發(fā)明的柱式膜組件的膜生 物反應(yīng)器。本發(fā)明還有 一 個(gè)目的是提供一種利用此發(fā)明的柱式膜組件或者利 用本發(fā)明的膜生物反應(yīng)器的水處理設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案一種柱式膜組件，包括殼體、殼體的端蓋、殼體內(nèi)的過濾單元、料 液進(jìn)口和料液出口 ，所述料液進(jìn)口的位置低于所述過濾單元的下端或者 高于所述過濾單元的上端。優(yōu)選地，當(dāng)所述料液進(jìn)口的位置低于所述過濾單元的下端時(shí)，所述 的料液出口高于所述過濾單元的上端；當(dāng)所述料液進(jìn)口的位置高于所述 過濾單元的上端時(shí)，所述的料液出口低于所述過濾單元的下端。優(yōu)選地，所述料液進(jìn)口和料液出口在所述端蓋上。優(yōu)選地，所述料液進(jìn)口和料液出口在所述殼體的端口附近。優(yōu)選地，所述料液進(jìn)口位于所述過濾單元的正下方。優(yōu)選地，所述殼體為可容納豎直放置的過濾單元的殼體。優(yōu)選地，所述殼體與所述過濾單元通過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接在一起。優(yōu)選地，所述殼體兩端的端口在橫斷面上的開孔面積占端口橫斷面面積的百分?jǐn)?shù)大于ioy。，優(yōu)選大于80%。本發(fā)明還4是供一種利用上述柱式膜組件的膜生物反應(yīng)器。 本發(fā)明還提供一種利用上述柱式膜組件或者膜生物反應(yīng)器的水處理設(shè)備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述料液進(jìn)口的位置低于所述過濾單元的 下端或者高于所述過濾單元的上端，使得待過濾的液體從所述過濾單元 的下方或者上方進(jìn)入殼體，改善了殼體內(nèi)部液流的流態(tài)，避免了待過濾 的液體進(jìn)出殼體時(shí)液流在過濾單元所在的區(qū)域陡然轉(zhuǎn)向所帶來的過濾 單元端部容易積泥的現(xiàn)象，這樣可以4是高過濾單元端部的水流紊動(dòng)性， 進(jìn)而提高了膜組件的抗污染性能，始終保持水處理過程中膜組件過濾的 有效面積和過濾的均勻性，能夠有效防止因過濾單元端部污染的快速發(fā) 展和蔓延而縮短整個(gè)膜組件的使用壽命。另外，過濾單元與過濾單元之間、過濾單元與殼體之間可以相互獨(dú) 立更換，避免了一旦部分過濾單元喪失產(chǎn)水能力，連同殼體在內(nèi)的整支 膜組件都無法繼續(xù)使用的浪費(fèi)現(xiàn)象，提高了膜組件的材料利用率。并且， 提高了膜組件安裝、清洗和檢修的方便程度，節(jié)省了清洗藥劑的用量。 本發(fā)明所述膜組件在水處理構(gòu)筑物之外安裝，避免了浸沒于水處理構(gòu)筑 物液面以下安裝時(shí)不易清洗和檢修的問題，每支膜組件可以單獨(dú)進(jìn)行安 裝和拆卸，而且極大地方便了對(duì)膜組件進(jìn)行在線化學(xué)藥劑浸泡清洗，而 現(xiàn)有的浸沒于水處理構(gòu)筑物液面以下安裝的膜組件，必須通過起吊設(shè)備 從水處理構(gòu)筑物吊出后放入外部的藥液池進(jìn)行離線化學(xué)藥劑浸泡，相對(duì) 于此，不但勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，而且也能夠?qū)⑶逑此巹┑挠昧拷档阶畹?的程度，避免了化學(xué)藥劑的浪費(fèi)和處置問題。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1所述的中空纖維柱式膜組件的縱剖面圖。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2所述的中空纖維柱式膜組件的縱剖面圖。圖3為圖1和圖2中的A-A處的剖面圖。圖4為圖1中下端頭5的局部放大圖。圖5為圖2中下端頭5的局部放大圖。圖6為圖4中的B-B處的剖面圖。圖7為圖5中的B-B處的剖面圖。圖8為現(xiàn)有技術(shù)的膜組件與圖1和圖2相應(yīng)的縱剖面圖。 圖9為圖8中的B-B處的剖面圖。圖10為實(shí)施例1中由若干個(gè)本發(fā)明的中空纖維柱式膜組件組成的 膜組件單元的示意圖。附圖中各個(gè)標(biāo)記的說明 1一一殼體；2—一中空纖維膜絲；3—一中空纖維膜束；4一一上端頭； 5——下端頭；6——產(chǎn)水管；7——進(jìn)氣管；8——連接管； 9——帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置；10——輻條；11——布?xì)饪祝?2—一產(chǎn)水收集室；13—一軟索；14---決插接頭；15 — 一嵌入件；16——集水室；17——供氣室；18——料液進(jìn)口； 19——料液出口； 20——端蓋； 21——產(chǎn)水出口； 22——空氣進(jìn)口； 23——套筒； 24—一卡箍； 25 — 一孔板； 26 — 一出水管； 27 — 一供氣管； 28——料液供給管；29——料液回流管。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述和說明，并且對(duì)于其他涉及的 技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的闡述和說明所述過濾單元是指具有過濾作用的組件，可以是中空纖維束式膜組 件、中空纖維簾式膜組件、板框式平板膜組件、毛細(xì)管式膜組件、管式 膜組件以及微孔過濾管等水處理領(lǐng)域可以用到的各類過濾單元，優(yōu)選中 空纖維束式膜組件、毛細(xì)管式膜組件、管式膜組件以及^f敖孔過濾管，這些過濾單元的整體外形一般均為圓柱狀，便于在殼體內(nèi)的對(duì)稱排布和安 裝，更優(yōu)選中空纖維束式膜組件，這樣可以獲得更高的裝填密度，并且 使得整個(gè)膜組件的制造成本也更低。優(yōu)選的過濾單元包括由多根中空纖 維膜絲組成的中空纖維膜束、中空纖維膜束的端頭和產(chǎn)水管。為了敘述的方便，本發(fā)明以中空纖維柱式膜組件為例來敘述，對(duì)于 其他類型的柱式膜組件，可以按照同樣的原理來進(jìn)行推導(dǎo)，其中，中空 纖維膜絲也稱為膜絲，中空纖維膜束也稱為膜束。低于過濾單元的下端或者高于過濾單元的上端，對(duì)應(yīng)于中空纖維柱 式膜組件時(shí)是指，料液進(jìn)口的位置低于中空纖維膜束的下端或者高于中 空纖維膜束的上端，此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到的作用是，使得待過濾的液體不 是從中空纖維膜束的側(cè)面進(jìn)入殼體。以料液進(jìn)口的位置低于中空纖維膜 束的下端為例，料液進(jìn)口的位置低于中空纖維膜束的下端，使得待過濾 的液體從中空纖維膜束的下方進(jìn)入殼體，待過濾的液體進(jìn)入殼體內(nèi)部之 后，液流方向可能發(fā)生轉(zhuǎn)向，也可能不發(fā)生轉(zhuǎn)向，但即便發(fā)生轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn) 向的位置也不位于中空纖維膜束所在的區(qū)域，這樣不會(huì)因?yàn)橹锌绽w維膜 束對(duì)液流的阻擋使得其中的固形物在膜束端部發(fā)生沉積，液流在流經(jīng)中 空纖維膜束所在的區(qū)域時(shí)其流向與膜絲伸展的方向大體相平行，由此在 中空纖維膜束所在的區(qū)域?qū)⒉灰桩a(chǎn)生液流流動(dòng)的死角，液流較為平穩(wěn)和 均勻，這樣可以提高中空纖維膜束端部的水流紊動(dòng)性，進(jìn)而提高了中空 纖維柱式膜組件的抗污染性能，始終保持水處理過程中中空纖維膜絲過 濾的有效面積和過濾的均勻性，延長膜組件的使用壽命。料液進(jìn)口的位置可以設(shè)置在膜組件的端蓋上，也可以設(shè)置在殼體 上。優(yōu)選地，料液進(jìn)口可以設(shè)置在膜組件的端蓋上，此時(shí)，更優(yōu)選的是 設(shè)置在中空纖維柱式膜組件的正下方，設(shè)置在中空纖維柱式膜組件的正 下方可以通過將料液進(jìn)口設(shè)置在下端蓋的中心處的方式實(shí)現(xiàn)，此種設(shè)置 方式更能夠提高中空纖維膜束區(qū)域的液流平穩(wěn)性和均勻性。當(dāng)料液進(jìn)口 設(shè)置在殼體上時(shí)，優(yōu)選地，可以設(shè)置在殼體的端口附近。優(yōu)選的料液進(jìn) 口的設(shè)置方式，有利于工程上的加工和安裝等前期和后續(xù)工作。所述殼體優(yōu)選使用可容納豎直放置的過濾單元的殼體，這樣的殼體不論采用剛性材料還是柔性材料都比較容易加工和實(shí)現(xiàn)，對(duì)于中空纖維 柱式膜組件來說，更重要的是中空纖維膜絲沿殼體軸線方向自然地伸 展，其軸線與液流的方向大體相平行。這樣可以確保當(dāng)膜組件工作時(shí)， 液流在流經(jīng)中空纖維膜束時(shí)沒有發(fā)生方向的改變，尤其是避免了待過濾 的液體從殼體的側(cè)壁上進(jìn)出時(shí)因流向陡轉(zhuǎn)所容易造成的出現(xiàn)死角、固形 物沉積的問題。同時(shí)中空纖維膜束在殼體內(nèi)部總體上處于直線狀態(tài)，而 且其軸線與液流的流線大體相平行，這樣相比于U形或倒U形的中空纖 維膜束在膜絲中間部位沒有任何對(duì)折處，相比于螺旋形彎曲的中空纖維 膜束在軸線上不承受扭矩，相比于與液流方向相垂直放置的中空纖維膜 束在膜絲根部上不會(huì)因液流的流動(dòng)而受到振蕩，膜絲根部與澆鑄端面之 間的擺動(dòng)角很小，這樣在很大程度上降低了膜絲中間部位和根部斷裂的 機(jī)率，可以延長中空纖維膜絲的使用壽命。
本發(fā)明的柱式膜組件，在水處理工作過程中所述的殼體只有內(nèi)表面 與待過濾的液體相接觸，并且所述的端蓋確保整個(gè)殼體的內(nèi)部是封閉 的。密封的要求可以通過各種密封措施來實(shí)現(xiàn)，例如使用橡膠彈性體等 密封件，或者使用密封膠等。
所述殼體與過濾單元通過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接在一起， 一般是指殼體 與過濾單元的端頭通過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接在一起，這樣的設(shè)計(jì)使得上端 頭或(和)下端頭可以與殼體相互分離，這使得中空纖維膜束和殼體可 以相互獨(dú)立更換，在一定程度上提高了材料的利用率。所述的可拆卸的 結(jié)構(gòu)為繩索連接結(jié)構(gòu)、卡扣連接結(jié)構(gòu)、螺栓連接結(jié)構(gòu)、承插連接結(jié)構(gòu)、 螺紋連接結(jié)構(gòu)等。其中，繩索連接結(jié)構(gòu)的方式比較獨(dú)特，此種方式比較
容易實(shí)現(xiàn)，簡單易行，例如在上端頭和殼體的上部分別^:置一個(gè)孔，孔 的設(shè)置不能影響其它組件的正常工作，用一根繩索穿過兩個(gè)孔并打上 結(jié)，這樣就可以完成對(duì)上端頭和殼體的連接。繩索可以選用金屬繩索、 化學(xué)纖維制備的軟索等，優(yōu)選使用具有耐水性的金屬或者金屬合金，例 如銅、鋁、不銹鋼等，并且需要滿足一定的強(qiáng)度要求?？酆吐菟ǖ倪x
擇可以根據(jù)國家或者行業(yè)已有的標(biāo)準(zhǔn)選取，或者自行設(shè)計(jì)，但是不論卡 扣和螺檢使用哪種方式，設(shè)置的方式和連接的位置都需要滿足中空纖維膜組件工作條件的要求，并且易于拆卸，例如，卡扣和螺纟全的連接處宜 設(shè)計(jì)在靠近上端頭處，并且靠近殼體的上方。對(duì)于繩索連接結(jié)構(gòu)、卡扣 連接結(jié)構(gòu)、螺栓連接結(jié)構(gòu)以及已知的可拆卸的連接中，可以選用一種來 完成連接，或者選用幾種來完成連接。另外，本文所述的殼體與端頭通 過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接在一起，包括殼體與端頭通過可拆卸結(jié)構(gòu)直接連接
在一起，也包括這樣的連接方式殼體和端頭分別與第三個(gè)零件、甚至
第四零件、第五零件……連接在一起，所述第三個(gè)零件、甚至第四零件、 第五零件……是相對(duì)于殼體和端頭來區(qū)分的，即認(rèn)為殼體和端頭分別為 第一零件、第二零件，或i^為端頭和殼體分別為第一零件、第二零件。
例如如果產(chǎn)水管為產(chǎn)水軟管，則上端頭可以通過此產(chǎn)水軟管先通過繩 索連接結(jié)構(gòu)與 一個(gè)第三零件連接，然后此第三零件再以卡扣連接結(jié)構(gòu)或 者螺栓連接結(jié)構(gòu)與殼體連接。由此完成端頭和殼體的連接。認(rèn)為此處產(chǎn) 水軟管有繩索的性能，所以產(chǎn)水軟管和第三零件的連接為繩索連接結(jié) 構(gòu)。本文下面提及的嵌入件可以作為第三零件使用。
所述殼體的橫斷面可以是圓形，也可以是矩形、方形或其他已知的 任意形狀。作為優(yōu)選，所述的殼體的橫斷面是圓形。圓柱形殼體易于加 工和成型，并且容易密封，方便對(duì)殼體內(nèi)部的中空纖維膜束進(jìn)行在線化 學(xué)藥劑浸泡。所述的殼體從上到下各橫斷面的面積可以相同，也可以不 相同。作為優(yōu)選，所述的殼體從上到下各橫斷面的面積是相同的。所述 的殼體的長度范圍可以為0. 2m (米)-4. 0m,優(yōu)選1. 5m-3. 0m。所述的 殼體的直徑范圍為50mm (毫米)-1000mm,優(yōu)選100mm-400mm。
所述殼體兩端的端口在4黃斷面上的開孔面積占端口纟黃斷面面積的 百分?jǐn)?shù)大于10%,優(yōu)選大于80%,這樣液流在通過殼體的端口時(shí)會(huì)較為 順暢，降低液流的阻力損失。所述殼體兩端的端口在橫斷面上的開孔面 積占端口橫斷面面積的百分?jǐn)?shù)，指的是在殼體的任意一端的端口在此端 橫斷面上的開孔面積與此端端口橫斷面面積比值，結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示。 例如對(duì)于一個(gè)圓柱形殼體來說，在上端口處由于某些工程上或者其他 原因，上端端口有一個(gè)帶孔的金屬片罩住，此時(shí)要求孔的面積占圓柱形 殼體橫斷面面積的百分?jǐn)?shù)要大于10%,優(yōu)選大于80%。所述中空纖維膜絲可以有且僅有 一端澆鑄封結(jié)于 一 個(gè)設(shè)有產(chǎn)水收 集室的端頭之內(nèi)，而另一端可以自由擺動(dòng)，并且采用已知的任何方式做 成閉孔狀態(tài)，例如通過使用樹脂膠液密封，樹脂可以選用熱塑性樹脂也 可以選用熱固性樹脂，優(yōu)選使用熱固性樹脂，熱固性樹脂可以選用環(huán)氧 樹脂、不飽和聚酯樹脂、丙烯S吏樹脂等樹脂類型，熱固性樹脂優(yōu)選使用 柔性的樹脂，例如柔性環(huán)氧樹脂，選用柔性的樹脂密封可以使得中空纖 維膜絲在變形的過程中，有一個(gè)很好的緩沖，不致于脆性斷裂。也可以 兩端分別澆鑄封結(jié)于兩個(gè)端頭之內(nèi)，并且兩個(gè)端頭中至少有一個(gè)內(nèi)部應(yīng) 設(shè)有產(chǎn)水收集室。設(shè)有產(chǎn)水收集室的端頭外部應(yīng)設(shè)有產(chǎn)水管，產(chǎn)水收集 室應(yīng)與產(chǎn)水管相連通。當(dāng)所述中空纖維膜絲有且僅有一端澆鑄封結(jié)于一 個(gè)設(shè)有產(chǎn)水收集室的端頭之內(nèi)時(shí)，其工作時(shí)，該端頭可以位于液流的上 游，也可以位于液流的下游。優(yōu)選使用工作時(shí)，端頭位于液流上游的膜 組件，這樣可以避免膜絲自由擺動(dòng)端位于液流上游時(shí)因液流的流動(dòng)而容 易出現(xiàn)的膜絲互相纏繞的問題。
本發(fā)明中，上端蓋一般指的是膜組件在水處理工作過程中豎直^:置 時(shí)，遠(yuǎn)離地面的端蓋，下端蓋指的是靠近地面的端蓋；上端頭一般指的 是中空纖維膜束在殼體內(nèi)部豎直安裝時(shí)靠近殼體上端蓋的端頭，下端頭 指的是靠近下端蓋的端頭。此時(shí)，待過濾的液體可以從上端蓋上設(shè)置的 料液進(jìn)口進(jìn)入殼體，然后從下端蓋上設(shè)置的料液出口流出殼體，也可以 從下端蓋上設(shè)置的料液進(jìn)口進(jìn)入殼體，然后從上端蓋上設(shè)置的料液出口 流出殼體，也就是說，殼體內(nèi)部的液流方向可以是下向流的，也可以是 上向流的。在工程實(shí)際中，膜組件也可以水平放置，此時(shí)上下端蓋和上 下端頭則沒有上下之分，殼體內(nèi)部的液流方向可以從一側(cè)到另一側(cè)，反 之亦然。如果本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況需要，將上下端蓋和上下端 頭進(jìn)行顛倒設(shè)置，或者其它簡單的設(shè)置方式的修改，那么也應(yīng)該理解為 在利用本發(fā)明的技術(shù)方案。上端頭和下端頭可以同時(shí)存在，也可以有且 僅有一個(gè)。
所述的上端蓋和下端蓋與殼體之間應(yīng)通過可拆卸的方式連接在一 起，以便于中空纖維膜束及其產(chǎn)水管等在殼體內(nèi)部的安裝和檢修，同時(shí)應(yīng)確保膜組件在水處理工作過程中整個(gè)殼體及端蓋的內(nèi)部是封閉的。
所述的上端蓋和下端蓋的形狀可以是球冠、削掉頂部的圓錐、盆形 或其他已知的任一形狀。作為優(yōu)選，所述的上端蓋和下端蓋的形狀是球 冠，這樣便于與圓柱形的殼體進(jìn)行連接和密封，也容易加工成形。所述 的料液進(jìn)口或料液出口可以位于上端蓋或下端蓋上的任意部位，作為優(yōu) 選，所述的料液進(jìn)口或料液出口位于上端蓋或下端蓋的球冠頂部，并且 處于豎直狀態(tài)，這樣使得待過濾的液體進(jìn)出殼體時(shí)液流方向沒有發(fā)生改 變，可以降低阻力損失和污泥沉積的機(jī)率。
所述殼體可以設(shè)有集水室，所述集水室與殼體外面設(shè)置的產(chǎn)水出口 相連通，所述的中空纖維膜束的產(chǎn)水管均與所述集水室相連通。所述的 產(chǎn)水出口和集水室可以設(shè)于殼體的任意部位，作為優(yōu)選，所述產(chǎn)水出口
和集水室設(shè)于殼體的上/下端口附近或者殼體的上/下端蓋上。所述產(chǎn)水 管可以是剛性的，也可以是柔性的。如果是剛性的，則可以通過承插、
螺紋、活接等可拆卸的硬連接的方式與所述集水室相連；如果是柔性的， 則可以通過快插接頭等可拆卸的軟連接的方式與所述集水室相連。作為 優(yōu)選，所述的中空纖維膜束的產(chǎn)水管是柔性的，通過快插接頭等可拆卸 的軟連接的方式與所述集水室相連。
所述殼體可以設(shè)有空氣進(jìn)口、供氣室和帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置，該布 氣裝置與供氣室相連通，供氣室與空氣進(jìn)口相連通。所述的空氣進(jìn)口和 供氣室可以設(shè)于殼體的任意部位，作為優(yōu)選，所述空氣進(jìn)口和供氣室設(shè) 于殼體的上/下端口附近或者殼體的上/下端蓋上。當(dāng)所述產(chǎn)水出口和集 水室設(shè)于殼體的一側(cè)的端口附近或者端蓋上時(shí)，所述空氣進(jìn)口和供氣室 設(shè)于殼體的另一側(cè)的端口附近或者端蓋上。所述的布?xì)庋b置可以設(shè)置于 殼體內(nèi)部的任何位置。作為優(yōu)選，所述的布?xì)庋b置設(shè)置于中空纖維膜束 的端頭上。
所述的布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目卓诔蚩梢杂卸喾N選擇，優(yōu)選的布?xì)?孔的孔口朝向中空纖維膜絲根部，這樣對(duì)于中空纖維膜絲根部的有一個(gè) 較為徹底的沖刷作用，可以很好地避免使用過程中膜絲根部積泥的現(xiàn) 象。當(dāng)中空纖維膜束兩端均澆鑄封結(jié)于端頭之內(nèi)時(shí)，可以在兩個(gè)端頭上 均設(shè)置帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置，并且這兩個(gè)布?xì)庋b置通過一根中空軟管連 通。中空軟管可以將上下兩個(gè)端頭連接起來，并且軟管的長度略小于中 空纖維膜絲的長度，起到承擔(dān)下端頭的重力和擺動(dòng)時(shí)的拉力，以避免中 空纖維膜絲承力而被拉斷。另外，中空軟管還可以供給上下兩個(gè)布?xì)庋b 置以氣流，使中空纖維膜束上下兩端的根部都可以被曝氣氣流進(jìn)行直接 的吹掃和沖刷，以防止膜絲才艮部發(fā)生積泥。所述端頭中的一個(gè)或兩個(gè)可以設(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的一端與所述的 帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置相連通，另一端與所述的供氣室相連通。所述的進(jìn) 氣管可以是剛性的，也可以是柔性的，優(yōu)選柔性的，其材質(zhì)可以是硅橡 膠、氟橡膠、軟質(zhì)聚氯乙烯、聚氨酯等。所述的任一端頭中可以同時(shí)設(shè) 有進(jìn)氣管和產(chǎn)水管，或者僅設(shè)有進(jìn)氣管或產(chǎn)水管。產(chǎn)水管或進(jìn)氣管的數(shù) 量可以根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，既可以選擇一個(gè)進(jìn)氣管或一個(gè)產(chǎn)水 管，也可以選擇兩個(gè)或者兩個(gè)以上進(jìn)氣管，或者選4奪兩個(gè)或者兩個(gè)以上 產(chǎn)水管，或者同時(shí)選擇兩個(gè)或者兩個(gè)以上的進(jìn)氣管和產(chǎn)水管。所述的料液進(jìn)口、料液出口、產(chǎn)水出口、空氣進(jìn)口的數(shù)量可以根據(jù) 工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，對(duì)于其中任何一個(gè)，例如產(chǎn)水出口，既可以選 擇一個(gè)產(chǎn)水出口，也可以選擇兩個(gè)或者兩個(gè)以上產(chǎn)水出口。所述端頭的澆鑄端面可以是平面，也可以是凸起或凹陷的端面。作 為優(yōu)選，所述端頭的澆鑄端面是凸起的端面。端面如果是平面或凹陷的 端面，污泥會(huì)有較嚴(yán)重的淤積現(xiàn)象。凸起結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是中間高四周低， 這樣會(huì)形成一個(gè)由中間向四周的一個(gè)傾斜，此結(jié)構(gòu)有利于氣流將污泥等 污染物吹向四周，有利于減少污泥的淤積。作為更優(yōu)選，所述凸起的端 頭的端面為圓臺(tái)形。圓臺(tái)形的結(jié)構(gòu)更加容易加工，也利于在中間設(shè)置連 ^接管等其他部件。在中空纖維膜束外可以設(shè)置一個(gè)套筒。套筒的作用是對(duì)殼體內(nèi)部的 待過濾液體進(jìn)行均勻分配，并且進(jìn)一步縮小氣提斷面，因而可以進(jìn)一步 節(jié)約能耗。本發(fā)明中，套筒和殼體的作用相近，為了敘述方便，過濾單元外的殼體稱之為套筒。所述的套筒的數(shù)量與殼體內(nèi)容納的中空纖維膜束的數(shù)量可以相等， 也可以不相等，任一套筒內(nèi)部可以放置中空纖維膜束，也可以不放置中 空纖維膜束。作為優(yōu)選，所述的套筒的數(shù)量與殼體內(nèi)容納的中空纖維膜 束的數(shù)量是相等的，即套筒與中空纖維膜束一一對(duì)應(yīng)。這樣利于通過待 過濾的液體在殼體內(nèi)部各套筒之間的均勻分配來確保中空纖維膜過濾 的均勻性，防止中空纖維膜束之間出現(xiàn)膜污染的不均衡發(fā)展。所述的套筒的側(cè)壁上可以沒有孔洞，也可以有一部分孔洞，但孔洞 設(shè)置不宜太多，孔洞面積也不宜太大，尤其是在同一水平面上或者是在 殼體側(cè)壁的同一軸線上。作為優(yōu)選，所述的套筒的側(cè)壁上不設(shè)任何孔洞。所述的套筒的橫斷面可以是圓形，也可以是矩形、方形或其他已知 的任意形狀，優(yōu)選圓形。各個(gè)套筒的橫斷面的形狀可以相同，也可以不 相同，優(yōu)選形狀相同。這樣利于待過濾的液體在殼體內(nèi)部各套筒之間的 均勻分配。所述的各個(gè)套筒的橫斷面的面積可以相同，也可以不相同。優(yōu)選， 所述的各個(gè)套筒的橫斷面的面積是相同的，或者中間部分的橫斷面面積 略小于兩端的4黃斷面面積，例如可以i殳計(jì)成類似于文丘里管或文丘里噴 嘴的形狀。所述的套筒的長度范圍為0. 15m-4. 0m,可以與殼體的長度相等或者 略小于殼體的長度。作為優(yōu)選，所述的套筒的長度范圍為1.5m-2. 0m， 直徑范圍為2 Omm-4 0Omm,直徑范圍優(yōu)選30mm-2 00隱。所述的端頭可以在套筒的內(nèi)部，也可以在套筒的外部。優(yōu)選地，所 述的端頭完全在套筒內(nèi)部，端頭與鄰近的套筒的端口端面的距離為套筒 長度的1/20-1/3。所述的套筒的端口可以完全敞開，也可以罩以帶有開孔的嵌入件。所述的帶有開孔的嵌入件沉入式地設(shè)置于套筒的至少一個(gè)端口上， 用以固定中空纖維膜束的端頭，另外，由于嵌入件上有孔，待過濾的液 體可以通過嵌入件上的孔自由進(jìn)出套筒，為待過濾液體的流動(dòng)帶來便 利。作為優(yōu)選，在套筒的兩個(gè)端口上均設(shè)置有嵌入件。所述的嵌入件可以通過卡扣、螺栓或其他已知的任一可拆卸的方式與套筒相連接。所述的嵌入件在橫斷面上的開孔面積占嵌入件橫斷面面積的百分#:大于10%，優(yōu)選大于80%。開孔率大于l(W能夠避免堵塞液流，大于 80%時(shí)，液體在通過嵌入件區(qū)域時(shí)會(huì)更加順暢，阻力更小。所述的嵌入件可以有一圓周，圓周的外徑略小于套筒的內(nèi)徑， <吏得 嵌入件剛好嵌在套筒的端口上。從所述圓周的圓心處向圓周方向可以延 伸出至少三根成輻射狀的支撐條，支撐條之間均為孔隙。優(yōu)選使用3-8 根支撐條。相對(duì)于格柵或網(wǎng)狀的嵌入件來說，支撐條的制作和安裝更為 簡單，開孔率更大，不易堵塞液流。當(dāng)中空纖維膜束兩端均澆鑄封結(jié)于端頭之內(nèi)時(shí)，在兩個(gè)端頭之間可 以設(shè)置連接管，連接兩個(gè)端頭。所述的連接管將上端頭和下端頭連接成一個(gè)整體，其長度可以與中 空纖維膜束相同，也可以略短于膜束。作為優(yōu)選，所述的連接管的長度 略小于中空纖維膜束的長度。這樣可以防止端頭擺動(dòng)幅度過大而使膜絲 長時(shí)間受力，對(duì)膜束起到保護(hù)作用。所述的進(jìn)氣管、產(chǎn)水管和連接管的直徑范圍為lmm-50mm，優(yōu)選 5mm-20mm。本文所述的中空纖維或者中空纖維膜絲，包括;徵細(xì)的中空纖維和直 徑較大的管式纖維等可以用于過濾水的纖維。用的最多的中空纖維膜絲 是一種帶有微孔的中空纖維，制作中空纖維膜絲的材料可以選自聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜等材料。中空纖維膜絲首先通過使用環(huán) 氧樹脂、聚氨酯等澆鑄樹脂進(jìn)行封端澆鑄，再使用硅橡膠、聚氨酯等柔 性樹脂對(duì)中空纖維膜絲根部進(jìn)行二次澆鑄，以降低膜絲根部斷裂的機(jī) 率。作為優(yōu)選，所述的中空纖維膜絲的材料是聚偏氟乙烯。所述的中空 纖維膜絲的平均膜孔徑為0. 01 pm (微米)-5 pm。所述的中空纖維膜束是由10-1000根中空纖維膜絲組成的，長度范 圍為0.1m-3.0m。優(yōu)選由50-500根中空纖維膜絲組成，長度范圍為 1. 0m_2. Om。當(dāng)中空纖維膜束兩端均澆鑄封結(jié)于端頭之內(nèi)時(shí)，所述的中空纖維膜束的長度可以和上下兩個(gè)端頭之間的距離相等，也可以略大于這個(gè)距 離。作為優(yōu)選，所述的中空纖維膜束的長度大于上下兩個(gè)端頭之間的距 離，但小于套筒的長度。所述的上端頭或(和)下端頭可以與套筒的任一部位或者套筒的任 一端口上的嵌入件采用已知的任一可拆卸的方式相連接。作為優(yōu)選，所 述的上端頭或(和)下端頭與位于鄰近的套筒端口上的嵌入件相連接。 作為更優(yōu)選，所述的上端頭或(和)下端頭通過軟索或柔性管等軟連接 的方式與位于鄰近的套筒端口上的嵌入件相連接。軟索可以是耐腐蝕的 繩索、鋼絲或彈簧等。軟索使中空纖維膜束在待過濾的液體中處于懸浮 狀態(tài)，可以隨水流有擺動(dòng)。當(dāng)上端頭或(和)下端頭設(shè)有產(chǎn)水管或進(jìn)氣 管、并且產(chǎn)水管或進(jìn)氣管為柔性管時(shí)，也可以通過產(chǎn)水管或進(jìn)氣管使中 空纖維膜束懸掛在套筒內(nèi)部。當(dāng)中空纖維膜束兩端均澆鑄封結(jié)于端頭之內(nèi)時(shí)，所述的上端頭和下 端頭的形狀可以相同，也可以不同。所述的上端頭或(和)下端頭整體 外形可以是圓柱體、錐體、盆形、杯形等形狀。作為優(yōu)選，所述的上端 頭或(和)下端頭的整體外形是盆形或杯形。利用上述的柱式膜組件的膜生物反應(yīng)器是通過現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)的 方法連接組裝制造的。利用上述的柱式膜組件或者上述的膜生物反應(yīng)器的水處理設(shè)備，是 通過現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法連接組裝制造的。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1如圖1、圖3、圖4、圖6所示， 一種中空纖維柱式膜組件，包括外 徑為225mm、高度為1. 45m、材質(zhì)為UPVC ( un-plasticized polyvinyl chloride)塑料的圓柱形殼體1,扣在殼體1上下兩個(gè)端口上的端蓋20, 設(shè)置在殼體1內(nèi)的7個(gè)中空纖維膜束3,每個(gè)中空纖維膜束3由180根 中空纖維膜絲2組成，中空纖維膜絲2的用于通過液體的^:孔的平均孔 徑為0. ljam,中空纖維膜絲的外徑為1. 35mm，材質(zhì)為聚偏氟乙烯，上端 可以自由擺動(dòng)，每根膜絲均呈閉孔狀態(tài)，利用柔性環(huán)氧樹脂封結(jié)，下端用環(huán)氧樹脂澆鑄匯集于下端頭5之中，并且用聚氨酯對(duì)其進(jìn)行二次澆鑄， 以對(duì)膜絲根部進(jìn)行保護(hù)。下端頭5的整體外形為杯形，上口圓的直徑為45mm。中空纖維膜絲2在下端頭5內(nèi)的產(chǎn)水收集室12中呈開孔狀態(tài)，下 端頭5外部設(shè)有外徑為①8腿的產(chǎn)水管6,產(chǎn)水管6與下端頭5中的產(chǎn)水 收集室12相連通。端蓋20的整體外形為球冠形，與殼體1的端口通過卡箍24相連接， 端蓋20與殼體1端口相互嚙合的位置有"0"形橡膠圈作為止水措施， 以確保膜組件工作時(shí)殼體1及端蓋20內(nèi)部為密閉的。端蓋20的球冠頂 部設(shè)有內(nèi)徑為①100mm的料液進(jìn)口或料液出口，扣在殼體1下端口上的 端蓋20上設(shè)有料液進(jìn)口 ，扣在殼體1上端口上的端蓋20上設(shè)有料液出 口，當(dāng)端蓋20扣在殼體1端口上時(shí)，料液進(jìn)口和料液出口的中心軸線均 與殼體1的中心軸線相重合。在端蓋20內(nèi)部靠近開口的地方設(shè)有集水室16或供氣室17，集水室 16和供氣室17均為圓環(huán)狀空腔，扣在殼體1下端口上的端蓋20內(nèi)部設(shè) 有供氣室17,外部設(shè)有內(nèi)徑為①20mm的空氣進(jìn)口 22，空氣進(jìn)口 22與供 氣室17相連通，扣在殼體1上端口上的端蓋20內(nèi)部設(shè)有集水室16，外 部設(shè)有內(nèi)徑為①20mm的產(chǎn)水出口 21，產(chǎn)水出口 21與集水室16相連通。在殼體l內(nèi)部，在每一個(gè)中空纖維膜束外部均罩有一個(gè)內(nèi)徑為56mm 的套筒23,其中一個(gè)套筒23的中心軸線與殼體1相重合，另外六個(gè)套 筒23的中心軸線在殼體1中心軸線周圍呈徑向均勻分布，每相鄰的兩個(gè) 中心軸線所在平面之間的夾角均為60度。在每一個(gè)套筒23的上端口和下端口上均設(shè)置嵌入件15,下端頭5 通過軟索13與位于套筒23下端口的嵌入件15相連接，嵌入件15通過 卡扣與套筒23連接，嵌入件15在中心處有內(nèi)徑為①10mm的圓孔，外徑 為①8mm的產(chǎn)水管6的一端從套筒23上端口伸進(jìn)套筒23內(nèi)部并從位于 套筒23上端口的嵌入件15的圓孔中穿過，通過快插接頭14與下端頭5 相連接，另一端通過快插接頭14與扣在殼體1上端口上的端蓋20內(nèi)部 的集水室16相連接。外徑為①8mm的進(jìn)氣管7的一端從套筒23下端口 進(jìn)入套筒23內(nèi)部后通過快插接頭14與下端頭5的帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置9相連接，另一端通過快插接頭14與扣在殼體1下端口上的端蓋20內(nèi) 部的供氣室17相連接。產(chǎn)水管6和進(jìn)氣管7均為中空塑料軟管。套筒23及其套筒23內(nèi)的各個(gè)部件，對(duì)待過濾的液體有過濾作用， 可以看作是一個(gè)過濾單元，本實(shí)施例中有7個(gè)過濾單元。下端頭5的澆鑄端面為一個(gè)正圓臺(tái)狀的凸起，凸起的底圓直徑為① 35mm,頂圓直徑為①9mm，高度為8mm，中空纖維膜絲2的根部均澆鑄于 圓臺(tái)側(cè)壁的斜面上，而且其根部在圓臺(tái)底面上的投影沿底圓圓心呈同心 圓輻射狀分布。下端頭5在凸起和產(chǎn)水收集室12之外設(shè)有帶布?xì)饪椎牟?氣裝置9,凸起和產(chǎn)水收集室12剛好嵌在布?xì)庋b置9中間的凹槽之內(nèi)， 但產(chǎn)水收集室12和布?xì)庋b置9的空腔之間彼此相互隔絕。帶布?xì)饪椎牟?氣裝置9的杯形側(cè)壁高出凸起底圓所在平面3mm,在側(cè)壁頂部高出凸起 底圓所在平面的部分的內(nèi)側(cè)，在高度上居中的位置并以凸起中心軸線為 圓心沿徑向均勻設(shè)有36個(gè)直徑為1. 5mm的圓形布?xì)饪?1,即每相鄰兩 個(gè)布?xì)饪譴l的圓心與所在圓臺(tái)的橫斷面的圓心之間的角度均為10°，布 氣孔11向布?xì)庋b置9內(nèi)部延伸并與其空腔相連通的部分為一個(gè)圓柱形的 通道，該圓柱形通道的中心軸線平行于鄰近的圓臺(tái)側(cè)壁的斜面，并且布 氣孔11的孔口朝向圓臺(tái)形凸起的頂部。所述的嵌入件15由圍繞圓心呈星形排布的六根支撐條和圓周組成， 每相鄰兩根支撐條之間的夾角為60°,并且圓周外邊緣與殼體1接觸。 圓周與殼體1連接為螺檢連接。嵌入件15在橫斷面上的開孔面積占嵌入件15橫斷面面積的百分?jǐn)?shù)為93%。如圖IO所示，料液進(jìn)口 18通過塑料軟管與一位于膜組件下方的內(nèi) 徑為①250mm的料液供給管28相連接，料液出口 19通過塑料軟管與一 位于膜組件上方的內(nèi)徑為O250mm的料液回流管29相連接，產(chǎn)水出口 21與一位于膜組件上方的內(nèi)徑為①100mm的出水管26相連接，空氣進(jìn) 口 22與一位于膜組件下方的內(nèi)徑為O100mm的供氣管27相連接。料液供給管28和料液回流管29均與一生化反應(yīng)池相連接，在料液 供給管28與生化反應(yīng)池相連接的管道上設(shè)有管道泵，用以使活性污泥 混合液從生化反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)入料液供給管28內(nèi)部，并且能夠以一定的流速從殼體l下端口進(jìn)入殼體l內(nèi)部，然后從殼體l上端口流出，最后通 過泮+液回流管29流回生化反應(yīng)池。出水管26與一能夠提供負(fù)壓的水泵的吸水管相連通，待凈化的水 經(jīng)過中空纖維膜絲2壁上的微孔進(jìn)入膜絲內(nèi)部，并分別匯流入下端頭5 內(nèi)的產(chǎn)水收集室12，產(chǎn)水收集室12內(nèi)的水經(jīng)產(chǎn)水管6流入集水室16, 集水室16內(nèi)的水經(jīng)產(chǎn)水出口 21流入出水管26，最后通過水泵抽出形成 膜組件的過濾出水。供氣管27與一氣源相連通，氣源提供的壓縮空氣 從供氣管27經(jīng)空氣進(jìn)口 22進(jìn)入供氣室17，供氣室17內(nèi)的氣體經(jīng)進(jìn)氣 管7進(jìn)入下端頭5的帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置9的空腔之內(nèi)，最后經(jīng)帶布?xì)?孔的布?xì)庋b置9上的布?xì)饪?1擴(kuò)散出來，直接吹掃膜絲根部。將若干個(gè)中空纖維柱式膜組件的料液進(jìn)口 18、料液出口 19、產(chǎn)水 出口 21、空氣進(jìn)口 22分別并聯(lián)至料液供給管28、料液回流管29、出水 管26、供氣管27，由此形成一個(gè)膜組件單元。料液供給管28、料液回 流管29、出水管26、供氣管27的中心軸線均平行于地面，并且該中心 軸線在地面上的投影均互相重合，膜組件殼體1在地面上的投影分兩排 對(duì)稱地位于該中心軸線的兩側(cè)。實(shí)施例2如圖2、圖3、圖5、圖7所示， 一種中空纖維柱式膜組件，包括外 徑為225mm、高度為1. 45m、材質(zhì)為UPVC塑料的圓柱形殼體1 ，扣在殼 體1上下兩個(gè)端口上的端蓋20,設(shè)置在殼體1內(nèi)的7個(gè)中空纖維膜束3， 每個(gè)中空纖維膜束3由240根中空纖維膜絲2組成，中空纖維膜絲2的 用于通過液體的孩i孔的平均孔徑為0. 4|um,中空纖維膜絲的外徑為 1. 2mm，材質(zhì)為聚偏氟乙烯，兩端用環(huán)氧樹脂澆鑄匯集于上端頭4和下端 頭5之中，并且用聚氨酯對(duì)其進(jìn)行二次澆鑄，以對(duì)膜絲根部進(jìn)行保護(hù)。 上端頭4和下端頭5的整體外形均為杯形，此兩個(gè)端頭的上口圓直徑均 為45隱。中空纖維膜絲2在上端頭4內(nèi)的產(chǎn)水收集室12中呈開孔狀態(tài)， 在下端頭5內(nèi)呈閉孔狀態(tài)，上端頭4設(shè)有外徑為①8mm的產(chǎn)水管6,下端 頭5設(shè)有外徑為0)8mm的進(jìn)氣管7,兩個(gè)端頭由外徑為①6隨的中空軟管 8連接成一個(gè)整體，中空纖維膜絲2圍繞著中空軟管8均勻分布。產(chǎn)水管6、進(jìn)氣管7和中空軟管8均為中空塑料軟管。中空軟管8、帶布?xì)饪?的布?xì)庋b置9、產(chǎn)水管6、進(jìn)氣管7之間相連接的部位均通過快插接頭 14連接，連接方式如圖2所示。產(chǎn)水管6與上端頭4中的產(chǎn)水收集室12 相連通。端蓋20的整體外形為球冠形，與殼體1的端口通過螺紋相連接，以 確保膜組件工作時(shí)殼體1及端蓋20內(nèi)部為密閉的。端蓋20的球冠頂部 設(shè)有內(nèi)徑為①60咖的料液進(jìn)口或料液出口 ，扣在殼體l下端口上的端蓋 20上設(shè)有料液進(jìn)口 ，扣在殼體1上端口上的端蓋20上設(shè)有料液出口 ， 當(dāng)端蓋20扣在殼體1端口上時(shí)，料液進(jìn)口和料液出口的中心軸線均與殼 體1的中心軸線相重合。在殼體1的上下兩端口上分別設(shè)有集水室16和供氣室17,集水室 16和供氣室17均為圓環(huán)狀空腔，殼體1上端口附近的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè) 內(nèi)徑為①20mm的產(chǎn)水出口 21，產(chǎn)水出口 21與集水室16相連通，殼體1 下端口附近的側(cè)壁上設(shè)有內(nèi)徑為cD20隱的空氣進(jìn)口 22,空氣進(jìn)口 22與 供氣室17相連通。殼體l內(nèi)部設(shè)置的套筒23的結(jié)構(gòu)和位置與實(shí)施例l相同，每一個(gè)套 筒的上下兩個(gè)端口上均設(shè)有嵌入件15,嵌入件15的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相 同。上端頭4和下端頭5均通過軟索13與相鄰的嵌入件15相連接，嵌 入件12通過卡扣與套筒23連接，嵌入件15在中心處有內(nèi)徑為①10隱 的圓孔，產(chǎn)水管6和進(jìn)氣管7從圓孔中穿過。如圖2所示，兩個(gè)端頭在澆鑄有中空纖維膜絲的端面上均設(shè)有帶布 氣孔的布?xì)庋b置9。如圖7所示，帶布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置9具有沿徑向分 布的六根輻條IO,每根輻條寬5mm，高4mm，相鄰兩根輻條之間的角度 均為60°,輻條10從端頭端面的中心延伸到上端頭4或下端頭5的圓周 上，內(nèi)部具有空腔，輻條10的兩個(gè)側(cè)壁均垂直于澆鑄端面，在背向澆鑄 端面的另一側(cè)則是倒圓的，兩個(gè)側(cè)壁上在居中的位置設(shè)有四個(gè)直徑為O 2mm的圓形布?xì)饪?1，布?xì)饪?1的中心軸線垂直于輻條10的側(cè)壁面， 距澆鑄端面的高度均為2mm，各個(gè)布?xì)饪椎闹行妮S線間距均為4mm，輻條 IO的空腔與中空軟管8相連通。輻條10將澆鑄端面分成六個(gè)面積相等的部分，相應(yīng)的，中空纖維膜束3也均分成六個(gè)小束，每一小束由40根中空纖維膜絲2組成，均澆鑄 在輻條10之間的間隙里。上端頭4和下端頭5的澆鑄端面均有一個(gè)形狀 為平頂圓錐即圓臺(tái)狀的凸起，上下兩個(gè)端頭的澆鑄端面的凸起正好相對(duì)。 凸起的底圓直徑為①32mm，頂圓直徑為①8mm,高度為8mm。帶布?xì)饪椎?布?xì)庋b置9剛好扣在凸起上面，與凸起粘在一起，相接觸的部分完全密 合。由上述中空纖維柱式膜組件組成的膜組件單元的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相 類似，如圖IO所示。以上對(duì)本發(fā)明所提供的中空纖維柱式膜組件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本說本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍 上可能在實(shí)施過程中會(huì)有改變之處。因此，本說明書記載的內(nèi)容不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種柱式膜組件，包括殼體、殼體的端蓋、殼體內(nèi)的過濾單元、料液進(jìn)口和料液出口，其特征在于，所述料液進(jìn)口的位置低于所述過濾單元的下端或者高于所述過濾單元的上端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，當(dāng)所述料液進(jìn) 口的位置低于所述過濾單元的下端時(shí)，所述的料液出口高于所述過濾單 元的上端；當(dāng)所述料液進(jìn)口的位置高于所述過濾單元的上端時(shí)，所述的 料液出口低于所述過濾單元的下端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述料液進(jìn)口 和料液出口在所述端蓋上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述料液進(jìn)口 和料液出口在所述殼體的端口附近。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述料液進(jìn)口 位于所述過濾單元的正下方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述殼體為可 容納豎直放置的過濾單元的殼體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述殼體與所 述過濾單元通過可拆卸的結(jié)構(gòu)連接在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱式膜組件，其特征在于，所述殼體兩端 的端口在橫斷面上的開孔面積占端口橫斷面面積的百分?jǐn)?shù)大于10%，優(yōu)選 大于80%。
9. 利用權(quán)利要求l-8任意一項(xiàng)所述的柱式膜組件的膜生物反應(yīng)器。
10. 利用權(quán)利要求l-8任意一項(xiàng)所述的柱式膜組件或者權(quán)利要求9所 述的膜生物反應(yīng)器的水處理設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柱式膜組件，包括殼體、殼體的端蓋、殼體內(nèi)的過濾單元、料液進(jìn)口和料液出口，所述料液進(jìn)口的位置低于所述過濾單元的下端或者高于所述過濾單元的上端。本發(fā)明還公開了利用此柱式膜組件的膜生物反應(yīng)器和水處理設(shè)備。本發(fā)明公開的柱式膜組件的結(jié)構(gòu)特征，使得待過濾的液體從過濾單元的下方或者上方進(jìn)入膜組件，改善了膜組件內(nèi)部液流的流態(tài)，避免了待過濾液體進(jìn)出殼體時(shí)液流在過濾單元所在的區(qū)域陡然轉(zhuǎn)向所帶來的過濾單元端部容易積泥的現(xiàn)象，提高了膜組件的抗污染性能，能夠有效防止因過濾單元端部污染的快速發(fā)展和蔓延而縮短整個(gè)膜組件的使用壽命。
文檔編號(hào)C02F3/12GK101264975SQ20081010446
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者孫友峰 申請(qǐng)人:北京漢青天朗水處理科技有限公司