申請日2014.11.04
公開(公告)日2015.03.04
IPC分類號C02F1/44; B01D63/02
摘要
本實用新型公開了一種水處理用膜分離設(shè)備，包括：具有下端頭和中空纖維膜束的中空纖維簾式膜組件、支撐下端頭的底座和與中空纖維簾式膜組件的產(chǎn)水口相連通的集水裝置;中空纖維膜束豎直排列，相鄰兩個中空纖維簾式膜組件之間有間隙，在間隙之間設(shè)置具有布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置，布?xì)庋b置與提供氣流的曝氣裝置相連通，布?xì)饪壮蛑锌绽w維膜束靠近下端頭的根部。布?xì)庋b置設(shè)置在相鄰兩個中空纖維簾式膜組件之間，布?xì)饪椎目卓诔蛑锌绽w維膜束的根部，孔口與膜束根部之間的距離較短，且二者之間沒有阻擋物，以較小的曝氣流量就可以有效避免膜絲根部積泥現(xiàn)象，提高膜分離設(shè)備的抗污染能力，并顯著提高膜組件的有效利用率以及膜分離設(shè)備產(chǎn)水能力的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求書
1.一種水處理用膜分離設(shè)備，包括：具有下端頭(12)和中空纖維膜束 (11)的中空纖維簾式膜組件(1)、用于支撐所述下端頭(12)的下端面的 底座(2)和與所述中空纖維簾式膜組件(1)的產(chǎn)水口相連通的集水裝置， 其特征在于，所述中空纖維膜束(11)豎直排列，相鄰兩個所述中空纖維簾 式膜組件(1)之間具有間隙，在所述間隙內(nèi)設(shè)置有具有布?xì)饪?4)的布?xì)?裝置(3)，所述布?xì)庋b置(3)與提供氣流的曝氣裝置相連通，所述布?xì)庋b 置(3)的布?xì)饪?4)孔口朝向所述中空纖維膜束(11)靠近所述下端頭(12) 的根部，相鄰兩個所述中空纖維簾式膜組件(1)的下端頭(12)之間的凈距 大于所述布?xì)庋b置(3)橫斷面上的最大寬度;所述布?xì)庋b置(3)的布?xì)饪?(4)所在位置的高度不低于所述下端頭(12)的下端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述下端 頭(12)為澆鑄型下端頭，所述布?xì)庋b置(3)的布?xì)饪?4)的孔口與所述 下端頭(12)的澆鑄端面之間的距離不大于50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述布?xì)?裝置(3)的布?xì)饪?4)的孔口到所述中空纖維膜束(11)根部的距離不大 于40mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，相鄰兩個 所述中空纖維簾式膜組件(1)之間的中心間距不大于80mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，每個所述 中空纖維簾式膜組件(1)的厚度均不大于60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，相鄰兩個 所述中空纖維簾式膜組件(1)的下端頭(12)之間的凈距為5～60mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述布?xì)?裝置(3)為穿孔管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿孔 管包括：
用于與所述曝氣裝置相連，且平行于所述下端頭(12)的水平管(31)， 所述水平管(31)高于所述下端頭(12)，所述布?xì)饪?4)開設(shè)在所述水平 管(31)靠近所述中空纖維簾式膜組件(1)的側(cè)邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述水平 管(31)與所述曝氣裝置通過與所述水平管(31)垂直相連的豎直管(32) 相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管的兩側(cè)均設(shè)置有多個所述布?xì)饪?4)，且所述穿孔管兩側(cè)的所述布?xì)饪?(4)關(guān)于所述穿孔管的軸線對稱布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管上的所述布?xì)饪?4)的大小均相同，且為直徑是1mm-8mm的圓孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管上的所述布?xì)饪?4)的孔口面積由所述穿孔管的中間向端部逐漸減小。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管上相鄰的布?xì)饪?4)之間的間距不大于100mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管為橫截面為圓環(huán)形的圓形直管，且所述穿孔管的外徑為5-50mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于，所述穿 孔管為橫截面為長方形的矩形直管，且長方形的短邊平行于水平面，并且長 度為5-50mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的水處理用膜分離設(shè)備，其特征在于， 所述中空纖維簾式膜組件(1)和所述布?xì)庋b置(3)都均勻排列，并且所述 水平管(31)的軸線與相鄰兩個所述中空纖維簾式膜組件(1)的下端頭(12) 的中心線等距。
說明書
一種水處理用膜分離設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種水處理用膜 分離設(shè)備。
背景技術(shù)
近年來由于膜科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展以及水處理技術(shù)的更新?lián)Q代，膜分離技 術(shù)和采用膜分離技術(shù)的膜分離設(shè)備越來越多地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。
在平板膜、管式膜以及中空纖維膜等幾種膜元件形式當(dāng)中，中空纖維膜 因為裝填密度大、成本低而得到了廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有中空纖維膜組件均普 遍存在一個問題：中空纖維膜絲根部積泥現(xiàn)象嚴(yán)重，而且一旦形成積泥又很 不容易清除，這樣降低了膜組件過濾的有效面積和過濾的均勻性，膜絲根部 膜污染的繼續(xù)發(fā)展和蔓延又會進(jìn)一步加劇過濾的不均勻性和有效過濾面積的 喪失，最終縮短整個膜組件的使用壽命。
在現(xiàn)有技術(shù)中，目前市場上利用中空纖維膜組件的膜分離設(shè)備在抑制膜 污染方面普遍采取的措施是在中空纖維膜組件的正下方設(shè)置穿孔曝氣管。如 圖1所示，在中空纖維膜組件的中空纖維膜絲01和中空纖維膜組件的下端頭 02的下方設(shè)置穿孔曝氣管03，從穿孔曝氣管03的出氣口04出來的氣流通常 為高強(qiáng)度曝氣氣流，通過高強(qiáng)度曝氣所形成的氣水二相流對中空纖維膜束進(jìn) 行水力沖刷，一方面可以達(dá)到曝氣的目的，另一方面還可以沖刷中空纖維膜 絲01以達(dá)到防止膜絲被污染的效果。這種技術(shù)雖然可以在一定程度上消除中 空纖維膜絲01所形成的中空纖維膜束中部的污染，但中空纖維膜束根部的水 流紊動性依然很差，中空纖維膜絲根部的積泥現(xiàn)象較為嚴(yán)重。尤其是當(dāng)中空 纖維膜束豎直放置時，由于氣水二相流在上升過程中被中空纖維膜束的下端 頭02所阻擋，因此，中空纖維膜組件下端頭02的澆鑄端面上積泥現(xiàn)象更為 嚴(yán)重。增大曝氣量雖然可以在一定程度上緩解中空纖維膜絲01的污染，但是 這種措施不但使得膜分離設(shè)備的運(yùn)行能耗顯著增高，而且中空纖維膜絲01根 部積泥現(xiàn)象仍然得不到有效解決。如果為了節(jié)約能耗而調(diào)小曝氣量，不但中 空纖維膜絲根部容易出現(xiàn)嚴(yán)重的積泥現(xiàn)象，而且膜分離設(shè)備內(nèi)部曝氣的不均 勻程度也容易加大，部分中空纖維膜組件容易因為曝氣沖刷強(qiáng)度不夠而出現(xiàn) 嚴(yán)重的膜污染，從而使得膜分離設(shè)備內(nèi)部中空纖維膜組件的有效利用率降低， 進(jìn)而從整體上降低膜分離設(shè)備的實際產(chǎn)水能力，縮短膜分離設(shè)備的實際使用 壽命。
對于需要了解的現(xiàn)有技術(shù)，也可以參考使用公開號為CN101254977、 CN101234819、CN101288828、CN101250003、CN101254410的專利文件。對 于一些專業(yè)術(shù)語的解釋，也可以參考上述專利文獻(xiàn)。
因此，如何以較低的曝氣量，既有效消除中空纖維膜絲根部積泥問題， 又提高膜分離設(shè)備內(nèi)部中空纖維膜組件的有效利用率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目 前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型提供了一種水處理用膜分離設(shè)備，以有效消除中 空纖維膜絲根部積泥問題，并且既顯著提高膜分離設(shè)備內(nèi)部中空纖維膜組件 的有效利用率以及整個膜分離設(shè)備的空間利用率，又降低膜分離設(shè)備的運(yùn)行 能耗。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：
一種水處理用膜分離設(shè)備，包括：具有下端頭和中空纖維膜束的中空纖 維簾式膜組件、用于支撐所述下端頭的下端面的底座和與所述中空纖維簾式 膜組件的產(chǎn)水口相連通的集水裝置，其中，所述中空纖維膜束豎直排列，在 相鄰兩個所述中空纖維簾式膜組件之間形成有間隙，在所述間隙之間設(shè)置有 具有布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置，所述布?xì)庋b置與提供氣流的曝氣裝置相連通，所述 布?xì)庋b置的布?xì)饪卓卓诔蛩鲋锌绽w維膜束靠近所述下端頭的根部，相鄰 兩個中空纖維簾式膜組件的下端頭之間的凈距大于所述布?xì)庋b置橫斷面上的 最大寬度;且所述布?xì)庋b置的布?xì)饪姿谖恢玫母叨炔坏陀谒鱿露祟^的下 端面。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述下端頭為澆鑄型下端頭， 所述布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目卓谂c所述下端頭的澆鑄端面之間的距離不大于 50mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目卓?到所述中空纖維膜束根部的距離不大于40mm，更優(yōu)選為不大于20mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述相鄰兩個中空纖維簾式膜 組件之間的中心間距不大于80mm，更優(yōu)選為不大于60mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，每個所述中空纖維簾式膜組件 的厚度均不大于60mm，更優(yōu)選為不大于40mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述相鄰兩個中空纖維簾式膜 組件的下端頭之間的凈距為5～60mm，更優(yōu)選為10～40mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述布?xì)庋b置為穿孔管。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管包括：
用于與所述曝氣裝置相連，且平行于所述下端頭的水平管，所述水平管 高于所述下端頭，所述布?xì)饪组_設(shè)在所述水平管靠近所述中空纖維簾式膜組 件的側(cè)邊。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述水平管與所述曝氣裝置通 過與所述水平管垂直相連的豎直管相連。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管的兩側(cè)均設(shè)置有多 個所述布?xì)饪�，且所述穿孔管兩�?cè)的所述布?xì)饪钻P(guān)于所述穿孔管的軸線對稱 布置。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管上的所述布?xì)饪椎?大小均相同，且為直徑是1mm-8mm的圓孔。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管上的所述布?xì)饪椎?孔口面積由所述穿孔管的中間向端部逐漸減小。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管上相鄰的布?xì)饪字?間的間距不大于100mm，更優(yōu)選為不大于50mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管為橫截面為圓環(huán)形 的圓形直管，且所述穿孔管的外徑為5-50mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述穿孔管為橫截面為長方形 的矩形直管，且長方形的短邊平行于水平面，并且長度為5-50mm。
優(yōu)選地，上述的水處理用膜分離設(shè)備中，所述中空纖維簾式膜組件和所 述布?xì)庋b置都均勻排列，并且所述水平管的軸線與相鄰兩個中空纖維簾式膜 組件的下端頭的中心線等距。
經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型公開了一種水 處理用膜分離設(shè)備，包括：具有下端頭和中空纖維膜束的中空纖維簾式膜組 件、用于支撐下端頭的下端面的底座和與中空纖維簾式膜組件的產(chǎn)水口相連 通的集水裝置，中空纖維膜束豎直排列，在相鄰兩個中空纖維簾式膜組件之 間形成有間隙，在該間隙之間設(shè)置有具有布?xì)饪椎牟細(xì)庋b置，布?xì)庋b置與提 供氣流的曝氣裝置相連通，布?xì)庋b置的布?xì)饪壮蛑锌绽w維膜束靠近下端頭 的根部，且布?xì)庋b置的布?xì)饪姿谖恢玫母叨炔坏陀谒鱿露祟^的下端面。 本實用新型將布?xì)庋b置設(shè)置在相鄰兩個中空纖維簾式膜組件之間，布?xì)庋b置 的軸線與中空纖維簾式膜組件下端頭的軸線相平行，布?xì)庋b置的布?xì)饪籽刂?中空纖維簾式膜組件下端頭的長邊方向均勻布置，布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目卓?與中空纖維膜束的根部之間保持較短的距離，并且將布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目?口朝向中空纖維膜束靠近下端頭的根部。通過上述設(shè)置，本實用新型與現(xiàn)有 技術(shù)相比可取得以下有益的技術(shù)效果：
首先，由于本實用新型中布?xì)庋b置的布?xì)饪椎目卓谥苯映蛑锌绽w維膜 束靠近下端頭的根部，孔口與膜束根部之間的距離較短，并且布?xì)饪姿谖?置的高度不低于下端頭的下端面，即二者之間沒有任何阻擋物，這樣即便以 較小的曝氣流量，也可以使得從布?xì)庋b置的布?xì)饪讛U(kuò)散出來的氣流以較高的 流速對中空纖維膜絲根部進(jìn)行高強(qiáng)度沖刷，顯著提高了中空纖維膜束根部的 水流紊動性，有效避免了中空纖維膜絲根部積泥現(xiàn)象的發(fā)生，從布?xì)庋b置擴(kuò) 散出來的高速氣流在完成對中空纖維膜束根部的沖刷之后，將繼續(xù)向上流動， 繼續(xù)對中空纖維膜束其他部位進(jìn)行沖刷，從而有效抑制膜污染的發(fā)展，顯著 提高了膜分離設(shè)備的抗污染能力。
同時，本實用新型在每兩個相鄰的中空纖維簾式膜組件之間的間隙內(nèi)均 設(shè)有布?xì)庋b置，使得膜分離設(shè)備內(nèi)部每個中空纖維簾式膜組件都能得到從布 氣裝置擴(kuò)散出來的氣流的有效擦洗，顯著提高膜分離設(shè)備內(nèi)部氣體擦洗的均 勻性，從而顯著提高膜分離設(shè)備內(nèi)部中空纖維簾式膜組件的有效利用率，避 免現(xiàn)有技術(shù)普遍存在的由于膜分離設(shè)備內(nèi)部曝氣的不均勻而導(dǎo)致膜組件有效 利用率降低、進(jìn)而降低膜分離設(shè)備實際產(chǎn)水能力并縮短其實際使用壽命的問 題。
其次，隨著對膜絲根部積泥現(xiàn)象的有效抑制以及膜分離設(shè)備內(nèi)部曝氣均 勻性、膜組件有效利用率的顯著提高，本實用新型僅需要較低的曝氣強(qiáng)度就 可以有效抑制膜污染的發(fā)展，維持膜分離設(shè)備產(chǎn)水能力的穩(wěn)定，從而節(jié)省了 膜分離設(shè)備的運(yùn)行能耗。
此外，本申請的膜分離設(shè)備中，中空纖維簾式膜組件與布?xì)庋b置之間沒 有連接關(guān)系或者嵌套關(guān)系，彼此為相互獨立的部件，這樣既便于中空纖維簾 式膜組件和布?xì)庋b置可以相互獨立地在膜分離設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行安裝和拆卸，方 便了整個膜分離設(shè)備的組裝和檢修，而且也簡化了中空纖維簾式膜組件的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)，方便了中空纖維簾式膜組件的加工生產(chǎn)。
