專利名稱：一種玻璃纖維編織管柵式膜組件的制作方法
技術領域：
本發明屬于膜分離技術應用技術領域，特別涉及一種玻璃纖維編織管柵式膜組 件。
背景技術：
膜生物反應器(membrane bioreactor，MBR)已成為一種世界關注的污水處理和 污水資源化技術。MBR近40年來研究與應用發展迅速，特別是近10-15年，國內外有關MBR 文章數量直線增長，應用工程數量和規模不斷擴大，萬噸-幾十萬噸/日的污水處理工程 不斷出現。然而膜污染、高能耗及膜組件造價及更換費用高一直制約著該工藝的大規模應 用。膜組件是膜生物反應器污水處理工藝中膜單元的關鍵部分，對反應器水流流態、降低能 耗及延緩膜污染有著重要影響[卜慶杰，朱洪濤，文湘華，黃霞.新型膜一生物反應器中膜 絲長度對臨界通量的影響[J].環境科學學報，2008，28 (3) :446-451]。然而其高造價一直 制約著膜生物反應器工藝的大規模應用，膜組件成本往往占總成本的20 60%。目前應 用于膜生物反應器工藝的膜主要包括無機膜和有機膜。無機膜是一種公認強度較大的膜， 目前應用的無機膜價格比較昂貴，每平米造價4000-10000元人民幣，應用在膜生物反應器 中處理工程投資約2500-4250元/日噸水，由于其投資成本和水處理成本高，在膜生物反應 器中應用不多見；同等條件下，有機膜每平米造價150-450元人民幣，應用在膜生物反應器 處理工程投資約2083-3125元/日噸，然而其膜絲強度往往較低，在氣液兩相流或錯流的作 用下經常出現斷絲的現象。同時，目前的膜組件構型和制作方式往往導致其維護和更換困 難，大大增加了管理難度和運行成本。此外，膜生物反應器工程應用領域中廣泛應用的簾式 中空纖維膜組件的膜絲有效長度一般為2m左右。而膜絲長度越長，膜通量在長度方向上 的分布越不均勻，在亞臨界通量下運行時，膜組件的表觀膜通量就越小[Seong-Hoon Yoon, Hyung-Soo Kim,Ik-Tae Yeom. Optimization model of submerged hollow fiber membrane modules [J], Journalof Membrane Science, 2004, 234 :147-156]，且由于流道導向性差，膜 絲之間的污泥層堆積導致有效過濾面積的大大降低。
發明內容
本申請針對以往中空纖維膜組件存在的應用及制造問題，如膜絲長度方向上膜 通量分布不均勻，膜污染導致的膜絲間污泥層堵塞，膜組件強度低，造價高，以及更換維護 困難、需整束更換膜組件等問題，提出了一種玻璃纖維編織管柵式膜組件。本發明提出一種玻璃纖維編織管柵式膜組件，其具有強度大、膜通量高、造價低等 優點，同時又能夠充分利用氣泡的沖刷作用來減緩膜污染，易于安裝制作，且可單絲更換， 維護費用低。本發明提供一種玻璃纖維編織管柵式膜組件，由覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)、 兩端集水管(2)、中部集水管(3)、膜管箍(4)和集水立管(5)組成。其特征在于所述的 覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)其外徑< 20毫米，其長度為0. 1 6米，根據工程實際需要選擇；所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)，其特征在于所用的表面固化材料為硅膠， 表面覆膜材料為高分子有機材料，如纖維素衍生物類、聚砜類、聚酰胺類、聚酰亞胺類、聚酯 類、聚烯烴類、乙烯類聚合物、含硅聚合物、含氟聚合物、甲殼素類材料；所述的兩端集水管 (2)的一側有若干個小集水端子(6)，每個小集水端子(6)內外徑和長度根據所選的覆膜或 固化玻璃纖維編織管(1)而定；兩端集水管(2)的另一側有若干個出水口端子(7)，每個出 水口端子(7)的內外徑和長度根據工程需要而定；所述的中部集水管(3)兩側各有若干個 小集水端子(6)，每側小集水端子(6)的數量與兩端集水管(2)小集水端子(6)的數量對 應相等，規格相同；所述的兩端集水管(2)和中部集水管(3)橫截面為圓形、矩形或其他幾 何形狀，采用的材質可為PVC、UPVC、PP、ABS硬質塑料、不銹鋼等各種工程材料；膜組件的出 水口為兩端集水管(2)上的出水端子(7)或集水立管出水口(8)，可根據工藝情況選擇；通 過膜管箍(4)或粘接將覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)固定在對應的兩端集水管(2)和中 部集水管(3)的小集水端子(6)上；所述的玻璃纖維編織管柵式膜組件可以由一個或多個 所述的膜片段連接制成，所述的膜片段為兩端集水管(2)和中部集水管(3)之間的，由若干 根覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)構成的膜片；所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)之 間有若干毫米的間距，保證了良好的流態，避免了污泥在膜組件間和膜絲間的淤塞；所述的 玻璃纖維編織管柵式膜組件，其特征在于所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)采用玻璃 纖維絲材料機械編織制成，污泥不易在膜組件間和膜絲間的淤塞，膜通量大，材料和結構合 理，機械強度大、耐腐蝕、易安裝、更換簡單，造價和運行成本低。
圖1玻璃纖維編織管柵式膜組件圖中1、覆膜或固化玻璃纖維編織管，2、兩端集水管，3、中部集水管，4、膜管箍，5、 集水立管，6、小集水端子，7、出水口端子，8、集水立管出水口。
具體實施例方式(1)分別制作兩端集水管和中部集水管，并使用覆膜或固化玻璃纖維編織管作為 膜基材，膜組件構型見圖1 ；(2)將含有 COD 為 200 500mg/L，BOD5 為 100 300mg/L，氨氮為 50 160mg/L，SS 為20 50mg/L的生活污水，進入活性污泥玻璃纖維編織管膜生物反應器處理，膜單元采用 本發明的玻璃纖維編織管柵式膜組件，在氣水比為20 1( 一般的設計值為15-30 1)的 條件下鼓氣量為5m3/hr，溫度12 29°C，pH為6. 5 8. 0條件下，操作壓力為16 20kPa， 穩定運行6個月。系統出水COD值在30 100mg/L之間變化，一般穩定在50mg/L之下， B0D5值在10mg/L之下，氨氮穩定在10mg/L以下，濁度穩定在5NUT以下，出水水質達到《城 市污水再生利用-城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)標準。
權利要求
一種玻璃纖維編織管柵式膜組件，由覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)、兩端集水管(2)、中部集水管(3)、膜管箍(4)和集水立管(5)組成，其特征在于所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)采用玻璃纖維絲材料編織制成，其外徑＜20毫米，長度為0.1～6米，其表面固化材料為硅膠，表面覆膜材料為高分子有機材料，如纖維素衍生物類、聚砜類、聚酰胺類、聚酰亞胺類、聚酯類、聚烯烴類、乙烯類聚合物、含硅聚合物、含氟聚合物、甲殼素類材料；所述的兩端集水管(2)一側有若干個小集水端子(6)；兩端集水管(2)的另一側有若干個出水口端子(7)；所述的中部集水管(3)兩側各有若干個小集水端子(6)，每側小集水端子(6)的數量與兩端集水管(2)小集水端子(6)的數量對應相等，規格相同；膜組件出水口為所述的兩端集水管(2)上的出水端子(7)或集水立管出水口(8)；所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)通過膜管箍(4)或粘接對應地固定在兩端集水管(2)和中部集水管(3)的小集水端子(6)上；所述的玻璃纖維編織管柵式膜組件由一個或多個膜片段連接制，所述的膜片段為兩端集水管(2)和中部集水管(3)之間的，由若干根覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)構成的膜片；所述的覆膜或固化玻璃纖維編織管(1)之間有若干毫米的間距，避免污泥在膜組件間和膜絲間的淤塞。
2.如權利要求1所述的玻璃纖維編織管柵式膜組件，其特征在于所述的兩端集水管 (2)和中部集水管(3)的干管橫截面為圓形、矩形或其他幾何形狀，采用的材質可為PVC、 UPVC、PP、ABS硬質塑料、不銹鋼等各種工程材料。
全文摘要
一種玻璃纖維編織管柵式膜組件，由覆膜或固化玻璃纖維編織管、兩端集水管、中部集水管、膜管箍和集水立管組成，其特征在于覆膜或固化玻璃纖維編織管采用玻璃纖維絲材料編織制成，表面固化材料為硅膠，表面覆膜材料為高分子有機材料；覆膜或固化玻璃纖維編織管通過膜管箍或粘接對應地固定在集水管的小集水端子上，可單絲安裝和更換；玻璃纖維編織管柵式膜組件由一個或多個膜片段連接制成；該種膜組件污泥不易在膜組件間和膜絲間的淤塞，膜通量大，材料耐腐蝕，結構合理，機械強度大，易安裝、更換簡單，造價和運行成本較低。
文檔編號C02F3/00GK101954243SQ20091008828
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優先權日2009年7月13日
發明者于艷, 徐國梁, 樊耀波 申請人:中國科學院生態環境研究中心