專利名稱：一種柱式中空纖維膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置，更具體而言 涉及一種柱式中空纖維膜組件。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源的消耗已成倍增加，一方面造成了水資源的緊缺，同時(shí)也增加了污水的產(chǎn)生，加大了社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的壓力，為此有關(guān)方面投入大量的資金對(duì)污水進(jìn)行處理并使其資源化再利用。膜分離技術(shù)和裝置近年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于生物、化工、醫(yī)藥、食品、市政等污水處理領(lǐng)域中。為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的膜面積，通常將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi)，在一定的驅(qū)動(dòng)力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝置稱為膜組件。中空纖維膜組件因其裝填密度高、造價(jià)相對(duì)較低、壽命較長(zhǎng)以及膜耐壓性能好而得到了廣泛應(yīng)用。目前現(xiàn)有的柱式中空纖維膜組件10(如圖I所示)，在膜殼11上設(shè)置有進(jìn)水口 12、產(chǎn)水口 13、進(jìn)氣口 14及濃縮液排放口 15，膜殼11內(nèi)固定有進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34，進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32內(nèi)設(shè)有多個(gè)氣液導(dǎo)流孔23a，產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34內(nèi)又連接有濃縮液排放管16，進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34之間固定有多根中空纖維膜絲35。現(xiàn)有的中空纖維柱式膜組件主要存在下述問(wèn)題第一，現(xiàn)有的柱式中空纖維膜組件是用樹(shù)脂將中空纖維膜絲和膜殼澆注固定在一起，在制作大型中空纖維膜組件時(shí)造成操作不便，降低生產(chǎn)效率。第二，因進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層內(nèi)氣液導(dǎo)流孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致該固定層整體強(qiáng)度下降，同時(shí)單位體積樹(shù)脂量下降也降低了中空纖維膜絲之間的粘接強(qiáng)度。第三，因氣液導(dǎo)流孔數(shù)量受樹(shù)脂固定層強(qiáng)度限制使得中空纖維膜絲分布密疏不均，降低中空纖維膜絲抗污染能力，影響柱式中空纖維膜組件的清洗效果，縮短使用壽命。第四，現(xiàn)有的柱式中空纖維膜組件是用樹(shù)脂將中空纖維膜絲和膜殼澆注固定在一起，運(yùn)行中當(dāng)局部中空纖維膜絲損壞時(shí)只能報(bào)廢整支膜組件，造成資源浪費(fèi)，增加投入成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有高抗污染性能、長(zhǎng)使用壽命、低替換成本的柱式中空纖維膜組件。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種柱式中空纖維膜組件，包括膜殼和固定在膜殼內(nèi)的中空纖維膜單兀，在中空纖維膜單元下部的膜殼上設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，在中空纖維膜單元上部的膜殼上設(shè)有產(chǎn)水口和濃縮液排放口 ；在中空纖維膜單元上部的膜殼內(nèi)設(shè)有濃縮液排放管，其特征在于所述的中空纖維膜單元包括多個(gè)中空纖維膜元件、進(jìn)水端中心管和產(chǎn)水端中心管；每個(gè)中空纖維膜元件由進(jìn)水端膜盒、進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層、產(chǎn)水端膜盒、產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層以及固定在進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層之間的多根中空纖維膜絲組成，相鄰的兩個(gè)進(jìn)水端膜盒之間留有間隙形成氣液導(dǎo)流通道，每個(gè)進(jìn)水端膜盒內(nèi)部還設(shè)有多個(gè)氣液導(dǎo)流孔；每個(gè)中空纖維膜元件分別通過(guò)進(jìn)水端膜盒和產(chǎn)水端膜盒與進(jìn)水端中心管和產(chǎn)水端中心管相連。本實(shí)用新型所述的中空纖維膜單元通過(guò)上壓板、密封墊、下壓板、定位卡簧和多個(gè)緊固螺釘固定在膜殼內(nèi)。所述的中空纖維膜單元由2 12個(gè)中空纖維膜元件組成，呈圓周等間距排列或圓周非等間距排列。所述的進(jìn)水端膜盒和產(chǎn)水端膜盒的截面形狀為扇形、圓形或多邊形所述的膜殼外徑優(yōu)選為90mm至450mm ;所述的進(jìn)水端膜盒內(nèi)部氣液導(dǎo)流孔的數(shù)量為I個(gè)至6個(gè),每個(gè)氣液導(dǎo)流孔截面面積是5mm2至2000mm2。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果第一、本實(shí)用新型所述的柱式中空纖維膜組件由多個(gè)中空纖維膜元件通過(guò)進(jìn)水端中心管、產(chǎn)水端中心管、上壓板、密封墊、下壓板和緊固螺釘固定在膜殼內(nèi)而構(gòu)成，運(yùn)行中當(dāng)局部中空纖維膜絲出現(xiàn)損壞時(shí)只需替換該中空纖維膜絲所在的中空纖維膜元件，無(wú)需報(bào)廢整支柱式中空纖維膜組件，大大減少了資源浪費(fèi)，降低了投入成本。第二、本實(shí)用新型所述的柱式中空纖維膜組件的制備方法是將多根中空纖維膜絲、進(jìn)水端膜盒及產(chǎn)水端膜盒通過(guò)樹(shù)脂澆注固定形成為中空纖維膜元件，再將多個(gè)中空纖維膜元件通過(guò)進(jìn)水端中心管和產(chǎn)水端中心管連接組裝成中空纖維膜單元，再將該中空纖維膜單元通過(guò)上壓板、密封墊、下壓板和緊固螺釘固定在膜殼內(nèi)形成柱式中空纖維膜組件。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的70%以上都是組裝，操作簡(jiǎn)單方便，大大提高生產(chǎn)效率。第三、本實(shí)用新型所述的柱式中空纖維膜組件的氣液導(dǎo)流孔由兩部分組成，一部分是進(jìn)水端膜盒在注塑成型時(shí)內(nèi)部設(shè)有的多個(gè)氣液導(dǎo)流孔，另一部分是在裝配時(shí)相鄰兩中空纖維膜元件的進(jìn)水端膜盒之間留有間隙形成氣液導(dǎo)流通道；氣液導(dǎo)流孔的這種設(shè)計(jì)可以讓膜盒內(nèi)部膜絲分布密疏均勻，提高與增強(qiáng)中空纖維膜絲的抗污染能力和清洗效果，延長(zhǎng)柱式中空纖維膜組件的整體使用壽命；同時(shí)因有膜盒側(cè)壁作為支撐使得該柱式中空纖維膜組件進(jìn)水端頭整體強(qiáng)度得到加強(qiáng)，中空纖維膜絲之間粘接強(qiáng)度也會(huì)大大加強(qiáng)。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)的柱式中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2a、圖2b和圖2c為本實(shí)用新型的柱式中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)原理示意圖，其中圖2b為圖2a的A-A剖視圖，圖2c為圖2a的B-B剖視圖。圖3a、圖3b和圖3c為本實(shí)用新型的中空纖維膜單元的結(jié)構(gòu)原理示意圖，其中圖3b為圖3a的A向視圖，圖3c為圖3a的B向視圖。圖4為本實(shí)用新型的中空纖維膜元件的立體圖。圖中10_柱式中空纖維膜組件，11-膜殼；12-進(jìn)水口 ； 13-產(chǎn)水口 ； 14-進(jìn)氣口 ；15-濃縮液排放口 ； 16-濃縮液排放管；17-下壓板；18-定位卡簧；19-緊固螺釘；20_中空纖維膜單元；21_產(chǎn)水端中心管；22_進(jìn)水端中心管；23a-氣液導(dǎo)流孔；23b_氣液導(dǎo)流通道；24-上壓板；25_密封墊；26_產(chǎn)水端頭；27_進(jìn)水端頭；30_中空纖維膜元件；31_進(jìn)水端膜盒；32_進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層；33_產(chǎn)水端膜盒；34_產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層；35_中空纖維膜絲。
具體實(shí)施方式為了更好地理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，以便徹底地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案。圖2a、圖2b和圖2c為本實(shí)用新型柱式中空纖維膜組件10的結(jié)構(gòu)原理示意圖。如圖2a、圖2b和圖2c所示，柱式中空纖維膜組件10包括膜殼11和固定在膜殼11內(nèi)的中空纖維膜單元20，在中空纖維膜單元20下部的膜殼11上設(shè)有進(jìn)水口 12和進(jìn)氣口 14，在中空纖維膜單元20上部的膜殼11上設(shè)有產(chǎn)水口 13和濃縮液排放口 15 ;在中空纖維膜單元20上部的膜殼11內(nèi)設(shè)有濃縮液排放管16 ;所述的中空纖維膜單元20包括多個(gè)中空纖維膜元件30、進(jìn)水端中心管22和產(chǎn)水端中心管21。中空纖維膜單元20在膜殼11內(nèi)的固定方式，可以采用膠粘接在膜殼11內(nèi)，或是通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任意適合的連接方式連接固定，優(yōu)選采用以下固定連接方式通過(guò)上壓板24、密封墊25、下壓板17、定位卡簧18和多個(gè)緊固螺釘19固定在膜殼11內(nèi)，即進(jìn)水端頭27通過(guò)多個(gè)定位卡簧18與下壓板17相連，下壓板17通過(guò)多個(gè)緊固螺釘19固定在膜殼11內(nèi)；產(chǎn)水端頭26通過(guò)多個(gè)緊固螺釘19依次與密封墊25和上壓板24相連，上壓板24通過(guò)多個(gè)緊固螺釘19固定在膜殼11內(nèi)。膜殼11的截面直徑一般為90mm-450mm，可以選用諸如PVC材料或玻璃鋼材料等。圖3a、圖3b和圖3c為本實(shí)用新型中空纖維膜單元20的結(jié)構(gòu)原理示意圖。如圖3a、圖3b和圖3c所示，中空纖維膜單元20是由2個(gè)至12個(gè)中空纖維膜元件30分別通過(guò)進(jìn)水端膜盒31和產(chǎn)水端膜盒33與進(jìn)水端中心管22和產(chǎn)水端中心管21相連接固定而成，且進(jìn)水端膜盒31和產(chǎn)水端膜盒33分別圓周等距或圓周非等距排列在進(jìn)水端中心管22和產(chǎn)水端中心管21的周圍，相鄰的兩個(gè)進(jìn)水端膜盒31之間留有間隙形成氣液導(dǎo)流通道23b。進(jìn)水端膜盒31和產(chǎn)水端膜盒33與進(jìn)水端中心管22和產(chǎn)水端中心管21的連接方式，可以采用緊固螺釘連接，或是通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任意適合的連接方式連接固定，優(yōu)選采用以下連接方式進(jìn)水端膜盒31和產(chǎn)水端膜盒33采用卡扣方式與進(jìn)水端中心管22和產(chǎn)水端中心管21連接固定，即多個(gè)中空纖維膜元件30的進(jìn)水端膜盒31上的卡勾與進(jìn)水端中心管22上的卡槽相互卡緊鎖死構(gòu)成進(jìn)水端頭27，多個(gè)中空纖維膜元件30的產(chǎn)水端膜盒33上的卡勾與產(chǎn)水端中心管21上的卡槽相互卡緊鎖死構(gòu)成產(chǎn)水端頭26。圖4為本實(shí)用新型中空纖維膜元件30的立體圖。如圖4所示，中空纖維膜元件30由進(jìn)水端膜盒31、進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32、產(chǎn)水端膜盒33、產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34以及固定在進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34之間的多根中空纖維膜絲35組成，每個(gè)進(jìn)水端膜盒31內(nèi)部還設(shè)有多個(gè)氣液導(dǎo)流孔23a。中空纖維膜元件30的進(jìn)水端膜盒31和產(chǎn)水端膜盒33截面形狀是扇形、圓形或多邊形，其材料為UPVC材料、ABS材料或不銹鋼材料；進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34的材料采用環(huán)氧樹(shù)月旨、聚氨酯或硅橡膠體。由上述可知，進(jìn)水端膜盒31內(nèi)部設(shè)有的多個(gè)氣液導(dǎo)流孔23a可以讓進(jìn)水端膜盒31內(nèi)部中空纖維膜絲35分布密疏均勻，大大提高了中空纖維膜絲的抗污染能力和清洗效果，延長(zhǎng)了該柱式中空纖維膜組件10的整體使用壽命；氣液導(dǎo)流通道23b因有相鄰的兩個(gè)進(jìn)水端膜盒31上的側(cè)壁作為支撐使得該柱式中空纖維膜組件10的進(jìn)水端頭27整體強(qiáng)度得到加強(qiáng)，中空纖維膜絲35之間粘接強(qiáng)度也得到了加強(qiáng)。在使用時(shí)，由于每個(gè)中空纖維膜元件30都相互獨(dú)立，即使局部中空纖維膜絲35出現(xiàn)損壞只需替換該中空纖維膜絲35所在的中空纖維膜元件30，無(wú)需報(bào)廢整支柱式中空纖維膜組件10，大大減少了資源浪費(fèi)，降低了投入成本。在生產(chǎn) 時(shí)，將中空纖維膜絲35固定在專用支架上，確定中空纖維膜絲35的長(zhǎng)度，切除多余部分并封堵其一端。固定進(jìn)水端膜盒31，將中空纖維膜絲35未封堵的一端裝填進(jìn)該膜盒內(nèi)，向進(jìn)水端膜盒31內(nèi)注入硬性樹(shù)脂和固化劑的混合物，等待至其固化形成硬性樹(shù)脂固定層后再次向進(jìn)水端膜盒31內(nèi)注入柔性樹(shù)脂和固化劑的混合物，靜置至樹(shù)脂固化形成柔性樹(shù)脂固定層，該柔性樹(shù)脂固定層和硬性樹(shù)脂固定層共同組成進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層32。固定產(chǎn)水端膜盒33，將中空纖維膜絲35已封堵的一端裝填進(jìn)該膜盒內(nèi)，向產(chǎn)水端膜盒33內(nèi)注入硬性樹(shù)脂和固化劑的混合物，等待至其固化形成硬性樹(shù)脂固定層后再次向產(chǎn)水端膜盒33內(nèi)注入柔性樹(shù)脂和固化劑的混合物，靜置至固化形成柔性樹(shù)脂固定層，該柔性樹(shù)脂固定層和硬性樹(shù)脂固定層共同組成產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34，至此中空纖維膜元件30澆注完成。切除中空纖維膜元件30的產(chǎn)水端膜盒33和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層34的端面直至中空纖維膜絲35露出內(nèi)部孔隙。將多個(gè)中空纖維膜元件30的產(chǎn)水端膜盒33上的卡勾分別插入產(chǎn)水端中心管21周圍的卡槽內(nèi)并卡緊鎖死行成產(chǎn)水端頭26，在產(chǎn)水端頭26上依次安裝密封墊25和上壓板24并用緊固螺釘19固定。將多個(gè)中空纖維膜元件30的進(jìn)水端膜盒31上的卡勾分別插入進(jìn)水端中心管22周圍的卡槽內(nèi)并卡緊鎖死行成進(jìn)水端頭27，至此中空纖維膜單元20組裝完成。將中空纖維膜單元20按照先進(jìn)水端頭27后產(chǎn)水端頭26的次序裝入膜殼11內(nèi)，在進(jìn)水端頭27上安裝下壓板17并用定位卡簧18固定。用緊固螺釘19分別將中空纖維膜單元20的進(jìn)水端頭27和產(chǎn)水端頭26固定在膜殼11內(nèi)，至此中空纖維柱式膜組件10生產(chǎn)完成。由上述所知，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的70%以上都是組裝過(guò)程，操作簡(jiǎn)單方便，可以大大提高生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型公開(kāi)的中空纖維柱式膜組件具有較高的抗污染能力和較長(zhǎng)的使用壽命，且替換成本低，可以在較惡劣的水質(zhì)條件下工作，產(chǎn)水量穩(wěn)定且水質(zhì)優(yōu)良，適用于大型反滲透治水系統(tǒng)的預(yù)處理。
權(quán)利要求1.一種柱式中空纖維膜組件(10)，包括膜殼(11)和固定在膜殼(11)內(nèi)的中空纖維膜單元(20)，在中空纖維膜單元(20)下部的膜殼(11)上設(shè)有進(jìn)水口( 12)和進(jìn)氣口( 14)，在中空纖維膜單元(20)上部的膜殼(11)上設(shè)有產(chǎn)水口(13)和濃縮液排放口(15);在中空纖維膜單元(20)上部的膜殼(11)內(nèi)設(shè)有濃縮液排放管(16)，其特征在于所述的中空纖維膜單元(20)包括多個(gè)中空纖維膜元件(30)、進(jìn)水端中心管(22)和產(chǎn)水端中心管(21);每個(gè)中空纖維膜元件(30 )由進(jìn)水端膜盒(31)、進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層(32 )、產(chǎn)水端膜盒(33 )、產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層(34)以及固定在進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層(32)和產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層(34)之間的多根中空纖維膜絲(35)組成，相鄰的兩個(gè)進(jìn)水端膜盒(31)之間留有間隙形成氣液導(dǎo)流通道(23b)，每個(gè)進(jìn)水端膜盒(31)內(nèi)部還設(shè)有多個(gè)氣液導(dǎo)流孔(23a);每個(gè)中空纖維膜元件(30)分別通過(guò)進(jìn)水端膜盒(31)和產(chǎn)水端膜盒(33)與進(jìn)水端中心管(22)和產(chǎn)水端中心管(21)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的一種柱式中空纖維膜組件(10)，其特征在于所述的中空纖維膜單元(20)通過(guò)上壓板(24)、密封墊(25)、下壓板(17)、定位卡簧(18)和多個(gè)緊固螺釘(19)固定在膜殼(11)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種柱式中空纖維膜組件(10)，其特征在于所述的中空纖維膜單元(20)由2 12個(gè)中空纖維膜元件(30)組成，呈圓周等間距排列或圓周非等間距排列。
4.如權(quán)利要求I所述的一種柱式中空纖維膜組件(10)，其特征在于所述的進(jìn)水端膜盒(31)和產(chǎn)水端膜盒(33)的截面形狀為扇形、圓形或多邊形。
5.如權(quán)利要求I所述的一種柱式中空纖維膜組件(10)，其特征在于所述的膜殼(11)外徑為90_至450mm。
6.如權(quán)利要求I所述的一種柱式中空纖維膜組件(10)，其特征在于所述進(jìn)水端膜盒(31)內(nèi)部氣液導(dǎo)流孔(23a)的數(shù)量為I個(gè)至6個(gè)，每個(gè)氣液導(dǎo)流孔(23a)截面面積是5mm2至 2000mm2。
專利摘要一種柱式中空纖維膜組件,包括膜殼和固定在膜殼內(nèi)的中空纖維膜單元，在中空纖維膜單元下部的膜殼上設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，在中空纖維膜單元上部的膜殼上設(shè)有產(chǎn)水口和濃縮液排放口，在中空纖維膜單元上部的膜殼內(nèi)設(shè)有濃縮液排放管；中空纖維膜單元包括多個(gè)中空纖維膜元件、進(jìn)水端中心管和產(chǎn)水端中心管。中空纖維膜元件由進(jìn)水端膜盒、進(jìn)水端樹(shù)脂澆注固定層、產(chǎn)水端膜盒、產(chǎn)水端樹(shù)脂澆注固定層以及固定在兩樹(shù)脂澆注固定層之間的多根中空纖維膜絲組成，相鄰的兩個(gè)進(jìn)水端膜盒之間留有間隙形成氣液導(dǎo)流通道，每個(gè)進(jìn)水端膜盒內(nèi)部還設(shè)有多個(gè)氣液導(dǎo)流孔；每個(gè)中空纖維膜元件分別通過(guò)進(jìn)水端膜盒和產(chǎn)水端膜盒與進(jìn)水端中心管和產(chǎn)水端中心管相連。
文檔編號(hào)C02F1/44GK202778284SQ20122035516
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者林亞凱, 徐大明, 趙杰, 王大新, 田野 申請(qǐng)人:北京賽諾膜技術(shù)有限公司