專利名稱：一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件，用于穩(wěn)定 中空纖維膜組件的出水通量、減輕膜污染，并可以對(duì)膜組件進(jìn)行在線清洗。
背景技術(shù)：
工業(yè)與生活污水的處理與回用，是節(jié)約水資源、改善生態(tài)環(huán)境的有效途徑。在污水 回用的新技術(shù)中，膜生物反應(yīng)器(MBR)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，它具有占地面積小、出水水質(zhì) 好、水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥少等優(yōu)點(diǎn)。在眾多類型的膜組件中，中空纖維膜由于其價(jià)格便宜、充 填率高、出水通量大，在污水處理與回用方面應(yīng)用較為廣泛。但是，中空纖維膜在運(yùn)行中較平片膜更易受污染。當(dāng)膜組件污染后，出水通量逐 漸下降、膜組件需頻繁清洗，增加了 MBR技術(shù)的運(yùn)行和管理難度，阻礙了該技術(shù)的應(yīng)用與發(fā) 展。所以，中空纖維膜通量的穩(wěn)定及污染控制是MBR技術(shù)運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)。孟廣禎發(fā)明一 種垂柳式中空纖維膜或毛細(xì)管膜過(guò)濾器(專利號(hào)200720155208. 6)，來(lái)解決簾式中空纖維 膜的膜絲間污泥堵塞的問(wèn)題，但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜絲由于重力下垂作用仍與污泥粘附于一起，污 泥堵塞問(wèn)題有一定的改善，但效果不明顯；余子?jì)氚l(fā)明裸垂束柱狀鼓氣式中空纖維膜組件 (專利號(hào)200620039621. 1)，通過(guò)膜絲下端內(nèi)鼓氣來(lái)不間斷清洗膜面污泥，但膜絲成束狀布 置，對(duì)膜絲內(nèi)部污泥沖洗有限，而且膜組件工藝復(fù)雜，工程中不易實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有中空纖維膜在運(yùn)行中易受污染，膜組件需頻繁 清洗等不足而提供了一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件，這種裝置穩(wěn)定了膜組件的出水通量，減 輕了膜表面的污染，同時(shí)可對(duì)膜組件進(jìn)行在線清洗。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件，其特征在于由中空纖維 膜絲、集水管和內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架組成；中空纖維膜絲上端封裝并固定在集水管內(nèi)，膜絲內(nèi) 腔與集水管相通；膜絲下端用塑料片封閉并自由下垂；內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架均勻穿入膜絲置 于集水管下側(cè)，將膜絲撐開(kāi)。上述膜組件膜絲內(nèi)層短、外層長(zhǎng)，從側(cè)面看呈倒“V”字形；膜絲下端用塑料片封 閉，塑料片直徑是膜絲直徑的1-3倍，其材料密度為0. 5-1. OKg/m3。支撐架內(nèi)設(shè)橫桿2-6根，橫桿間距均勻，把膜絲逐一撐開(kāi)至3-7層；支撐架上焊接 手桿，上提或下推手桿可使支撐架上下移動(dòng)，起到清洗膜絲的作用；手桿伸出集水管，一般 伸出集水管上0. 3-1. Om,上端有掛扣掛于池壁；支撐架的長(zhǎng)度與膜組件寬度相齊，寬度是 集水管直徑的1. 5-4倍；支撐架用塑料或金屬材料制成，其橫桿上纏有毛狀物，以利于清洗 膜面污染物。使用時(shí)，集水管在上面并保持水平，而中空纖維膜絲自然下垂；支撐架從膜絲下端 分層穿入，向上提起手桿直至靠近集水管，膜絲則分層展開(kāi)；支撐架上端手桿掛于反應(yīng)器壁 即可。在反應(yīng)器中，膜組件下面的曝氣頭向上曝氣，汽泡沖刷到每層膜絲的膜面；同時(shí)，汽泡沖擊膜絲端部塑料片，引起膜絲晃動(dòng)，增加膜絲的剪切力，使膜絲能進(jìn)行自我清洗。當(dāng)膜組件運(yùn)行一段時(shí)間后，膜表面受污染而通量下降時(shí)，取下手桿，反復(fù)下推、上 拉對(duì)膜絲表面進(jìn)行擦洗，可使膜通量能迅速恢復(fù)。有益效果1，使膜絲分層、間隙增大，曝氣形成的汽泡易穿過(guò)膜表面，沖刷效率高，膜絲間污 泥吸附大大降低；2，膜絲下端在汽泡的沖擊下自由擺動(dòng)，使膜產(chǎn)生自清洗作用；3，支撐架可上下移動(dòng)，可對(duì)膜絲進(jìn)行在線清洗；4，膜的出水通量穩(wěn)定，下降速率低于同類膜組件。

圖1為中空纖維膜正面圖；圖2為中空纖維膜側(cè)面圖；圖3為支撐架斜視圖；圖4本實(shí)用新型支撐架裝入膜組件上的側(cè)面圖；圖5裝支撐架后膜組件的斜視圖；其中1中空纖維膜絲；2集水管；3塑料片；4支撐架；5手桿；6掛扣；7出水方向； 8曝氣器；9汽泡。
具體實(shí)施方式
實(shí)施一試驗(yàn)選用天津膜天膜公司生產(chǎn)的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜組件，長(zhǎng)X寬為 0. 45X0. 25，膜絲厚度為3cm，膜面積1. 2m2，孔徑0. 2 μ m。原膜組件上、下端各有一根集水 管與膜絲相通，現(xiàn)把下端膜絲剪斷，去掉下端集水管，使膜絲自由下垂。(如圖1所示)用兩細(xì)鐵絲均勻夾著棕毛(棕毛長(zhǎng)l-3cm)，并擰成一長(zhǎng)棒(形似試管刷)，并以此 做一 “目，，字形支撐架(橫桿4根)(如圖3所示)，支撐架長(zhǎng)25cm (與膜組件寬相同)、寬 13cm(包括橫桿直徑)，沿寬度方向每3cm設(shè)1橫桿。把支撐架均勻穿入膜絲后上提至集水 管處，這樣便把膜絲撐開(kāi)為5層(包括最內(nèi)層)(如圖2、5所示)。膜絲最外層依次比中層、 內(nèi)層膜絲分別長(zhǎng)lcm、2Cm、3Cm，用剪刀剪去至相應(yīng)長(zhǎng)度，并用直徑0. 3cm圓形塑料片把膜絲 下端封閉。從側(cè)面看，膜絲下邊緣呈倒“V”字形(如圖4所示)。修剪后的支撐式膜組件膜面積為1. Im2,放入膜生物反應(yīng)器中對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)， 設(shè)置氣水比為30 1，膜組件出水抽停時(shí)間為10min/5min，初始抽吸壓力值為O.OlMpa。運(yùn) 行15d中，膜的出水通量由第Id的24. 3L/h.m2，至第15d下降到16. 3L/h. m2，為起始通量 的67. 1%，平均通量為21. 2L/h. m2 ；而對(duì)照組用同樣膜面積的普通簾式膜組件，相同條件 下，由第Id的24. 7L/h. m2運(yùn)行至第15d后膜通量下降到14. lL/h. m2，平均膜通量為17. OL/ h.m2。平均膜通量比普通簾式膜組件提高了 17.3%。當(dāng)膜組件運(yùn)行15d后，取下支撐架手桿，反復(fù)下推和上拉10次，即可完成對(duì)膜絲的 清洗，測(cè)量膜通量可恢復(fù)至22. lL/h. m2，為最初通量的91 %，恢復(fù)效果良好。實(shí)施二[0027]試驗(yàn)選用天津膜天膜公司生產(chǎn)的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜U型試驗(yàn)型膜組 件，膜面積0.5m2，孔徑0.2 μ m。原膜組件膜絲兩端與集水管相通，膜絲呈U型?，F(xiàn)把下端 膜絲剪斷，使膜絲自由下垂。用4支普通小試管刷連接(有棕毛處直徑1cm，多余剪去)，做一“ 口，，字形支撐架 (橫桿2根)，支撐架長(zhǎng)10cm、寬5cm (包括橫桿直徑)。把支撐架均勻穿入膜絲后上提至集 水管處，這樣便把膜絲撐開(kāi)為3層(外層、內(nèi)層、外層)。用把內(nèi)層膜絲剪短，使內(nèi)層膜絲比 外層短2cm，并用直徑0. 3cm圓形塑料片把膜絲下端封閉。修剪后的膜面積為0. 5m2，放入膜生物反應(yīng)器中對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)置氣水比為 30 1，膜組件出水抽停時(shí)間為10min/5min，初始抽吸壓力值為O.OlMpa。運(yùn)行14d，平均膜 通量比普通簾式膜組件高9. 3% ；取下支撐架手桿，反復(fù)下推和上拉10次完成清洗，膜通量 恢復(fù)至最初通量的84 %，效果良好。
權(quán)利要求一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件，其特征在于由中空纖維膜絲(1)、集水管(2)和內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架(4)組成；中空纖維膜絲(1)上端封裝并固定在集水管(2)內(nèi)，膜絲內(nèi)腔與集水管相通；膜絲下端用塑料片(3)封閉并自由下垂；內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架均勻穿入膜絲后置于集水管下惻，將膜絲撐開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐開(kāi)式中空纖維膜組件，特征在于膜組件膜絲內(nèi)層短、外層 長(zhǎng)，從側(cè)面看呈倒“V”字形；膜絲下端用塑料片封閉，塑料片直徑是膜絲直徑的1-3倍，塑料 片密度為 0. 5-1. OKg/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐開(kāi)式中空纖維膜組件，特征在于支撐架內(nèi)設(shè)橫桿2-6根； 支撐架上焊接手桿(5)，上提或下推手桿使支撐架上下移動(dòng)，起到清洗膜絲的作用；手桿伸 出集水管，上端有掛扣(6)掛于池壁；支撐架的長(zhǎng)度與膜組件寬度相齊，寬度是集水管直徑 的1.5-4倍；支撐架用塑料或金屬材料制成，其橫桿上纏有毛狀物，以利于清洗膜面污染 物。
專利摘要本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種撐開(kāi)式中空纖維膜組件，由中空纖維膜絲、集水管和內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架組成；中空纖維膜絲上端封裝并固定在集水管內(nèi)，膜絲內(nèi)腔與集水管相通；膜絲下端用塑料片封閉并自由下垂；內(nèi)設(shè)橫桿的支撐架均勻穿入膜絲置于集水管下側(cè)，將膜絲撐開(kāi)。膜絲保持內(nèi)層短、外層長(zhǎng)。在支撐架上焊接手桿，上提或下推手桿可使支撐架沿膜絲表面上下移動(dòng)。在膜組件下曝氣時(shí)，氣泡可沖刷到每層膜絲；并且膜絲下端塑料片會(huì)被氣泡沖擊晃動(dòng)，使膜絲產(chǎn)生自清洗作用。這種裝置減輕了膜表面的污染，穩(wěn)定了膜組件的出水通量，同時(shí)可在線對(duì)膜進(jìn)行機(jī)械清洗。
文檔編號(hào)C02F3/02GK201643987SQ201020133480
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者尤朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)