專利名稱：卷式中空纖維膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種膜分離組件，尤其涉及一種能有效防止污堵情況的卷式中空纖維膜膜組件結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是自本世紀(jì)60年代中期發(fā)展起來的一項(xiàng)高效分離高技術(shù)，近40年來發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有節(jié)能、投資少、操作簡(jiǎn)便、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而日益受到人們的重視，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到迅速的推廣和應(yīng)用。應(yīng)用 領(lǐng)域以平板膜組件、管式膜組件和中空纖維膜組件為主，其中，與其他膜組件相比，中空纖維膜組件具有裝填密度大，過濾有效面積大，產(chǎn)水量大等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛的應(yīng)用于污水處理及中水回用等。但現(xiàn)在使用的中空纖維膜組件普遍存在這樣的問題由于裝填密度大，中空纖維膜絲積泥現(xiàn)象嚴(yán)重，且一旦形成積泥不容易進(jìn)行清除，易形成膜絲間的污泥層，從而導(dǎo)致膜絲間的粘連，造成膜組件的污堵現(xiàn)象發(fā)生。這樣不但降低了膜組件過濾的有效面積，和過濾的均勻性，而且隨著膜組件污堵現(xiàn)象的繼續(xù)發(fā)展和蔓延，又會(huì)進(jìn)一步加劇過濾的不均勻性以及有效過濾面積的喪失，最終大大縮短了整個(gè)中空纖維膜組件的使用壽命。而為了減少污堵現(xiàn)象的產(chǎn)生，減少中空纖維膜的裝填密度，則使其過濾有效面積、產(chǎn)水量及污水處理效果受到影響。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510049324. 5公開的解決辦法是將中空纖維膜分成若干束，均勻分布于中心曝氣管的周圍，利用膜組件底部的曝氣頭提供的氣流對(duì)纖維束進(jìn)行水力沖刷，雖然可以在一定程度上降低中空纖維膜中部的污染，但是中空纖維膜束根部積泥現(xiàn)象仍沒有得到解決。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00920113068. 5公開了一種污水處理膜組件，包括具有徑向微孔的中空纖維膜絲，該中空纖維膜絲與集水管、抽水管依次連通構(gòu)成膜總成；膜總成的下方設(shè)有攪水裝置。在膜總成的下方設(shè)攪水裝置攪動(dòng)污水，使中空纖維膜絲周圍的液流成為湍流，從而使中空纖維膜徑向微孔不致堵塞。但是，中空纖維膜中部及上端由于污染物密度的增加，仍易發(fā)生粘連和污堵。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110179370. 2改進(jìn)中心導(dǎo)管的中空纖維超濾膜組件，該組件的中心導(dǎo)管表面上布置有導(dǎo)流孔，且導(dǎo)流孔在中心導(dǎo)管上呈交錯(cuò)分布，在進(jìn)行正常清洗時(shí)，不容易產(chǎn)生污垢死角，清洗效果好。但處理過程中，中空纖維膜污堵現(xiàn)象仍然是不可避免的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效防止污堵，延長(zhǎng)膜組件的使用壽命的卷式中空纖維膜組件；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的纖維膜組件中容易產(chǎn)生污堵，從而使得膜組件的使用壽命大幅降低的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的一種卷式中空纖維膜組件，包括上端蓋和下端蓋，在上、下端蓋之間設(shè)有外殼，在上、下端蓋之間設(shè)有中心管，其特征在于在所述的中心管上設(shè)有以中心管為中心卷繞而成的隔層，在同心的相鄰的兩個(gè)隔層之間設(shè)有中空纖維膜絲。在中心管上先固定隔層的一端，然后以中心管為中心開始卷繞，將中空纖維膜絲填充在相鄰的兩隔層之間，然后將隔層和中空纖維膜絲向同一方向卷繞形成一個(gè)筒體，形成多層螺旋筒狀，然后將整體放入外殼內(nèi)。隔層是由一整片網(wǎng)格狀的材料進(jìn)行卷繞分成一個(gè)一個(gè)同心圓形式的隔層，隔層的設(shè)置在中空纖維膜絲之間形成導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，在中空纖維膜絲之間形成了污水的導(dǎo)流通道，降低了過來壓差，使得中空纖維膜絲之間在處理污水的過程中不易沉積污泥，從而減少膜絲之間的粘連，實(shí)現(xiàn)了膜組件的防污堵。中空纖維膜可以采用PVDF、聚砜、聚醚砜等材質(zhì)制成。隔層由選自聚丙 烯、聚乙烯、尼龍、聚氯乙烯中的一種或者多種材料構(gòu)成。作為一種優(yōu)選，所述的各隔層均與中空纖維膜等高，相鄰隔層之間的徑向距離相等。隔層是由一整片網(wǎng)格狀的材料進(jìn)行卷繞，并填充中空纖維膜絲，從而形成一個(gè)一個(gè)同心圓形式的隔層，每一個(gè)隔層片由軸向方向看為一體的，由外殼的上端到外殼的下端，隔層軸向長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，使得形成的導(dǎo)流通道更長(zhǎng)更完整，可以有效的防止污泥沉積。作為另一種優(yōu)選，所述的各隔層沿中心管的軸向方向均分為:Γ5段，相鄰兩段隔層之間的距離100mnT200mm，相鄰隔層之間的徑向距離相等。隔層在軸向方向上被分隔為幾段，節(jié)省了材料，同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了將中空纖維膜絲分成若干束，有效防止粘連的情況下，又能節(jié)省材料，兩段弧形葉片之間的分隔距離根據(jù)膜絲的長(zhǎng)度確定。作為優(yōu)選，所述的隔層呈網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述的隔層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由順著中心管軸向和徑向方向布置的經(jīng)線和緯線，其中經(jīng)線方向的直徑大于緯線方向的直徑。順著中心管的軸向的為經(jīng)線，順著中心管的徑向的為緯線，經(jīng)線的方向與水流的方向相同，其直徑大增強(qiáng)了流道的方向性，更有利于污水的排除，降低了過濾的壓差。作為優(yōu)選，所述的緯線位于經(jīng)線之上，在經(jīng)線和緯線相交處形成一凸起，經(jīng)線和緯線的交叉角為20°、0°。兩層交叉形成的凸起可以讓污水的流道更分明，提高導(dǎo)向作用和排污能力。作為另一種優(yōu)選，所述的緯線穿過經(jīng)線的中心線，經(jīng)線和緯線的交叉角為20°、0°。經(jīng)線的直徑較大，起到類似支架的作用，形成具有較大開孔率的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，為水流提供過來一個(gè)較大的導(dǎo)流通道，降低了過濾壓差。作為優(yōu)選，所述的中心管上端與進(jìn)水口相連，中心管的下端與濃水出水口相連，所述的中心管的中部設(shè)有堵塊，在堵塊上方的中心管上設(shè)有布水孔，在堵塊下方的中心管上設(shè)有排水孔，在上端蓋上設(shè)有產(chǎn)水出口。進(jìn)水有中心管上端的進(jìn)水口進(jìn)入中心管，然后通過中心管上的布水孔將水排入到膜組件內(nèi)，經(jīng)過中空纖維膜的處理后的純水由上端蓋內(nèi)的產(chǎn)水出口輸出，而污水由中心管下部的排水孔進(jìn)入中心管，然后由下端蓋上的濃水出水口排出。中心管中間的堵塊可以防止污水和進(jìn)水相互混淆，方便排水。在上下端蓋的澆鑄面上中空纖維膜絲的區(qū)域面積占整個(gè)組件澆鑄端面的面積的百分?jǐn)?shù)不小于80%。作為優(yōu)選，所述的隔層為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，構(gòu)成隔層的經(jīng)線直徑為O. 5 1.5_，構(gòu)成隔層的緯線直徑為O. Γ0. 5_。經(jīng)線直徑大于緯線，形成網(wǎng)格導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。由較粗塑料絲間所形成的較大開孔，就為水流提供了一個(gè)較大的導(dǎo)流通道，也就降低了過濾壓差。[0017]因此，本實(shí)用新型的卷式中空纖維膜組件具備下述優(yōu)點(diǎn)中空纖維膜絲位于隔層之間，形成導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，減少了膜絲之間的粘連，使得中空纖維膜絲之間在處理污水的過程中不易沉積污泥，提高防污堵效果，延長(zhǎng)膜組件的使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型的卷式中空纖維膜組件的剖視示意圖。圖2是圖I上去除上、下端蓋的A-A首I]視圖。圖3是圖I內(nèi)隔層的網(wǎng)格示意圖。圖4是圖3的側(cè)視圖。圖5是本實(shí)用新型的卷式中空纖維膜組件去除中空纖維膜絲的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5內(nèi)隔層的網(wǎng)格示意圖。圖7是圖6的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例I :如圖I和2所示，一種卷式中空纖維膜組件，包括一圓柱形的外殼4，在外殼4的上端連接有一上端蓋2，在外殼4的下端連接有一下端蓋10，在外殼4的中心有一中心管8，中心管8的上端與進(jìn)水口 I相連，中心管8的下端與濃水出水口 9相連，中心管8的中部設(shè)有堵塊7，在堵塊7上方的中心管上設(shè)有布水孔12，在堵塊7下方的中心管上設(shè)有排水孔11，在上端蓋2上設(shè)有產(chǎn)水出口 3，在下端蓋10上設(shè)有濃水出水口 9。在中心管8的外壁上固定有一由聚丙烯材料制成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)隔片，在隔片上鋪上一層中空纖維膜絲，然后以中心管為中心進(jìn)行卷繞形成筒狀。由徑向截面看，隔片形成同心的三圈隔層6，在隔層6中填充的是中空纖維膜絲。隔層6的長(zhǎng)度與中空纖維膜絲5的長(zhǎng)度相同均為I. 5m。中空纖維膜絲5采用聚砜材質(zhì)制造，其外徑為I. Omm,內(nèi)徑為O. 5mm,平均孔徑為2 μ m。如圖3和4所示，隔層6呈網(wǎng)格狀，構(gòu)成隔層6的經(jīng)線沿著中心管8的軸向方向，構(gòu)成隔層6的緯線沿著中心管的徑向方向，經(jīng)線13的直徑大于緯線14，經(jīng)線13位于緯線14之上，經(jīng)線13和緯線14呈90。。使用時(shí)，有上端蓋2的進(jìn)水口 I進(jìn)水，通過中心管8上部的布水孔12將水流向中空纖維膜絲5，經(jīng)過中空纖維膜絲5的凈化，純水位于中空纖維膜絲5內(nèi)，經(jīng)過上端蓋2上的產(chǎn)水出口 3將產(chǎn)水吸出，而在中空纖維膜絲5外側(cè)的污水由中心管下半段的排水孔11進(jìn)入中心管8后，由下端蓋上的濃水出水口排出。實(shí)施例2 如圖5所示，與實(shí)施例I不同的是，每一個(gè)隔層6沿中心管的軸向方向分為四段，相鄰兩段之間的距離為150mm。如圖6和7所示，隔層6呈網(wǎng)格狀，構(gòu)成隔層6的經(jīng)線沿著中心管8的軸向方向，構(gòu)成隔層6的緯線沿著中心管的徑向方向，經(jīng)線13的直徑大于緯線14的直徑，緯線14穿過經(jīng)線13的中心線，經(jīng)線13和緯線14的夾角為70°。其余與實(shí)施例I相同。
權(quán)利要求1.一種卷式中空纖維膜組件，包括上端蓋和下端蓋，在上、下端蓋之間設(shè)有外殼，在上、下端蓋之間設(shè)有中心管，其特征在于在所述的中心管上設(shè)有以中心管為中心卷繞而成的隔層，在同心的相鄰的兩個(gè)隔層之間設(shè)有中空纖維膜絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的各隔層均與中空纖維膜等高，相鄰隔層之間的徑向距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的各隔層沿中心管的軸向方向均分為3飛段，相鄰兩段隔層之間的距離100mnT200mm，相鄰隔層之間的徑向距離相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的隔層呈網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述的隔層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由順著中心管軸向和徑向方向布置的經(jīng)線和緯線，其中經(jīng)線方向的直徑大于緯線方向的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的緯線位于經(jīng)線之上，在經(jīng)線和緯線相交處形成一凸起，經(jīng)線和緯線的交叉角為20°、0°。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的緯線穿過經(jīng)線的中心線，經(jīng)線和緯線的交叉角為20°、0°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的中心管上端與進(jìn)水口相連，中心管的下端與濃水出水口相連，所述的中心管的中部設(shè)有堵塊，在堵塊上方的中心管上設(shè)有布水孔，在堵塊下方的中心管上設(shè)有排水孔，在上端蓋上設(shè)有產(chǎn)水出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的中心管上端與進(jìn)水口相連，中心管的下端與濃水出水口相連，所述的中心管的中部設(shè)有堵塊，在堵塊上方的中心管上設(shè)有布水孔，在堵塊下方的中心管上設(shè)有排水孔，在上端蓋上設(shè)有產(chǎn)水出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的隔層為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，構(gòu)成隔層的經(jīng)線直徑為O. 5^1. 5_，構(gòu)成隔層的緯線直徑為O. Γ0. 5_。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷式中空纖維膜組件，其特征在于所述的隔層為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，構(gòu)成隔層的經(jīng)線直徑為O. 5^1. 5mm，構(gòu)成隔層的緯線直徑為O. Γθ. 5mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種膜分離組件，尤其涉及一種能有效防止污堵情況的卷式中空纖維膜組件。該卷式中空纖維膜組件包括上端蓋和下端蓋，在上、下端蓋之間設(shè)有外殼，在上、下端蓋之間設(shè)有中心管，在所述的中心管上設(shè)有若干弧形葉片，在相鄰的兩個(gè)弧形葉片之間設(shè)有中空纖維膜絲。本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效防止污堵，延長(zhǎng)膜組件的使用壽命的耐污堵中空纖維膜組件；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的纖維膜組件中容易產(chǎn)生污堵，從而使得膜組件的使用壽命大幅降低的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)B01D63/02GK202778285SQ20122039115
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者沈海軍, 費(fèi)俊民 申請(qǐng)人:湖州森藍(lán)環(huán)境工程有限公司