易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件的製作方法

2023-12-04 16:15:41 2

專利名稱：易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於給水處理領域的淨化設備，具體涉及一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，該膜組件組成的外壓中空纖維膜處理系統特別適用在懸浮固體、渾濁度、微生物和石油類等指標變化大的地表水作為進水的飲用水制水工藝中。
背景技術：
當今世界由於環境汙染，水資源不斷匱乏，迫使水處理技術快速發展。由於中空纖維膜技術具有很多優點(包括過濾面積較大、較易反向清洗以及成本較低等)，因此在給水處理、汙水處理和中水回用等領域都有廣泛的應用。中空纖維膜技術中的中空纖維膜的結構為中空管狀，中空管的長度遠遠大於其管徑，看上去就像一根絲，因此中空纖維膜被形象的稱為膜絲。膜絲的管壁為具有微小孔徑的高分子薄膜，此即為起過濾作用的濾膜。數根(通常為數千根)膜絲組裝成一膜組件。在中空纖維膜處理系統中具有很多的膜組件，以外界能量或化學位差為推動力，各膜組件中的膜絲的管壁濾膜對含有溶質和溶劑的液體進行分離、淨化等。中空纖維膜系統分為外壓式和內壓式。目前在給水處理領域所使用的幾乎都為內壓式中空纖維膜系統。內壓式中空纖維膜系統的膜組件具有一個硬質的承壓膜殼，數千根膜絲組成的膜絲束置入膜殼中，膜殼兩端密封，膜絲穿過兩端的密封材料(封膠)伸出，一端伸出的膜絲的中空管腔與進水連通，來水進入每根膜絲的中空管腔中，經壓力差驅動，沿徑向由內向外透過膜絲管壁濾膜後成為淨化後的清水，清水進入膜殼中膜絲與膜殼壁的間隙，再從膜殼上的進/出水口流出，即為得到的淨水，而膜絲濾膜截留的汙染物質則留在膜絲中空管腔內，從膜絲的另一端流出。工藝中需定時反衝或者使用化學清洗液清洗膜絲的中空管腔，避免汙染物質(包括細菌)堵塞膜絲。由於膜殼內空間狹小，衛生死角就多，這就使得內壓式中空纖維膜系統不易徹底反衝或者清洗，水流易淤積在膜殼內，汙染水質，滋生細菌，當該系統應用在給水處理領域中的飲用水制水工藝中時，很容易帶來水質安全隱患。另外，由於不易反衝或者清洗，膜絲就易堵，而當為了提高膜絲的過濾能力(稱為水通量)而增大反衝或者清洗的頻率時，又會增大運行成本，浪費大量時間，還會降低膜絲的使用壽命，相應的增大了設備維護成本。外壓式中空纖維膜系統使用在給水處理領域中時，膜絲與集水裝置的水流通道連通，膜絲浸沒在水池待處理書體中，集水裝置的水流通道通過管道與抽吸泵/反衝或清洗泵連接。在產水階段，水體中曝氣，抽吸泵開啟，水池中的水穿過膜絲的管壁濾膜後進入膜絲的中空管腔中，沿管腔經膜絲端部的中空管腔進入集水裝置的水流通道中，再通過與水流通道連通的管道進入後續清水池中。水體中的汙染物(包括細菌)被膜絲管壁濾膜截留後聚積在膜絲管壁外側，膜絲被曝氣的水體中的水流和氣流不斷衝擊以帶走膜絲管壁外側聚積的汙染物，汙染物即進入水池水體中，運行一段時間後水池中水體排放。在反衝階段或者清洗階段，水流方向相反。為能夠經受的住水流氣流的反覆衝擊，膜絲是管壁材料中添加了增強結構的增強型外壓膜絲。[0006]相比於內壓式中空纖維膜系統，外壓式中空纖維膜系統由於膜絲浸沒在水體中，膜絲外部空間大，衛生死角就少，反衝和清洗徹底，不汙染水質，膜絲管壁濾膜不易堵塞，系統運行和維護成本均較低。另外，外壓式膜系統不需設膜殼，因此結構簡單，成本較低。而使用了增強型外壓膜絲的外壓中空纖維膜組件是否可集成、是否易於組裝都非常重要，因為這會影響中空纖維膜系統對不同水質水量進水的適應能力(即抗衝擊能力)，另外，如果膜組件不易組裝，則組裝時就容易損傷膜絲，進而減少膜組件以及膜處理系統的使用壽命。

實用新型內容本實用新型提供一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，可根據水質水量靈活調節所使用膜組件的數量，組裝時不易損傷膜絲，牢固耐用。 為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，包括至少一個膜片組件和兩個集水裝置；所述膜片組件由數根中空纖維膜和兩個封膜容器所組成，中空纖維膜具有中空管腔，中空管腔的管壁上設有微過濾孔，數根中空纖維膜所組成的膜絲束的一端通過膠體塊封裝在一個封膜容器中，膜絲束的另一端通過膠體塊封裝在另一個封膜容器中，所述膜絲束兩端的中空纖維膜在兩個封膜容器的端部露出；所述集水裝置為一柱狀的殼體，該殼體具有一柱形中空腔，該柱形中空腔形成水流通道，殼體頂端開設有第一管接口，第一管接口與柱形中空腔連通，殼體底端開設有與第一管接口相配的第二管接口，第二管接口與柱形中空腔連通，殼體側壁上開設有膜片組件插口，膜片組件插口與柱形中空腔連通；在裝配狀態下，兩個集水裝置以其膜片組件插口面對面放置，每個膜片組件中的兩個封膜容器對應插入兩個集水裝置的膜片組件插口中，膜片組件中的中空纖維膜的中空管腔與集水裝置的柱形中空腔連通。上述技術方案中的有關內容解釋如下I、上述方案中，所述外壓中空纖維膜組件還包括有用於支撐兩個集水裝置的支架。2、上述方案中，所述支架由至少兩根固定杆組成，所述至少兩根固定杆設在兩個集水裝置之間，並且平行於中空纖維膜膜絲束的長度方向，兩個集水裝置上對應於每根固定杆的杆端均開設有固定杆安裝槽或孔，每根固定杆的一端固定插裝在一個集水裝置的固定杆安裝槽或孔中，而另一端固定插裝在另一個集水裝置的固定杆安裝槽或孔中。3、上述方案中，所述集水裝置殼體的頂端和底端各開設兩個固定杆安裝槽或孔，兩個固定杆安裝槽或孔在殼體的頂端或者底端左右對稱設置，對應四個固定杆安裝槽或孔配有四根固定杆。4、上述方案中，所述兩個集水裝置的殼體上均開設有用於橫向連接的連接杆安裝孔，該連接杆安裝孔的軸線垂直於中空纖維膜膜絲束的長度方向。5、上述方案中，所述集水裝置殼體的頂端和底端各開設一連接杆安裝孔。6、上述方案中，所述集水裝置殼體上的膜片組件插口四周內側設有用於容納封膜容器的卡口。[0020]7、上述方案中，所述第一管接口為螺紋管接口，所述第二管接口為平滑管接口。8、上述方案中，所述柱形中空腔內設有至少一個沿長度方向布置的封膜容器支撐隔板。9、上述方案中，所述殼體外側壁上設有若干根加強筋。本實用新型工作原理是每一外壓中空纖維膜組件可與一個、兩個或者多個膜片組件配套，通過調整膜片組件的大小或調整集水裝置的外形尺寸即可。組裝一個膜組件時，先將固定杆的兩端插入兩集水裝置的殼體上對應的固定杆安裝槽中，使集水裝置和固定杆形成一堅固的框架結構，此時兩集水裝置上的膜片組件插口相對，然後將膜片組件兩端的封膜容器對應插入兩集水裝置上的膜片組件插口中，使用密封材料密封封膜容器與膜片組件插口間隙，膜片組件的封膜容器中的膜絲端部的中空管腔與集水裝置的水流通道連通。膜組件使用時是以膜絲橫置(即集水裝置豎立)的浸沒在水池水體中的。且集成不 同數量的膜組件，以適應不同水質水量的進水。當需集成多個膜組件時，在豎向上和橫向上均可集成。在豎向上集成時，下方膜組件的集水裝置殼體頂端的第一管接口插入相鄰上方膜組件集水裝置殼體底端的第二管接口中，兩管接口間隙使用密封圈等密封材料或其他密封裝置進行密封，豎向上集成後各膜組件的集水裝置的水流通道上下連通。最上方的膜組件的集水裝置頂端的第一管接口與抽吸管道、反衝管道和清洗管道相連通，而最下方的膜組件的集水裝置殼體底端的第二管接口使用工程塑料等材料進行封堵。抽吸管道連接抽吸泵，反衝管道連接反衝泵，清洗管道連接清洗泵。在橫向上集成時，使用連接杆依次穿過橫向上相鄰膜組件的集水裝置上對應的連接杆安裝孔中，使膜組件橫向集成。在產水階段，在抽吸泵吸力下，水池中水體由中空纖維膜膜絲管壁外側向內透過膜絲管壁濾膜，進入膜絲管腔中，再流入各膜組件的集水裝置的水流通道中，最後經最上方的膜組件的集水裝置殼體頂端的第一管接口通過相連的抽吸管道流出，進入後續的工藝流程。膜絲外側聚積的汙染物隨水流氣流的衝擊進入水池水體中,產水階段水池中水體定時排放。反衝或清洗階段，在反衝泵或者清洗泵壓力下，反衝水或者清洗液通過反衝管道或清洗管道先流入各膜組件的集水裝置的水流通道中，再進入膜絲管腔中，由內向外透過各膜絲的管壁濾膜，對膜絲管壁濾膜行反衝或者清洗後進入水池水體中，水池水體經反衝或清洗流程後排放。由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點I、由於本實用新型實現了膜組件豎向和橫向上的可集成，更節省佔地；根據來水水質水量不同，靈活調整所使用的膜組件數量，且可通過對現有各種過濾水池、澄清池等過濾設備進行改造而成該增強型外壓中空纖維膜處理系統的水池，不需單獨建設膜系統車間，投資小，使用更靈活，維護更方便，更可以與其他深度處理工藝組合，為水廠綜合改造提供條件。2、由於本實用新型易於組裝，使組裝時不損傷膜組件上的膜絲，可延長系統使用壽命，降低維護成本。3、由於本實用新型膜組件由連接杆連接，由固定杆固定，結構更牢固，使用時不易變形，也可對膜絲進行保護，避免膜絲斷裂。[0032]4、由於本實用新型所述第一管接口為螺紋管接口，使多個膜組件集成時，最上方的膜組件的第一管接口更便於與管道連接；所述第二管接口為平滑管接口，當多個膜組件集成時，使上、下膜組件立面對正，再將下方膜組件頂部的第一管接口直接插入上方膜組件底部的第二管接口中並密封即可，避免了螺紋連接時因螺紋誤差和旋擰操作誤差而使豎向上的膜組件不易對正的情況。

附圖I為本實用新型較佳 實施例的組裝結構圖；附圖2為附圖I中的膜片組件的立體結構圖；附圖3為附圖I中的集水裝置的立體結構圖；附圖4為在橫向和豎向上多個本實用新型較佳實施例集成的結構圖。以上附圖中1、膜片組件；2、集水裝置；3、中空纖維膜；4、封膜容器；5、殼體；6、柱形中空腔；7、第一管接口 ；8、第二管接口 ；9、膜片組件插口 ；10、卡口 ；11、連接杆安裝孔；12、固定杆安裝槽；13、固定杆；14、封膜容器支撐隔板；15、加強筋；16、膠體塊。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例參見附圖1-4所示，一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，包括四個膜片組件I和兩個集水裝置2 ；所述膜片組件I由數根(數千根)中空纖維膜3和兩個封膜容器4所組成，中空纖維膜3具有中空管腔，中空管腔的管壁上設有微過濾孔，數根中空纖維膜3所組成的膜絲束的一端通過膠體塊16封裝在一個封膜容器4中，膜絲束的另一端通過膠體塊16封裝在另一個封膜容器4中，所述膜絲束兩端的中空纖維膜3在兩個封膜容器4的端部露出；所述集水裝置2為一柱狀的殼體5,該殼體5具有一柱形中空腔6,該柱形中空腔6形成水流通道，殼體5頂端開設有第一管接口 7，第一管接口 7與柱形中空腔6連通，殼體5底端開設有與第一管接口 7相配的第二管接口 8，第二管接口 8與柱形中空腔6連通，殼體5側壁上開設有膜片組件插口 9，膜片組件插口 9與柱形中空腔6連通；在裝配狀態下，兩個集水裝置2以其膜片組件插口 9面對面放置，每個膜片組件I中的兩個封膜容器4對應插入兩個集水裝置2的膜片組件插口 9中，膜片組件I中的中空纖維膜3的中空管腔與集水裝置2的柱形中空腔6連通。外壓中空纖維膜組件還包括有用於支撐兩個集水裝置2的支架，支架由兩根固定杆13組成，兩根固定杆13設在兩個集水裝置2之間，並且平行於中空纖維膜3膜絲束的長度方向，兩個集水裝置2上對應於每根固定杆13的杆端均開設有固定杆安裝槽12或孔，每根固定杆13的一端固定插裝在一個集水裝置2的固定杆安裝槽12或孔中，而另一端固定插裝在另一個集水裝置2的固定杆安裝槽12或孔中。集水裝置2殼體5的頂端和底端各開設兩個固定杆安裝槽12或孔，兩個固定杆安裝槽12或孔在殼體5的頂端或者底端左右對稱設置，對應四個固定杆安裝槽12或孔配有四根固定杆13。其他例子中，支架還可以是由一框架構成，兩個集水裝置2均固定座落在框架上。兩個集水裝置2的殼體上均開設有用於橫向連接的連接杆安裝孔11，該連接杆安裝孔11的軸線垂直於中空纖維膜3膜絲束的長度方向。集水裝置2殼體5的頂端和底端各開設一連接杆安裝孔11。集水裝置2殼體5上的膜片組件插口 9四周內側設有用於容納封膜容器4的卡口10。第一管接口 7為螺紋管接口，所述第二管接口 8為平滑管接口。柱形中空腔6內設有一個沿長度方向布置的封膜容器支撐隔板14。殼體5外側壁上設有若干根加強筋15，既起到加強膜組件強度作用，在搬運時還可作為把手，便於拿放。上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。 凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於包括至少一個膜片組件(I)和兩個集水裝置(2)； 所述膜片組件(I)由數根中空纖維膜(3)和兩個封膜容器(4)所組成，中空纖維膜(3)具有中空管腔，中空管腔的管壁上設有微過濾孔，數根中空纖維膜(3)所組成的膜絲束的一端通過膠體塊(16 )封裝在一個封膜容器(4 )中，膜絲束的另一端通過膠體塊(16 )封裝在另一個封膜容器(4)中，所述膜絲束兩端的中空纖維膜(3)在兩個封膜容器(4)的端部露出； 所述集水裝置(2)為一柱狀的殼體(5)，該殼體(5)具有一柱形中空腔(6)，該柱形中空腔(6)形成水流通道，殼體(5)頂端開設有第一管接口(7)，第一管接口(7)與柱形中空腔(6)連通，殼體(5)底端開設有與第一管接口(7)相配的第二管接口(8)，第二管接口(8)與柱形中空腔(6)連通，殼體(5)側壁上開設有膜片組件插口(9)，膜片組件插口(9)與柱形中空腔(6)連通； 在裝配狀態下，兩個集水裝置(2)以其膜片組件插口(9)面對面放置，每個膜片組件(I)中的兩個封膜容器(4 )對應插入兩個集水裝置(2 )的膜片組件插口( 9 )中，膜片組件(I)中的中空纖維膜(3)的中空管腔與集水裝置(2)的柱形中空腔(6)連通。
2.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述外壓中空纖維膜組件還包括有用於支撐兩個集水裝置(2 )的支架。
3.根據權利要求2所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述支架由至少兩根固定杆(13)組成，所述至少兩根固定杆(13)設在兩個集水裝置(2)之間，並且平行於中空纖維膜(3)膜絲束的長度方向，兩個集水裝置(2)上對應於每根固定杆(13)的杆端均開設有固定杆安裝槽(12)或孔，每根固定杆(13)的一端固定插裝在一個集水裝置(2)的固定杆安裝槽(12)或孔中，而另一端固定插裝在另一個集水裝置(2)的固定杆安裝槽(12)或孔中。
4.根據權利要求3所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述集水裝置(2)殼體(5)的頂端和底端各開設兩個固定杆安裝槽(12)或孔，兩個固定杆安裝槽(12)或孔在殼體(5)的頂端或者底端左右對稱設置，對應四個固定杆安裝槽(12)或孔配有四根固定杆(13)。
5.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述兩個集水裝置(2)的殼體上均開設有用於橫向連接的連接杆安裝孔(11)，該連接杆安裝孔(11)的軸線垂直於中空纖維膜(3)膜絲束的長度方向。
6.根據權利要求5所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述集水裝置(2)殼體(5)的頂端和底端各開設一連接杆安裝孔(11)。
7.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述集水裝置(2)殼體(5)上的膜片組件插口(9)四周內側設有用於容納封膜容器(4)的卡口(10)。
8.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述第一管接口(7)為螺紋管接口，所述第二管接口(8)為平滑管接口。
9.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述柱形中空腔(6 )內設有至少一個沿長度方向布置的封膜容器支撐隔板(14 )。
10.根據權利要求I所述的易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於所述殼 體(5)外側壁上設有若干根加強筋(15)。
專利摘要本實用新型的一種易組裝可集成增強型外壓中空纖維膜組件，其特徵在於包括至少一個膜片組件和兩個集水裝置；膜片組件由數根中空纖維膜和兩個封膜容器所組成；集水裝置為一柱狀的殼體，該殼體具有一柱形中空腔，柱形中空腔形成水流通道，殼體頂端開設有第一管接口，殼體底端開設有與第一管接口相配的第二管接口，殼體側壁上開設有膜片組件插口；在裝配狀態下，兩個集水裝置以其膜片組件插口面對面放置，每個膜片組件中的兩個封膜容器對應插入兩個集水裝置的膜片組件插口中，膜片組件中的中空纖維膜的中空管腔與集水裝置的柱形中空腔連通。本實用新型可根據水質水量靈活調節所使用膜組件的數量，組裝時不易損傷膜絲，牢固耐用。
文檔編號C02F1/44GK202460484SQ20112057033
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者葛明明 申請人:蘇州市普濾得淨化有限公司