專利名稱：一種柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及用于水處理的柱式中空纖維膜元件，特別是一種分束脈動(dòng)型的柱式中空纖維膜元件。背景技術(shù)：
[0002]近年來隨著膜行業(yè)的發(fā)展，膜技術(shù)的應(yīng)用越來越多的引起人們的關(guān)注。中空纖維膜組件因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如裝填密度大、自支撐體系等已被廣泛的應(yīng)用于污水處理、廢水回用等諸多領(lǐng)域。但特別對(duì)于高濁度的水處理應(yīng)用中，不可避免會(huì)出現(xiàn)膜污染問題及膜元件污堵，影響元件過濾效率和使用壽命。因此，降低膜污染及膜元件的抗污堵性、提高膜元件的過濾效率、延長其使用壽命、改善元件內(nèi)水流均勻性、特別是濾芯部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)日益受關(guān)注。[0003]現(xiàn)有的外壓柱式中空纖維膜元件中的濾芯一般有兩種結(jié)構(gòu)形式一種為雙端澆注，即具有出水端樹脂固定層和進(jìn)水端樹脂固定層，且至少有一端開口 ；另一種為通過U形單端開口澆注，形成出水端樹脂固定層。這兩種結(jié)構(gòu)存在以下實(shí)施缺陷[0004]第一、雙端水澆注型濾芯的兩端分別是進(jìn)水端樹脂固定層和出水端樹脂固定層， 中空纖維膜膜絲固定在其間，因此使用時(shí)極易對(duì)膜絲根部造成損傷，大大降低了膜元件的使用壽命。[0005]第二、對(duì)于雙端固定的外壓式膜元件而言，纖維間水流道較狹窄，極易形成死角， 容易導(dǎo)致堵塞，堵塞后的膜元件將不可恢復(fù)，直接影響其使用壽命。[0006]第三、對(duì)于U形單端澆注濾芯，其膜絲內(nèi)部水流道彎曲，當(dāng)受到水流剪切作用和水流沖擊應(yīng)力集中影響時(shí)，會(huì)明顯降低膜元件的使用壽命。[0007]第四、無論是雙端澆注還是單端澆注的濾芯，在澆注樹脂時(shí)，由于聚合物的爬桿效應(yīng)會(huì)使得樹脂沿纖維絲外壁爬升，澆注工序完成后纖維絲明顯變脆，而固化后的樹脂固定層的高度會(huì)低于樹脂沿纖維絲外壁爬升的高度，加劇了纖維絲根部脆化。這樣當(dāng)纖維絲在使用中出現(xiàn)晃動(dòng)時(shí)，其根部易折斷，不但直接影響膜元件的使用壽命，而且產(chǎn)品難以保證出水水質(zhì)。[0008]針對(duì)上述問題，有大量專利或?qū)＠暾?qǐng)或通過優(yōu)化膜組件澆注方法、或通過改變組件端頭的設(shè)計(jì)、流道設(shè)計(jì)等在一定程度上提高了中空纖維膜絲的耐污染性，延長了組件的使用壽命和運(yùn)行周期。例如中國專利申請(qǐng)200510015346. X、200910110831. 3或ZL 200520027729. 4公開的采用在中空纖維根部實(shí)施二次澆注形成保護(hù)層，以防止纖維膜的破損，提高了出水質(zhì)量和膜元件的使用壽命。但是，由于其膜元件制備和設(shè)計(jì)優(yōu)化繁瑣復(fù)雜， 不能很好的兼顧膜元件的維護(hù)保養(yǎng)和膜絲的耐污染，以及整套膜過濾裝置的產(chǎn)水質(zhì)量。[0009]又例如美國專利申請(qǐng)US5248424公開了一種在集水基板之間設(shè)置拱形無殼、無約束的中空纖維膜組件，使膜絲呈浮游狀態(tài)，可自由擺動(dòng)。該技術(shù)能夠提高膜絲的自由度、改善了水處理性能，但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)浮游狀態(tài)的膜絲會(huì)呈大幅面屏幕狀，會(huì)使得膜絲受力不均勻，也會(huì)影響膜組件的使用壽命和產(chǎn)水水質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容[0010]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)在技術(shù)的缺陷，提供一種排污清洗更方便、抗污染能力更強(qiáng)、布水布?xì)飧鶆?、出水效果理想的柱式中空纖維膜元件。[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供一種柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件， 包括柱式殼體4、安裝在所述柱式殼體內(nèi)的中空纖維膜濾芯3、處于所述殼體下端的用于進(jìn)水進(jìn)氣的進(jìn)水管8、處于所述殼體上端的濃水連接管2和上端蓋1，在所述柱式殼體4中央沿長度方向設(shè)有支撐管5。所述殼體下部設(shè)有可形成均勻分布的濾芯過濾單元和均勻的布水布?xì)鈫卧木P6，所述均化盤6有氣水分布孔，在所述均化盤6上部設(shè)有多個(gè)滑動(dòng)體 7，所述滑動(dòng)體7的一端伸入氣水分布孔中與氣水分布孔滑動(dòng)連接，可在氣水分布孔內(nèi)上下移動(dòng)。另一端固定中空纖維膜絲束，每一束中空纖維膜絲束之間是相互獨(dú)立的。這樣，通過滑動(dòng)體7固定中空纖維膜絲束的設(shè)計(jì)使得膜絲束在這一端能夠隨水流、氣流作用，形成若干束可分束脈動(dòng)的滑動(dòng)單元。隨水流、氣流作用，呈脈動(dòng)狀態(tài)。所述中空纖維膜絲束的另一端固定在所述殼體上端的出水端。[0012]在本實(shí)用新型中，根據(jù)GB/T 20103-2006膜分離技術(shù)術(shù)語，所述膜元件是指由膜、 膜支撐體、流道間隔體、帶孔的中心管等構(gòu)成的膜分離單元。[0013]根據(jù)上述柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，所述均化盤上的氣水分布孔是雙層排布的。這樣，在滑動(dòng)體的配合下，膜絲束的端部在高度方向下也呈兩層均勻分布，布水布?xì)飧鶆?。通過這種二次配水配氣結(jié)構(gòu)，能保證了配水和配氣的均勻性，及元件的抗沖擊性。[0014]更優(yōu)選地，每層氣水分布孔在所述均化盤6徑向方向上交錯(cuò)，形成水體的均布作用，有效消除了管直接布水形成的不均勻與短流。[0015]根據(jù)上述柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件的另一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，中空纖維膜絲束膠裝固定在滑動(dòng)體7中。[0016]本實(shí)用新型的柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件由于采用集散型設(shè)計(jì)而具有下述有益效果[0017]1、中空纖維膜絲采用了分散束裝、單端整體脈動(dòng)的設(shè)計(jì)，因此制造時(shí)更容易調(diào)整膜組件內(nèi)部中空纖維膜的長短，使元件形式和制作工藝簡單化；[0018]2、區(qū)別于現(xiàn)有的澆注型中空纖維膜絲，本實(shí)用新型的濾芯中的膜絲為若干獨(dú)立束，束間保持一定的空間，使得布水布?xì)飧鶆?，水流通過更順暢，有效減少污染物淤積量， 方便清洗與恢復(fù)。[0019]3、區(qū)別于傳統(tǒng)的進(jìn)水形式，元件進(jìn)水呈立體層狀分布、交錯(cuò)布置，進(jìn)水、布?xì)飧鼮榫鶆?，有利于保持良好的出水水質(zhì)。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的元件縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；[0021]其中1、上端蓋；2、濃水連接管；3、濾芯；4、殼體；5、支撐管；6、均化盤；7、滑動(dòng)體；8、進(jìn)水管。
具體實(shí)施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說明。本實(shí)施例用于說明縱向設(shè)置、從下方供水上方出水的膜元件，但不用于限制本實(shí)用新型的范圍。[0023]縱向安裝的柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件包括柱式殼體4、安裝在所述柱式殼體內(nèi)的中空纖維膜濾芯3、處于所述殼體下端的進(jìn)水管8、處于所述殼體上端的濃水連接管 2和上端蓋1，以及起到支撐固定作用的的支撐管5。[0024]雙層排布的均化盤6位于殼體下部，與進(jìn)水管8相通。均化盤上環(huán)形交錯(cuò)地設(shè)置了氣水分布孔共18個(gè)，滑動(dòng)體7的一端外徑與氣水分布孔的內(nèi)徑相匹配。這樣，滑動(dòng)體7的一端能夠伸入氣水分布孔中，在氣水分布孔內(nèi)上下滑動(dòng)?；瑒?dòng)體7另一端用于膠裝固定中空纖維膜絲束，本實(shí)施例的中空纖維膜材料為聚偏二氟乙烯超濾膜，內(nèi)外徑為0. 7mm/l. 3mm, 平均孔徑為0. 02 μ m。這樣，沿柱式殼體高度方向有18束中空纖維膜絲束，它們之間是相互獨(dú)立的。由于滑動(dòng)體7在氣水分布孔內(nèi)可上下移動(dòng)，因此中空纖維膜絲束在這一端能夠隨水流、氣流作用形成分束脈動(dòng)單元。而每一束中空纖維膜絲束的另一端則固定在殼體上端的出水端。[0025]與現(xiàn)有的膜元件相比，本實(shí)施例制作工藝簡單。由于采用了獨(dú)立束的膜絲，束間能夠保持一定的空間，使得布水布?xì)飧鶆?，水流通過更順暢，有效減少污染物淤積量，方便清洗與恢復(fù)。柱式機(jī)構(gòu)元件進(jìn)水呈立體層狀分布、交錯(cuò)布置，進(jìn)水、布?xì)飧鼮榫鶆?，有利于保持良好的出水水質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件，包括柱式殼體G)、安裝在所述殼體內(nèi)的中空纖維膜濾芯(3)、處于所述殼體下端的進(jìn)水管(8)、處于所述殼體上端的濃水連接管(2) 和上端蓋(1)，在所述殼體中央沿長度方向設(shè)有支撐管(5)，其特征在于在所述殼體下部設(shè)有均化盤(6)，所述均化盤有氣水分布孔，在所述均化盤(6)上部設(shè)有多個(gè)滑動(dòng)體(7)，所述滑動(dòng)體(7)的一端伸入氣水分布孔中與氣水分布孔滑動(dòng)連接，另一端固定中空纖維膜絲束；所述中空纖維膜絲束的另一端固定在所述殼體上端的出水端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件，其特征在于氣水分布孔在所述均化盤(6)徑向方向上交錯(cuò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件，其特征在于中空纖維膜絲束膠裝固定在滑動(dòng)體(7)中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種柱式分束脈動(dòng)型中空纖維膜元件，包括柱式殼體(4)、中空纖維膜濾芯(3)、進(jìn)水管(8)、濃水連接管(2)和上端蓋(1)，所述殼體下部設(shè)有均化盤(6)，所述均化盤有氣水分布孔，在均化盤(6)上部設(shè)有多個(gè)滑動(dòng)體(7)，所述滑動(dòng)體(7)的一端伸入氣水分布孔中與氣水分布孔滑動(dòng)連接，另一端固定中空纖維膜絲束。與現(xiàn)有的膜元件相比，本實(shí)施例制作工藝簡單。由于采用了獨(dú)立束的膜絲，束間能夠保持一定的空間，使得布水布?xì)飧鶆?，水流通過更順暢，有效減少污染物淤積量，方便清洗與恢復(fù)。柱式機(jī)構(gòu)元件進(jìn)水呈立體層狀分布、交錯(cuò)布置，進(jìn)水、布?xì)飧鼮榫鶆?，有利于保持良好的出水水質(zhì)。
文檔編號(hào)B01D61/18GK202283454SQ20112039128
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者吳強(qiáng), 張繼昌, 文劍平, 陳亦力 申請(qǐng)人:北京碧水源膜科技有限公司