浸沒式中空纖維膜組件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種浸沒式中空纖維膜組件，具有上端和下端，以及設置在兩端之間的多根膜絲，其特征在于：浸沒式中空纖維膜組件的兩端之間設置外殼，外殼的上端設置有上氣液排出口；外殼的下端設置有下進液口，膜組件的下端設置有氣體入口。氣體通過膜組件的下端進入膜組件的外殼中，在該氣體的氣提升作用下，欲處理液體從外殼的下進液口吸入膜組件外殼內，一部分液體透過膜壁，作為濾過液，從膜組件下出水口和上出水口取出，其余液體與氣體一起，從膜組件外殼的上氣液排出口排出膜組件。采用此種膜組件結構，不僅有利于防止中空纖維膜束粘連在一起，控制膜污染狀況，還能大幅減少曝氣量，降低運行能耗，還可以降低對膜絲強度的要求，減少膜絲的斷絲現象。
【專利說明】浸沒式中空纖維膜組件
【技術領域】
[0001] 本發明涉及膜過濾處理【技術領域】，尤其涉及一種浸沒式中空纖維膜組件。
【背景技術】
[0002] 膜科學技術在人類的資源、能源、環境、健康和傳統技術改造等領域發揮關鍵性作 用，成為推動支柱產業發展、改善人類生存環境、提高人們生活質量的共性技術。針對面臨 的日益嚴重的水資源和能源短缺、環境污染加重、傳統產業亟待改造的重大需求，在水質凈 化方面，膜技術不僅是污水治理與循環利用的關鍵技術，也有可能成為下一代高品質自來 水廠的核心技術；在生物醫藥、綠色能源等新興工業領域和冶金、石油、化工、輕工食品等傳 統工業領域，膜技術在成為廢水回用與資源化的主要技術之后，更逐步成為產品精制純化 的關鍵新技術，為產品品質和系統效率提升、節能減排、清潔生產提供創新性技術支撐。
[0003] 目前膜組件的結構形式主要分為中空纖維膜、板式膜以及管式膜，中空纖維膜是 膜技術中最主要的組成部分，中空纖維膜具有比表面積大、裝置占地面積小、設備造價低、 易在線反洗恢復膜通量等特點，在環保、醫藥、生物制品、食品、海水淡化、工業廢水的深度 處理和回用、工業用純水和生活飲用水制備等諸多領域已得到廣泛應用，成為當前在水處 理行業中裝機容量最大的膜產品，在各種超微濾膜市場中，中空纖維膜產品已超過80%，目 前已經成為污水處理、海水淡化預處理等核心技術。
[0004] 中空纖維膜組件按使用方法，分為內壓式與外壓式，外壓式中空纖維膜組件又可 分為外置的柱式膜組件和浸沒式膜組件。一般的柱式膜組件有外殼，且在外殼上下兩端的 側面，各有一個流道口。隨著膜技術在污水處理、海水淡化和自來水凈化等領域的日益廣泛 應用，浸沒式膜組件的使用也日益增加。現有的浸沒式膜組件結構大多為膜絲兩端澆鑄、無 外殼式結構，如參考文獻02158711. 6浸入式中空纖維膜組件、200510015570浸入式中空纖 維膜組件、200520027818簾式中空纖維膜組件等所述。
[0005] 浸沒式中空纖維膜組件在使用過程中，容易在膜絲之間堆積污泥，導致中空纖維 膜束粘連在一起，無法與液體接觸，從而失去過濾功效。為了防止膜絲粘連和控制膜污染狀 況，通常都需要鼓入大量的空氣以擺動膜絲，對于無外殼式中空纖維膜組件，需要鼓入的空 氣量大，導致設備運行能耗高，且膜絲易斷，對中空纖維膜絲的強度要求極高。
【發明內容】
[0006] 為了解決以上問題，本發明提供了一種浸沒式中空纖維膜組件，該組件設置有外 殼，外殼可以集攏曝氣空氣，以減少曝氣量，同時，集攏膜絲，減少膜絲斷的幾率；組件的上 下兩端開孔，改變了氣體和液體的流態。
[0007] 本發明提供一種浸沒式中空纖維膜組件，具有上端和下端，以及設置在兩端之間 的多根膜絲，其特征在于：浸沒式中空纖維膜組件的兩端之間設置外殼，外殼的上端設置有 環形分布的上氣液排出口；外殼的下端設置有環形分布的下進液口，欲處理液體從膜組件 的下進液口吸入膜組件外殼內，一部分液體透過膜壁，作為濾過液，從膜組件下出水口和上 出水口取出，其余液體與氣體一起，從膜組件外殼的上氣液排出口排出膜組件。
[0008] 此外，本發明中，膜絲的上端和下端內部設置有樹脂密封層。
[0009] 進一步地，膜組件外殼的下進液口和上氣液排出口為環形分布的多個孔，用于使 氣體和液體進出丙均勻分布。
[0010] 進一步地，所述孔為均勻分布，數量為2-8個，形狀為多邊形、橢圓形或者圓形其 中之一。
[0011] 進一步地，膜組件的下端設置有氣體入口。
[0012] 更進一步地，膜組件的下端側面還設置有一下出水口，與設置在膜組件上端的上 出水口共同將過濾后的清液引出。
[0013] 由于膜組件外殼對鼓入膜組件的空氣存在收攏聚集作用，強化了氣液兩相流效 應，因而無需很大的鼓氣量即可對膜絲形成有效清洗，控制膜污染程度，所以減少了鼓風機 設備的電耗。同時，由于減少了鼓氣量，以及膜組件外殼對膜絲的擺動保護作用，減少了膜 絲斷絲的可能性，大幅降低了對膜絲的拉伸強度要求，因而可以降低膜絲成本，并有利于膜 技術的推廣應用。總而言之，此采用此種膜組件結構，不僅有利于防止中空纖維膜束粘連在 一起，控制膜污染狀況，還能大幅減少曝氣量，降低運行能耗，還可以降低對膜絲強度的要 求，減少膜絲的斷絲現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是現有技術的纖維膜組件的單條膜絲示意圖；
[0015] 圖2是現有技術纖維膜組件的立體圖；
[0016] 圖3是本發明浸沒式中空纖維膜組件的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面，通過示例性的實施方式對本發明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一 步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特征也可以有益地結合到其他實施方式 中。
[0018] 參見圖1至圖2,是現有技術膜組件的結構示意圖，其中圖1是現有技術的單條膜 絲示意圖，圖2為現有技術纖維膜組件的立體圖，由圖中可見，膜組件包括膜絲7'，在膜絲 的上下兩端設置出水口，其中下出水口 2'，上出水口 3'。因為此設計沒有外殼，使得需要鼓 入的空氣量大，導致設備運行能耗高，且膜絲易斷，對中空纖維膜絲的強度要求很高。
[0019] 本發明是對現有技術的改進，參見圖3,是本發明浸沒式中空纖維膜組件的剖面結 構示意圖。該膜組件具有上端和下端，以及設置在兩端之間的多根膜絲7,其外側設置外殼 1，膜絲裝填于外殼內，圍成中空導流通道；外殼1的上端設置有上氣液排出口 6 ;外殼1下 端設置有下進液口 5,其中下進液口 5和上氣液排出口 6為環形分布，環形側壁上設置多個 孔，孔為均分布，優選數量為2-8個，形狀為多邊形、橢圓形或者圓形的其中之一，在保證膜 組件縱向機械強度的基礎上，可盡量增加開孔面積，有利于液體流動。膜絲7的上下兩端還 設置有樹脂密封層8,該密封層8為圓柱形或者長方形，起密封作用。
[0020] 另外，在膜組件的下端還設置有下進氣孔4,此外，在膜組件的下端側面還設置有 一下出水口 2,與設置在膜組件上端的上出水口 3共同將處理完的液體排出。
[0021] 在使用時，將本發明的浸沒式中空纖維膜組件浸沒在欲處理液體池中，從下進氣 口 4鼓入控制膜污染的空氣，利用氣提升原理，將欲處理液體從膜組件的下進液口 5吸入膜 組件外殼1內，形成氣液兩相流，擺動膜絲。一部分液體透過膜壁，作為濾過液，從膜組件下 出水口 2和上出水口 3取出，其余液體與氣體一起，從上氣液排出口 6排出膜組件。在自然 重力作用下，被氣液兩相流從膜絲上擺動洗落的部分污染物，還可由下口 5排出。
[0022] 可以理解，本發明是通過一些實施例進行描述的，本領域技術人員知悉的，在不脫 離本發明的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進行各種改變或等效替換。另 夕卜，在本發明的教導下，可以對這些特征和實施例進行修改以適應具體的情況及材料而不 會脫離本發明的精神和范圍。因此，本發明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入 本申請的權利要求范圍內的實施例都屬于本發明所保護的范圍內。
【權利要求】
1. 一種浸沒式中空纖維膜組件，具有上端和下端，以及設置在兩端之間的多根膜絲 (7)，其特征在于：浸沒式中空纖維膜組件的兩端之間設置外殼（1)，外殼（1)的上端設置有 環形分布上氣液排出口（6);外殼（1)的下端設置有環形分布的下進液口（5)，欲處理液體 從膜組件的下進液口（5)吸入膜組件外殼（1)內，一部分液體透過膜壁，作為濾過液，從膜 組件下出水口（2)和上出水口（3)取出，其余液體與氣體一起，從上氣液排出口（6)排出膜 組件。
2. 根據權利要求1所述的浸沒式中空纖維膜組件，其特征在于：膜絲（7)的上端和下 端內部設置有樹脂密封層（8)。
3. 根據權利要求3所述的浸沒式中空纖維膜組件，其特征在于：所述孔為環形均勻分 布，數量為2-8個，形狀為多邊形、橢圓形或者圓形其中之一。
4. 根據權利要求1所述的浸沒式中空纖維膜組件，其特征在于：膜組件的下端還設置 有進氣孔（4)。
5. 根據權利要求1所述的浸沒式中空纖維膜組件，其特征在于：膜組件下端側面還設 置有一下出水口（2)，與設置在膜組件上端的上出水口（3)共同將過濾后的清液引出。
【文檔編號】B01D63/02GK104096482SQ201310111672
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月2日 優先權日:2013年4月2日
【發明者】呂曉龍 申請人:呂曉龍