專利名稱：一種外壓式中空纖維膜組件及使用方法
一種外賦中空辯隹膜組件及l(fā)頓方法 駄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種中空纟衫iH組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其^ffl方法，尤^^及^:尺寸外ffi^中 空辦鵬膽戯其頓方法。
背景獄
膜fe^^h膨己六"H^館國(guó)際，勃開(kāi)M^的一項(xiàng)J^f斗的新技術(shù)領(lǐng)域，由于 其具有常溫下操作，無(wú)相恭變化，有明顯節(jié)能效果，^過(guò)程不產(chǎn)生污染，被凈化的介 質(zhì)可回用等特點(diǎn)，因此在M:oik領(lǐng)域得到迅速的mr和應(yīng)用。隨著膜技術(shù)在化工、 生化制藥、食品飲料、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，市場(chǎng)對(duì)大尺寸中空 纖維膜組件的需求也越來(lái)越多。但是，對(duì)于外壓式中空纟形M組件，隨著膨且件直徑 和長(zhǎng)度尺寸的增大，鄉(xiāng)體分布均勻傲隹度也相應(yīng)增大，尤其是，對(duì)于外壓式中空辨隹 膜，有效的清洗淑呈中一MP包含有空氣衞3fe3i程，要求清洗空氣 組件殼內(nèi)盡可能 均勻分布/f鈔卜壓中空飛M^均勻抖動(dòng),實(shí)現(xiàn)予鵬月盼凊洗5媒。如圖i，目前:oik^的 ^^且件大多翻4M組件下端^g氣^aA口l，上側(cè)口排出口2，上端口鵬開(kāi)孔，出 濾過(guò)液3的方式。鄉(xiāng)組件的下澆鑄端4上，如圖2， m^t^閉，在澆鑄環(huán)^f脂5 上開(kāi)有多個(gè) L6，作為氣MAM組件的流道。但這種m單端出水的方5W膜組件的產(chǎn) 7K識(shí)喊艮大，微結(jié)果表明，當(dāng)鵬被大于1.5米時(shí)，鵬被^MM著，如當(dāng)鵬 內(nèi)徑為0.6mm、長(zhǎng)度為L(zhǎng)8米時(shí)，兩端出水的^^且件產(chǎn)7權(quán)*^比 出水膜組件的產(chǎn)7訌量 高出50 100%，因此，有必要進(jìn)1開(kāi)發(fā)兩端出水的娜卜賦中空辨繊組件及細(xì) 應(yīng)的艦工藝施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是麟一種產(chǎn)水量大，清洗效果好的夕卜壓式中空辯鵬
4組件。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方泉所繊組件的上端設(shè)有第一進(jìn)出水口和第一環(huán)
脂體，戶;ffM組件的下端設(shè)有第二駐出水口和第二環(huán)氧樹(shù)脂體，戶;f^組件中的中 空纖維膜絲的上下兩端分別被固定并分別與第一進(jìn)出水口和第二進(jìn)出水口接通，所述第 二環(huán)氧樹(shù)脂體中埋設(shè)有流體分配件，所述流體分配件設(shè)有暴露在第二環(huán),脂體上 表面的流體分配 l，流體分配件與外界流體源連通。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案:
本發(fā)明微的膜組件可以實(shí)5妙卜賦中空辨隹膜組件兩端出水，氣液分布均勻，可以將
污泥Mima件中低位排出，并易于實(shí)5i^加工，滿足大尺寸m^且ft^的需要。
本發(fā)明Ht共的膜組件可以實(shí)S^卜賦中空辯繊組件兩端出7K，氣液分布均勻，可以
將污泥纖組件中低位排出，并易于實(shí)現(xiàn)妒加工，滿足大直徑、長(zhǎng)度的夕卜壓式中空纖 繊組件及細(xì)應(yīng)的艦工藝方法。
根據(jù)J^本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、先隨方法別頓工2^法，可以取得如下效果
1、 M組件下端的環(huán)^M脂層中iiA流體分配件，^M:濾時(shí)，原液分布均勻。
2、 ffi^組件下端的環(huán)Wf脂層中ax氣液分配件，^Mi件的空氣清冼時(shí)，清^ 流,膨卜殼內(nèi)均勻分布，提高清微率。
3、 鄉(xiāng)組件下端的環(huán)綱旨層中ax氣液分配件， 了環(huán)翻旨的用量，從而減 少了環(huán)氧樹(shù)脂麟和在環(huán)氧樹(shù)i旨中形成氣泡的可能性。通常在澆鑄大,組件時(shí)，為防
止環(huán)糊脂^^環(huán)氧樹(shù)脂中形成氣泡，需要減少環(huán),脂固化劑的配比，結(jié)果會(huì)導(dǎo) 致固化后的環(huán),脂繊、3驢下降、化對(duì)急定性下降。
4、 由于設(shè)置了氣液分配件，從而實(shí)現(xiàn)了膜組件在氣液均勻分布的同時(shí)，實(shí)i鵬組件 兩端出水，大大提高膜組件的過(guò)^i力效，并可以帝怖長(zhǎng)度更大的外賦中空辦tMa件。
5、 可以實(shí)mxt膜組件更為徹底的清洗，延長(zhǎng)膜組件的過(guò)濾-清洗周期，進(jìn)一步提 高效率。
本發(fā)明另 一個(gè)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種中空鄉(xiāng)形Ui組件的i^ffl;^法，能 夠?qū)δそM件進(jìn)行更為徹底的清洗，延長(zhǎng)膜組件的過(guò)濾-清洗周期。為此，本發(fā)明采用 以下技術(shù)方案它由過(guò)濾、氣水雙洗、下水進(jìn)上排反洗，上水進(jìn)下排反洗、下排污5個(gè)過(guò)程構(gòu)成一個(gè)過(guò)濾-清洗周期。由于采用上述技術(shù)方案，能夠?qū)χ锌锗l(xiāng)^i)t 絲進(jìn)行雙向、 t冼，清洗徹底，延長(zhǎng)膜組件的過(guò)濾-清洗周期，使得在水處理中能夠應(yīng) 用"feg更大的外ffi^中空辦i^且件。


圖i是現(xiàn)有的膜組件縱向剖面蔬圖。
圖2是現(xiàn)有的膜組件端面g圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中，膜組件結(jié)構(gòu)満圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中，膜組件的下端結(jié)構(gòu)俯視圖。 圖5為膜組ft^ffl工藝^f呈示意圖。 圖6為有直筒外離組件結(jié)構(gòu)j頓方法示意圖。
圖7為^i:筒外纖組件結(jié)構(gòu)與j頓方法示意圖。
參照?qǐng)D1和2?，F(xiàn)有的膜組件中，原液與清洗空氣由膜組件下端口la進(jìn)入，在端面 4a處，鄉(xiāng)M^端澆鑄的環(huán)mM脂5a上的^it6aaAM組件，排出液和排出氣體由膜組 件上側(cè)口2a排出，濾過(guò)液由Ma件上端口3a流出。
參照附圖3、 4。它以有直筒外殼的膜組件為例。夕卜殼16的上端澆^W第1,脂 體9，外殼16的下端澆棘第 脂體12，外殼中設(shè)有膜組件中的中空鄉(xiāng)^自8，
戶;f^^且件中的中空辦M^的上下兩端分別被固定綠一環(huán),脂體9和第綱
月旨體12，外殼在第一環(huán)糊脂體9 ;ti:和第二環(huán)糊脂體16之下分別雜第一罩殼21 和第二罩殼22。本發(fā)明為雙端出7K方式，第一罩殼21設(shè)有第H4出水口3，第二罩殼22
設(shè)有第出水口 7，皿中空辨鵬絲8的上端和下端分別與第na出水口 3和第
出水口 7擦通，中空纖維膜絲8的上端和下端濾過(guò)液分別M二駐出水口 3和第出水口7流出，同時(shí)，第"Ta出水口3和第出水口7也作為反洗時(shí)的5i7K口。
殼體16在第一環(huán)WT脂體9之下設(shè)有排出液和排出氣體出口 2，戶;M第一環(huán)^w脂 體戰(zhàn)設(shè)難絲鵬《尉戶套10，戶腿中空飛tJ^的上端與膜絲鵬做錢(qián)接，鵬 接頭凝設(shè)有分布孔ll。
本發(fā)明膜組件結(jié)構(gòu)特征在于膜組件的下端結(jié)構(gòu)。如圖3戶B， ff^Bz^,脂體 中埋設(shè)有流體分配件，其上設(shè)有暴露在第二環(huán)ft^脂體上表面的氣、液流出分配孔 15，流體分配件與外界流體源連通。流體分配件使待濾的液體，或者在清洗時(shí)， 使清洗液和氣體在膜組件,面上，均勻地被排出，從而提高過(guò)濾效$^# [果、使 系^it轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定。流體分配件可以是一個(gè)整體或者幾個(gè)零件連接而成，本實(shí)施例 中，流體分配件采用的是由分布管敏13和分布管14艦，分布管14MMT糊勻 分 分布管接頭13周圍并與其插擬占結(jié)，所述分布管接頭與外界流體源相通。第二罩 殼22上設(shè)有進(jìn)出口 1，分布^M1M^接管17與進(jìn)出口 1連通，進(jìn)出口 1與外界流體 源相通，清洗時(shí)，原液與、離空氣也由進(jìn)出口liSA。
由于流體分配件由分布管14與分布管接頭13插擬占接，可以分別制作分布管14 與分布管接頭13的模具，大幅,躲費(fèi)用，且易于加工。
為M^流體分配件^J^且件澆鑄端的縱向!ft^面積，如圖4,戶皿分布管14*纖面 早卜壁和下壁為，、側(cè)壁為長(zhǎng)度、長(zhǎng)度大于 的長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬之比為8: 1 3: 1。 這樣，在保證分布管具有足夠截面積的情況下，可以控制分布管縱向TO面積在第二環(huán) 糊脂條鑄橫斷面J^f占的比例。如圖戶麻，氣、液流出分配孔15位于分布管14 上壁的中間，單排孔，朝上，有利于微,，防適絲被沖斷。在分布接頭上方同樣 設(shè)置有氣、液流出分配孔15。氣、液流出分配孔15直徑為l 5mm。
根據(jù)膜組件直徑大小，分布管14 i[fi相應(yīng)不同，如對(duì)于3英寸的膜組件，分布管的 驢可以為24個(gè)，對(duì)于6英寸^a件，分布管數(shù)量可為3 6個(gè)，對(duì)于8英寸^^且件， 分布管數(shù)量可為4 8個(gè)。分布管的^t截面積之和應(yīng)與膜組件入口即進(jìn)出口 1的^t截
面積相當(dāng)，二者之比為1 1.5。分布管的、^i截面積之和為分布管數(shù)量乘以分布管內(nèi)管長(zhǎng) 以分布管內(nèi)管寬度。
流體分配件 組件的縱向,面積應(yīng)不^31澆鑄斷面的25%，否貝險(xiǎn)導(dǎo)gcm絲可 裝土饊量M^， ME組^^卜殼內(nèi),的裝i微量不軎腿撮佳裝i纖量。
戶;M氣、液流出分配孔15與第Wt脂體上表面^F。使得膜組件具有S躬功
能，在箭冼時(shí)，可以將鵬根^^BM;低4站咄膜組件。
制造時(shí)，首先將,M微套10固定娜組件上端筒上、將流體分配件固定娜 組件下端筒上；然后將中空纟刊iE^ 8 ^AM組ft^卜殼，鵬上端收# 組件上端的 膜絲麵跟套筒中，膜絲下端分束從流體分配件外穿過(guò)，最后灌A^寸端環(huán)糊旨，澆 鑄成中空飛鵬組件。
細(xì)本發(fā)明的夕卜壓式中空辯隹膜組件結(jié)構(gòu)，可以制作兩種形式的膜組件 一種是如 以i^腿的帶有直筒外殼的膜組件，另一種是趙筒外殼的膜組件。有直筒外殼的膜組 件用于一般的膜分離裝置，有腿驅(qū)動(dòng)；趙筒外殼的膜組件用于浸沒(méi)式過(guò)濾， 一般為
負(fù)M吸，可用于膜生物as器中。
本發(fā)明^i共一種有直筒外殼的中空辨鵬組件的4頓工2^法。由過(guò)濾、，JO X洗、
下7jdSJl排反洗，下7KS下排反洗、下桐^5^1程構(gòu)成一僧濾-清鵬期。工藝淑呈
如圖5， ^^且件工藝結(jié)構(gòu)琉如圖6，閥門(mén)101所在的管路為原艦管，閥門(mén)103所在管 路為下端產(chǎn)水出管，閥門(mén)105為裔賠體進(jìn)管，閥門(mén)106所在的管路為污水排出管路， 它們均連接魏組件下口即進(jìn)出口 1。閥門(mén)102所在的管路為淞柳空氣排出管，閥門(mén) 104所在管路為上端產(chǎn)水出管。
結(jié)合膜組件工藝結(jié)構(gòu)示意圖6，對(duì)工藝淑呈圖5進(jìn)纟預(yù)明
狀態(tài)l，過(guò)濾打開(kāi)閥門(mén)101、 102、 103、 104,關(guān)閉閥門(mén)105、 106。原7j^由閥門(mén) 101 ^S件下口即進(jìn)出口 1 SAm組件，產(chǎn)7]<^~^出水口 3和第1出水口 7從閥 門(mén)103、 104流出，^7K由排出液和排出氣體出口 2從閥門(mén)102排出。機(jī)時(shí)間10 60 艦依體系過(guò)濾難易禾SSM定。
狀態(tài)2，氣7jO 又洗打開(kāi)閥門(mén)102、 103、 105，關(guān)閉閥門(mén)101、 104、 106。臓空氣
經(jīng)由闊門(mén)105纖組件下口即進(jìn)出口 i ax^組件，對(duì)外壓中空纖會(huì)M^S療清洗，氣量鵬組件直徑大小而定，對(duì)于8英寸膜組件，將量可以為3 8Nm3/h。與此同時(shí)，反 ^7結(jié)5由閥門(mén)103 /，^4出水口 7反M7jC，水量鵬組件直徑大小而定，對(duì)于8英 寸膜組件，反^feK量可以為l 4m3/h。洗出污zKf口空氣由排出液和排出氣體出口2排出。 #^賣時(shí)間10 60秒，W^染嚴(yán)重禾號(hào)而定。
狀態(tài)3，下7K3ti:排反洗打開(kāi)閥門(mén)102、 103，關(guān)閉閥門(mén)IOI、 104、 105、 106。關(guān) 閉原液側(cè)下SS氣，僅由閥門(mén)103絲出水口 7產(chǎn)7K管反^7jC， 7jC量鵬組件直 徑大小而定，對(duì)于8英寸膜組件，反淑K量可以為4 10m3/h。洗出污水由排出液和排出 氣體出口2排出。機(jī)時(shí)間10 60秋 ^染嚴(yán)重禾^0定。
狀態(tài)4， ±7爐下排反洗打開(kāi)閥門(mén)102、 104、 106，關(guān)閉閥門(mén)IOI、 103、 105。由 閥門(mén)104處產(chǎn)7jC管反^4^,反^^量可以為4 10m3/h。洗出污水由M^且件下口即進(jìn) 出口 1經(jīng)閥門(mén)106和排出液和排出氣體出口 2排出。機(jī)時(shí)間10 60秒，依排出7乂干凈 程度而定。
狀態(tài)5下S的打開(kāi)閥門(mén)102、 106,關(guān)閉閥門(mén)IOI、 103、 104、 105。由自然重力的 作用，將膜組件中的污7K排盡，離時(shí)間0 60秒，依排出水、鵬時(shí)間而定。 然后，返回狀態(tài)l繼續(xù)過(guò)濾，由此循環(huán)進(jìn)行。 上述工藝^^呈可以iSM^程，實(shí)i!M分離^Si行的自動(dòng)控制。 本發(fā)明提供一種無(wú)直筒外殼的中空纖維膜組件的使用工藝方法，主要用于浸 沒(méi)式膜過(guò)濾過(guò)程，其工藝過(guò)程包括過(guò)濾、清洗l、清洗2三個(gè)環(huán)節(jié)，循環(huán)進(jìn)行。 膜組件工藝結(jié)構(gòu)示意如圖7，附圖標(biāo)號(hào)9、 8、 12、 17、 1、 7、 3、 103、 104所指與前述實(shí) 施例意義相同，閥門(mén)103、 104所在管路的用途也與前述實(shí)施例相同。閥門(mén)105所在的 管路用于進(jìn)氣。
如圖7，過(guò)濾狀態(tài)時(shí)，將膜組件垂直浸沒(méi)于欲分離液體中，通過(guò)閥門(mén)105控 制曝氣量，壓縮空氣由膜組件下口即進(jìn)出口 1進(jìn)入流體分配件12，然后在膜絲之 間實(shí)現(xiàn)鼓入壓縮空氣的均勻分布。過(guò)濾出的產(chǎn)水則由上下兩端的第"^S出水口 3 和第二進(jìn)出水口 7從閥門(mén)103、 104抽出。持續(xù)時(shí)間10 60分鐘，依體系過(guò)濾難易 程度而定。清洗1狀態(tài)時(shí)，壓縮空氣繼續(xù)由膜組件下口即進(jìn)出口 1進(jìn)入氣體分配件12， 同時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)103，打開(kāi)閥門(mén)104,反洗水由第^4出水口3進(jìn)入膜絲，進(jìn)行反 洗，持續(xù)時(shí)間10 120秒，依膜污染嚴(yán)重程度而定。
清洗2狀態(tài)時(shí)，壓縮空氣繼續(xù)由膜組件下口即進(jìn)出口 1進(jìn)入氣體分配件12, 同時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)104，打開(kāi)閥門(mén)103,反洗水由第Z3S出水口7進(jìn)入膜絲，進(jìn)行反 洗，持續(xù)時(shí)間10 120秒，依膜污染嚴(yán)重程度而定。
然后，返回過(guò)濾狀態(tài)繼續(xù)過(guò)濾，由此循環(huán)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1. 一種外壓式中空纖維膜組件，其特征在于所述膜組件的上端設(shè)有第一進(jìn)出水口和第一環(huán)氧樹(shù)脂體，所述膜組件的下端設(shè)有第二進(jìn)出水口和第二環(huán)氧樹(shù)脂體，所述膜組件中的中空纖維膜絲的上下兩端分別被固定并分別與第一進(jìn)出水口和第二進(jìn)出水口接通，所述第二環(huán)氧樹(shù)脂體中埋設(shè)有流體分配件，所述流體分配件設(shè)有暴露在第二環(huán)氧樹(shù)脂體上表面的流體分配孔，流體分配件與外界流體源連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種外壓式中空鄉(xiāng)f^Jl組件，，征在于流體分配件由分布管和分布管接頭粘接構(gòu)成，戶脫分布管均勻分布在分布管接頭周圍，所述分布管接 頭與外界流體源相通。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種外賦中空辦繊組件，辦征在于分布管的、^t截面積vt和與膜組件的原M口、Mm截面積相當(dāng)。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種外賦中空辨鵬組件，辦征在于戶脫分布管纖面^hll和下壁為寬度、側(cè)壁為長(zhǎng)度、長(zhǎng)度大于寬度的長(zhǎng)方形，分布管上的流體分配孔 處于分布管上壁的中間。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種外壓式中空辨IE組件，，征在于0f3i分布管的長(zhǎng) 度和，之比為8: 1 3: 1;流體分配件的縱向，面積不^1第11^ 脂^^鑄橫 斷面的25%。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種外壓式中空鄉(xiāng)衫隹膜組件，辦征在于B^f^流體分配孔與第二環(huán)ftM脂體上表面^FFo
7. 如權(quán)利要求l所述的一種外壓式中空纟形M組件，，征在于戶;f^第一環(huán),脂體戰(zhàn)設(shè)a^鵬微套a
8. 如權(quán)利要求l所述的一種外壓式中空辯Ma件，^ttffi在于它設(shè)有外殼，中空辨鵬處于外殼內(nèi)，戶;M第一環(huán)糊脂體和第二環(huán)禱脂體封閉砂卜殼的上端和下 端，外殼在第一環(huán),脂體;tJi和第二環(huán),脂體之下分別設(shè)有第一罩辯瞎二罩殼，戶;f^一罩殼和第二罩殼分別i^gB^—進(jìn)出水口和第出水口。
9.如權(quán)利要求1所述的一種外]5^中空辨隹膜組件，，征在于所述膜組件無(wú)外殼。
10.權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8或9戶誠(chéng)的中空纖纟鵬組件的{頓方法，其 特征在于它由過(guò)濾、氣水雙洗、下水進(jìn)上排反洗，上水進(jìn)下排反洗、下排污5 個(gè)過(guò)程構(gòu)成一個(gè)過(guò)濾-清洗周期。
全文摘要
本發(fā)明提供一種外壓式中空纖維膜組件。所述膜組件的上端設(shè)有第一進(jìn)出水口和第一環(huán)氧樹(shù)脂體，所述膜組件的下端設(shè)有第二進(jìn)出水口和第二環(huán)氧樹(shù)脂體，所述膜組件中的中空纖維膜絲的上下兩端分別被固定并分別與第一進(jìn)出水口和第二進(jìn)出水口接通，所述第二環(huán)氧樹(shù)脂體中埋設(shè)有流體分配件，所述流體分配件設(shè)有暴露在第二環(huán)氧樹(shù)脂體上表面的流體分配孔，流體分配件與外界流體源連通。本發(fā)明提供的膜組件可以實(shí)現(xiàn)外壓式中空纖維膜組件兩端出水，氣液分布均勻，可以將污泥從膜組件中低位排出，并易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工，滿足大尺寸膜組件生產(chǎn)的需要。本發(fā)明還提供該中空纖維膜組件的使用方法，能夠?qū)δそM件進(jìn)行更為徹底的清洗，延長(zhǎng)膜組件的過(guò)濾-清洗周期。
文檔編號(hào)B01D63/02GK101480581SQ200910095249
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者呂曉龍, 譚永文 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司;呂曉龍