專利名稱：一種膜生物反應器的中空纖維膜絲根部保護裝置的制作方法
一種膜生物反應器的中 空纖維膜絲根部保護裝置
技術領域：
本發(fā)明屬于MBR膜法水處理領域，更具體地，本發(fā)明涉及一種膜生物反應器的中 空纖維膜絲根部保護裝置。
背景技術：
膜生物反應器(Membrane Bioreactor,簡稱MBR)，是將膜分離和生物處理巧妙結 合而成的一種新型、高效的污水處理技術，隨著水環(huán)境不斷惡化、水資源日益緊缺，這種前 沿污水處理技術越來越得到人們的關注，并有迅速普及的趨勢。膜生物反應器主要是由膜組件和生物反應器兩部分組成，根據膜組件與生物反應 器的組合方式，可以將膜生物反應器分為三種類型分置式膜生物反應器、一體式膜生物反 應器和復合式膜生物反應器。一體式膜生物反應器，或稱淹沒式膜生物反應器(SMBR)，這種技術最初起源于日 本，主要用于處理生活污水，最近十幾年，歐洲一些國家也熱衷于對它的研究和應用，一體 式膜生物反應器是將膜組件直接安置在生物反應器內部，依靠重力、水泵抽吸或真空泵產 生的負壓作為出水動力，該工藝由于膜組件置于生物反應器之中，減少了處理系統(tǒng)的占地 面積，而且動力消耗費用遠遠低于分置式膜生物反應器。膜組件浸沒在生物反應器的混合液中，為了降低污染物在膜表面的沉積速度，需 要在膜組器底部安裝曝氣系統(tǒng)，曝氣時空氣與污泥混合液形成汽水二相流，在上升過程中 對膜絲表面進行吹掃，適當的曝氣強度對膜的穩(wěn)定運行有很重要的意義，這種錯流過濾形 式在超濾、反滲透等其他膜法水處理技術中也被廣泛應用。由于用于MBR技術的膜材料的選擇、制造工藝等方面的限制，絕大多數品牌的中 空纖維膜絲的抗拉強度有限，長期在水下曝氣運行時經常會造成一定數量的斷絲，特別是 靠近簾式膜兩端封膠部位的膜絲，因應力集中而更容易出現(xiàn)斷絲。于是，有些一體式膜生物 反應器的制造商，在膜元件根部澆注一定厚度的軟膠，利用軟膠的柔韌性緩沖膜絲在曝氣 抖動時所受到的拉力，對膜絲的根部保護有積極意義。但是，其澆注的工藝較復雜，所選封 膠材料的柔韌性也較低，導致其緩沖保護作用受到了很大限制。為此，本發(fā)明人針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，經過大量試驗研究，終于完成了本發(fā) 明。

發(fā)明內容[要解決的技術問題]本發(fā)明的目的是提供一種膜生物反應器的中空纖維膜絲根部保護裝置。[技術方案]本發(fā)明是通過下述技術方案實現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種膜生物反應器的中空纖維膜絲根部保護裝置。所述的中空纖維膜絲根部保護裝置由膜絲保護罩主體它由膜絲保護罩主體、內襯材料 層3與緊固件5構成，其中，所述的內襯材料層3在所述膜絲保護罩主體內，所述內襯 材料層3是高發(fā)泡材料層，它與膜絲接觸的內側表面呈立體波浪形，所述的緊固件5將所述 膜絲保護罩主體、所述內襯材料層3與所述膜絲4根部固定在一起，使所述內襯材料層3與 所述膜絲4緊密接觸，且膜絲內部水流通道截面積不因擠壓而減小。延伸出保護罩的內襯 材料可以防止膜絲在水體中曝氣吹掃條件下自由擺動時與保護罩邊緣產生磨損。主要原理是由于膜絲本身具有一定的強度和彈性，在擺動時，膜絲中部的受力 會比較均勻地分布在其中心軸方向上，而對于根部與封膠接觸的位置，受力會相對集中，因 此，膜絲在這個部位容易斷裂，尤其對于膜片外側的膜絲，其抖動更強烈，也更容易斷裂。安 裝這種內襯的保護罩后，外側的膜絲絕大部分被擠壓在內襯材料的凹陷處，極大地減小了 膜絲與內襯材料發(fā)生相對滑動產生磨損的可能。由于膜絲與內襯材料的接觸面的摩擦阻力 較大，且材料有很好的回彈性能和柔韌性，膜絲在向外側、左右兩側擺動以及軸向拉伸時， 其受力都能得到有效的緩沖。因此，也就大大減少了因應力集中導致的斷絲。根據本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的保護罩主體是由兩片硬質塑料組成的。根據本發(fā)明，所述的硬質塑料應該理解是本技術領域的普通技術人員熟知且普遍 使用的硬質塑料。使用硬質塑料片的目的在于能夠使用緊固件將所述保護罩主體1與2、所述內襯 材料層3與所述膜絲根部固定在一起，形成一個整體。例如，所述的硬質塑料是丙烯腈_苯乙烯_ 丁二烯共聚物塑料或聚氯乙烯塑料。優(yōu)選地，所述的硬質塑料是丙烯腈_苯乙烯_ 丁二烯共聚物塑料。除了列舉的硬質塑料外，也可以使用其它硬質塑料，只是它們能夠通過緊固將將 所述膜絲保護罩主體、所述內襯材料層3與所述膜絲根部如此緊固在一起。根據本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的高發(fā)泡材料是聚乙烯醋酸乙烯酯或氯丁 橡膠。優(yōu)選地，所述的高發(fā)泡材料是聚乙烯醋酸乙烯酯、氯丁橡膠、丁苯橡膠或三元乙丙 橡膠。所述的高發(fā)泡材料是高回彈、柔韌性好、強度大的高發(fā)泡材料。它們的柔韌性與強 度能夠賦予處于運行的抖動膜絲，尤其是封膠外側的膜絲，具有極好的緩沖保護，其柔韌性 能能夠避免根部膜絲根部的應力過于集中，其高回彈性能又能夠保證應力消失或減小，能 夠保證這種材料快速恢復原來的形狀，從而大大減少膜絲斷裂。所述的高發(fā)泡材料在其與水體接觸的表面為立體波浪形，其作用在于將封膠外側 的膜絲固定在所述高發(fā)泡材料的凹形空間內，于是所述膜絲向膜元件兩側抖動時能夠獲得 很好的緩沖保護。除了列舉的高發(fā)泡材料外，也可以使用其它的具有上述同樣性能的高發(fā)泡材料。根據本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的緊固件是固定螺栓。也可以采用其它機 械固定方式，將保護罩主體1與2、所述內襯材料層3與所述膜絲根部固定在一起，例如卡 接、鉚接等。[有益效果]本發(fā)明的有益效果如下通過批量試驗和工程規(guī)模的應用證實，在MBR膜原件上安裝這種膜絲根部保護裝置，可以有效減少膜 片在運行條件下抖動引起的斷絲，減少斷絲達71 %以上，有效提高膜元 件使用壽命，有利于MBR膜的長期穩(wěn)定運行。

圖1是本發(fā)明中膜絲保罩A、膜絲保護罩B的結構圖；圖2是本發(fā)明的組裝視圖；圖3是本發(fā)明中膜絲保護裝置與MBR中空纖維膜絲的相對位置關系；其中1、膜絲保護罩A ;2、膜絲保護罩B ;3、內襯材料層；4、MBR中空纖維膜絲；5、 緊固件。
具體實施方式下面通過實施例將更詳細地說明本發(fā)明。實施例1膜絲保護罩主體是由丙烯腈_苯乙烯_ 丁二烯共聚物(ABS)材料制成的兩片相匹 配的膜絲保護罩A和膜絲保護罩B組成的，它們的寬度110毫米，長度1250毫米。緊固件5由12個固定螺栓組成。所述的內襯材料層3是由高發(fā)泡EVA材料制成的，用聚氨酯膠將內襯材料層粘貼 在膜絲保護罩A、B兩片的內側。內襯材料層5在與膜絲接觸的內側表面上采用刀模工藝加 工成波浪狀，該表面與水體接觸，截面邊線類似于正弦曲線，整片內襯材料層3厚6毫米，寬 119毫米，長1105毫米。將內襯材料層3安裝在膜絲保護罩A和膜絲保護罩B內，用固定螺栓將膜絲保護 罩A和膜絲保護罩B、內襯材料層3和所述膜絲根部固定在一起，使內襯材料層3與膜絲緊 密接觸，且膜絲內部水流通道截面積不因擠壓而減小。另外，延伸出保護罩的內襯材料可以 防止膜絲在水體中曝氣吹掃條件下自由擺動時與保護罩邊緣產生磨損。將組裝完成的膜絲保護裝置安裝在MBR膜元件上，共制作20片膜元件，將其組裝 在可安裝60片膜元件的MBR膜組器中，使這20片膜均勻分布在組器的各個位置，在強度 為180N m3/m2/h的高強度曝氣條件下運行60天，取出觀察、記錄每片安裝膜絲保護裝置的 膜元件以及與其相鄰一側的未安裝所述保護裝置的膜元件的斷絲情況，統(tǒng)計結果列于表1 中。表1 安裝本發(fā)明膜絲保護裝置的膜元件與未安裝所沭保護裝置的膜元件的斷絲 結果
權利要求
1.一種膜生物反應器的中空纖維膜絲根部保護裝置，它由膜絲保護罩主體、內襯材料 層(3)與緊固件(5)構成，其特征在于所述的內襯材料層(3)在所述膜絲保護罩主體內，所 述內襯材料層C3)是高發(fā)泡材料層，它與膜絲接觸的表面呈立體波浪形，所述的緊固件(5) 將所述膜絲保護罩主體、所述內襯材料層C3)與所述膜絲(4)根部固定在一起，使所述內襯 材料層C3)與所述膜絲(4)緊密接觸，且膜絲內部水流通道截面積不因擠壓而減小。
2.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于所述的膜絲保護罩主體是由兩片硬質 塑料組成的。
3.根據權利要求2所述的保護裝置，其特征在于所述的硬質塑料是丙烯腈-苯乙 烯-丁二烯共聚物塑料。
4.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于所述的高發(fā)泡材料是聚乙烯醋酸乙烯 酯、氯丁橡膠、丁苯橡膠或三元乙丙橡膠。
5.根據權利要求1所述的保護裝置，其特征在于所述的緊固件(5)是固定螺栓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜生物反應器的中空纖維膜絲根部保護裝置，它是由膜絲保護罩主體、內襯材料層與緊固件構成。通過批量試驗和工程規(guī)模的應用證實，在MBR膜原件上安裝這種膜絲根部保護裝置，可以有效減少膜片在運行條件下抖動引起的斷絲，減少斷絲達71％以上，膜片使用壽命也相應提高，有利于MBR膜的長期穩(wěn)定運行。
文檔編號C02F3/10GK102126784SQ201010618299
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者關晶, 張城宇, 文劍平, 梁輝, 陳亦力 申請人:北京碧水源膜科技有限公司