浸沒式膜組器的膜絲單元的製作方法
2023-05-23 21:50:56
專利名稱：浸沒式膜組器的膜絲單元的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汙水處理領域，具體的說，本實用新型涉及一種新型浸沒式膜組器的膜絲單元。
背景技術：
我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我國600多個城市中，有300餘座城市缺水，其中嚴重缺水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約2000億元人民幣。華北地區人均水資源佔有量只有250-480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都面臨缺 水問題。因此汙水回用是緩解華北平原水危機的重要措施之一。膜生物反應器(Membrane Bioreactor,簡稱MBR),是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術之一，也稱膜分離活性汙泥法。它利用膜分離組件的高效截留性能，進行固液分離，有效的達到了泥水分離的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反應器內，使硝化反應得以順利進行，有效去除氨氮，避免汙泥的流失。同時可以截留一時難於降解的大分子有機物，延長這些有機物在反應器的停留時間，使之得到最大限度的分解。由於膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明從而省掉二沉池。應用MBR技術後，與傳統的生物處理方法相比，主要汙染物(COD)去除率可達90%，產水懸浮物和濁度近於零，水質良好且穩定，可以直接回用，實現了汙水資源化。具有生化效率高、抗負荷衝擊能力強、出水水質穩定、佔地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優點，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。膜生物反應器技術主要用於城市汙水處理/生汙水處理和再利用，高濃度有機廢水處理等領域。MBR的主要設備是膜組器，膜組器上安裝大量的中空纖維超濾膜，超濾膜外徑一般2mm左右，內徑Imm左右,超濾膜表面布滿0. 04微米的小孔,從外部看中空纖維膜絲就像一條條細細的塑料絲，中空纖維平行布置在膜組器上。在運行時，將膜組器放置到汙水中，清水從膜絲的外部通過微孔滲透到膜絲內部，汙泥阻擋在膜絲的外部。再用水泵將清水從膜組器抽吸到清水池中。膜生物反應池內的高濃度混合液通過膜分離，汙染物和其它微生物被留在反應池內，而經過處理的水則經過負壓抽吸，達標排放。結合附圖1、2具體說明現有技術的MBR處理設備及處理過程如下，如圖I所示，MBR的主要部件是膜組件1，它由膜絲2和固定膜絲的膜盒3構成。膜絲2為表面布滿微孔的中空纖維膜。膜絲2的兩端採用環氧樹脂膠澆築到塑料膜盒3上，經過切割機切割，使環氧樹脂澆築體端面的膜絲內孔露出，膜絲2內孔與膜盒3的內空腔部分連通，形成膜盒3的出水口，上下膜盒3與眾多膜絲2連一體，構成一個膜組件I，若干個膜組件I並排布置，構成一個膜組器4。現有技術的膜生物反應池如圖2所示，包括將膜組器4放到汙水生化池5內，汙水由進水管6放入生化汙水池5中。運行時，啟動抽吸泵7，由於真空作用，汙水5中的清水從膜絲2的表面滲透入中空纖維的內孔，流入膜盒3，再經過與膜盒3出水口連通的清水管道8，抽吸泵7流入清水池。汙水中的汙染物質被截留在膜絲2的表面外，實現泥水分離。由於在抽吸過程中，汙泥不斷在膜絲2表面積累，水流阻力不斷加大，需要對膜組器4進行曝氣，使膜絲2不斷抖動，清除膜絲2表面汙泥，減小水流過膜阻力，恢復水流的通量。曝氣是通過風機9、風管10、穿孔曝氣管11向膜組器4的底部注入壓縮空氣，空氣從曝氣管11流出，形成氣泡12，由於氣泡的上升，帶動水流向上流動，在膜組器3的外側，水流向下流動，進入膜組器的底部，形成循環(附圖2中弧形箭頭示出)。MBR生化池5的汙泥濃度高，汙泥在膜表面的積累速度很快，因此需要高強度曝氣才能將膜絲2表面的汙泥抖掉，以保證MBR膜組器4正常運行。由於加大曝氣量以增強對膜絲的衝刷強度，需要多開鼓風機，明顯這會直接增加處理成本和能耗。使汙水處理廠的運行費用上升，這個問題成為MBR新技術推廣的主要障
礙。解決這個難題將是汙水處理技術的突破，對節能環保與減少碳排放具有十分重要的意義。本實用新型主要是針對現有技術中，膜絲兩端固定的MBR膜組器出現的膜絲頂端積泥，以及膜絲頂部受力較大，膜絲疲勞，容易脫皮等缺陷做出改進。
實用新型內容鑑於現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供不同於傳統設計的新型浸沒式膜組器的膜絲單元。為實現上述實用新型目的，本實用新型提供的技術方案是一種浸沒式膜組器的膜絲單元，包括一底膜盒，底膜盒為一端開口的套筒狀，底膜盒開口部的外壁套裝有一網格套筒；網格套筒內均布有膜絲，膜絲底端採用封膠固定在底膜盒開口部的內壁裡，膜絲底端內孔與底膜盒下部的空腔部連通；底膜盒下部兩端開設有出水口，底膜盒的底部設有一穿過前述封膠的進氣管。所述的網格套筒內均布的膜絲之間夾雜設置有毛刷繩，毛刷繩的一端埋入底膜盒上部的封膠中。所述的毛刷繩的中心為繩體，繩體的周圍植入尼龍絲。所述的毛刷繩根數與膜絲根數的比例為I : 6 I : 10。所述的底膜盒下部兩端的出水口分別為左出水口、右出水口 ；左出水口直徑小於右出水口直徑。其中左出水口的外壁設有密封圈，右出水口的內壁設有與密封圈相適應的密封凹槽。所述的底膜盒為圓形套筒狀或矩形套筒狀。本實用新型的有益效果是本實用新型不同於傳統的膜絲兩端固定在兩個膜盒內的設計，採用一端固定在一個膜盒內並採用網格筒約束、膜絲的另一端自由的設計，有效避免膜絲頂部積泥、避免頂部膜絲破皮，並且膜絲中間夾雜毛刷繩的設計強化了膜絲的自潔功能；降低化學清洗的頻率；膜絲單元採用中心管進氣，對膜絲曝氣均勻，可節約曝氣氣量；另外，這樣的設計膜絲填裝密度高，汙水處理效果較好。
[0018]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定，其中圖I為現有技術膜組件及膜組器的結構示意圖；圖2為現有技術膜生物反應池的結構示意圖；圖3為本實用新型膜絲單元的結構示意圖；圖4為圖3的截面圖；圖5為圖3中的毛刷繩的結構示意圖；圖6為本實用新型膜組件的結構示意圖； 圖7為本實用新型膜組器的結構示意圖；圖中，膜組件I，膜絲2，膜盒3，膜組器4，汙水生化池5，進水管6，抽吸泵7，清水管道8，風機9、風管10、穿孔曝氣管11，氣泡12，底膜盒13，空腔部131，左出水口 132，右出水口 133，密封圈134，網格套筒14，封膠15，進氣管16，毛刷繩17，繩體171，尼龍絲172。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行說明。參照附圖3、附圖4，本實用新型是對背景技術中介紹的膜組器4中的膜組件I進行改進設計，打破傳統的將膜絲2兩端固定在膜盒3的設計，本實用新型的浸沒式膜組器的膜絲單元，包括一底膜盒13，底膜盒13為一端開口的圓形套筒狀，膜盒直徑60毫米，底膜盒13開口部的外壁套裝有一網格套筒14，網格套筒14內均布有膜絲2，膜絲2的底端採用封膠15固定在底膜盒13開口部的內壁裡，膜絲2底端內孔與底膜盒13下部的空腔部131連通；底膜盒13下部兩端開設有出水口，分別為左出水口 132、右出水口 133，左出水口 132直徑小於右出水口 133直徑，其中左出水口 132的外壁設有密封圈134，右出水口 133的內壁設有與密封圈相適應的密封凹槽(圖中未示出)。底膜盒13的底部設有一穿過前述封膠15的進氣管16。網格套筒14內均布的膜絲2之間夾雜設置有毛刷繩17，毛刷繩17根數與膜絲2根數的比例為I : 6 I : 10。毛刷繩17的一端埋入底膜盒13上部的封膠15中，上端與膜絲一樣自由浮動。毛刷繩17的中心為繩體171，繩體171的周圍植入尼龍絲172(圖5中示出)。網格套筒14的作用是1、限制膜絲倒伏。2、過濾大尺寸雜質，保護膜絲。3、網格套筒內壁可以設計為麻面(粗糙面)，曝氣時與膜絲2碰撞摩擦，清除膜絲2表面的汙染物質。圖3、4為一束膜絲單元的結構，將多束膜絲單元並聯接在一起，構成一個膜組件(圖6中示出)，連接方式為將底膜盒13下部左出水口 132插入相鄰的膜絲單元的底膜盒13的右出水口 133，左出水口 132的外壁設有密封圈134與右出水口 133的內壁密封凹槽配合實現密封。如圖7所示，將多個如圖6中所示的膜組件並聯在一起，即構成膜組器。膜組器運行時，空氣由進氣管16進入內部，可以使膜絲2均勻曝氣。曝氣時膜絲2與毛刷繩17都在無規則的擺動，相互碰撞摩擦，毛刷繩17的尼龍絲172較硬，並垂直與膜絲2表面進行碰撞，可以將膜絲2上的汙泥層結構破壞，促進汙泥與凝膠層脫落。[0032]膜絲單元並排布置，4個膜絲單元圓柱之間的空隙為水流循環通道。這種膜組器的優點是可以避免膜絲頂部積泥。避免頂部膜絲破皮。毛刷繩強化了膜絲的自潔功能，降低化學清洗的頻率。膜單元採用中心管進氣，對膜絲曝氣均勻，可節約曝氣氣量。膜絲填裝密度高。本實施例底膜盒13採用圓形套筒狀設計，底膜盒13也可以採用矩形套筒狀的設計，或者其它的變形，都在本實用新型的保護範圍 之內。
權利要求1.一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的膜絲單元包括一底膜盒，底膜盒為一端開口的套筒狀，底膜盒開口部的外壁套裝有一網格套筒；網格套筒內均布有膜絲，膜絲底端採用封膠固定在底膜盒開口部的內壁裡，膜絲底端內孔與底膜盒下部的空腔部連通；底膜盒下部兩端開設有出水口，底膜盒的底部設有一穿過前述封膠的進氣管。
2.根據權利要求I所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的網格套筒內均布的膜絲之間夾雜設置有毛刷繩，毛刷繩的一端埋入底膜盒上部的封膠中。
3.根據權利要求2所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的毛刷繩的中心為繩體，繩體的周圍植入尼龍絲。
4.根據權利要求3所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的毛刷繩根數與膜絲根數的比例為I : 6 I : 10。
5.根據權利要求I所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的底膜盒下部兩端的出水口分別為左出水口、右出水口；左出水口直徑小於右出水口直徑。
6.根據權利要求5所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，其中左出水口的外壁設有密封圈，右出水口的內壁設有與密封圈相適應的密封凹槽。
7.根據權利要求I所述的一種浸沒式膜組器的膜絲單元，其特徵在於，所述的底膜盒為圓形套筒狀或矩形套筒狀。
專利摘要本實用新型公開了一種浸沒式膜組器的膜絲單元，包括一底膜盒，底膜盒為一端開口的套筒狀，底膜盒開口部的外壁套裝有一網格套筒；網格套筒內均布有膜絲，膜絲底端採用封膠固定在底膜盒開口部的內壁裡，膜絲底端內孔與底膜盒下部的空腔部連通；底膜盒下部兩端開設有出水口，底膜盒的底部設有一穿過前述封膠的進氣管。本實用新型有效避免膜絲頂部積泥、避免頂部膜絲破皮，並且膜絲中間夾雜毛刷繩的設計強化了膜絲的自潔功能；降低化學清洗的頻率；膜絲單元採用中心管進氣，對膜絲曝氣均勻，可節約曝氣氣量；另外，這樣的設計膜絲填裝密度高，汙水處理效果較好。
文檔編號C02F3/02GK202465361SQ201120545139
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者於東江, 劉德祥, 劉明軒, 文劍平, 陳亦力 申請人:北京碧水源膜科技有限公司