一種可讓膜絲在液體中伸縮漂洗的中空纖維膜組件,膜過(guò)濾系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種可讓膜絲在液體中伸縮漂洗的中空纖維膜 組件，膜過(guò)濾系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膜分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水的凈化處理或液體的過(guò)濾分離等領(lǐng)域，其中在浸沒(méi)式 中空纖維膜過(guò)濾系統(tǒng)中由于膜內(nèi)外兩側(cè)的濃差極化現(xiàn)象，膜外表面會(huì)積附濃縮懸浮物而降 低膜的過(guò)濾流量，現(xiàn)有技術(shù)基本上均使用曝氣的方式，即在待處理液中接入空氣形成氣泡， 來(lái)帶動(dòng)膜絲擾動(dòng)，減少膜外表面積附的濃縮懸浮物，以達(dá)到清洗膜的目的，如中國(guó)專利申請(qǐng) 號(hào)CN200780002710. 6揭示的膜過(guò)濾設(shè)備及其操作方法中所述的膜清洗均使用曝氣的方 式。此類曝氣使用鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備對(duì)電能的消耗很高，并且設(shè)備長(zhǎng)期維護(hù)更需投入較高成本。 目前尚無(wú)不依賴曝氣清洗膜的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供一種不依賴曝氣也能進(jìn)行膜清洗的中空纖維膜組 件，膜過(guò)濾系統(tǒng)及其工作方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在包含中空纖維膜組件的膜過(guò)濾系 統(tǒng)中，依靠曝氣來(lái)清洗膜表面污染時(shí)，設(shè)備的電能消耗太高，設(shè)備的長(zhǎng)期維護(hù)成本投入高的 問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題的具體技術(shù)方案是，提供一種可讓膜絲在液體中伸縮漂洗的 中空纖維膜組件，所述的中空纖維膜組件包括下端頭1、設(shè)置于下端頭1 一側(cè)的出水口 7、上 端頭2、設(shè)置于上端頭2 -側(cè)的膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)、由中空纖維膜絲形成的中空纖維膜束4、支撐 件5 ; 所述的中空纖維膜束4下端固定在下端頭1內(nèi)，且中空纖維膜束4下端的末端開(kāi)口形 成膜束開(kāi)口端，膜束開(kāi)口端與出水口 7連通； 所述的中空纖維膜束4上端連接膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述的膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)中空纖維膜束4作位移擾動(dòng)； 所述的支撐件5位于下端頭1和上端頭2之間，在兩者之間起支撐固定作用。
[0005] 所述的中空纖維I旲束4下?而可以是固定?而，固定在下?而頭1內(nèi)；中空纖維I旲束4由 多根中空纖維膜絲集合在一起形成，中空纖維膜束4包含的中空纖維膜絲數(shù)量可以從數(shù)根 到數(shù)萬(wàn)根。中空纖維膜束4下端的末端可以開(kāi)口形成膜束開(kāi)口端，膜束開(kāi)口端與出水口 7 連通。
[0006] 所述的中空纖維膜束4上端可以是活動(dòng)端，此活動(dòng)端可以和膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在 一起，被膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活動(dòng)。
[0007] 所述的位移擾動(dòng)可以是一切可能形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，如伸縮，振動(dòng)，扭動(dòng)或者以上幾 種運(yùn)動(dòng)方式的復(fù)合運(yùn)動(dòng)等，造成對(duì)中空纖維膜絲的擾動(dòng)；中空纖維膜束4上端的末端可以 是封閉的；膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)中空纖維膜束4所需的驅(qū)動(dòng)力可以來(lái)自膜過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)部，利 用膜過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)有的配置和膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)自身組成部件的屬性產(chǎn)生，如浮力，重力等，從而 形成類似免外部動(dòng)力輸入的工作形式；膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)中空纖維膜束4所需的驅(qū)動(dòng)力也 可以來(lái)自外部其他獨(dú)立的能量來(lái)源，不受膜過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)有配置的限制，如電驅(qū)動(dòng)，氣驅(qū)動(dòng)， 液壓驅(qū)動(dòng)等形式。膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)中空纖維膜束4產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，使中空纖維膜絲 發(fā)生擾動(dòng)，從而去除附著在中空纖維膜絲表面的污染物。采用膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行膜清洗的 方式在能耗上優(yōu)于傳統(tǒng)的曝氣清洗方式，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的曝氣清洗方式是通過(guò)擾動(dòng)液體再間接 擾動(dòng)中空纖維膜束實(shí)現(xiàn)膜清洗，不如本發(fā)明的技術(shù)方案直接擾動(dòng)中空纖維膜束效率高。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的中空纖維膜組件還包括設(shè)置于下端頭1 一側(cè)的排污通道，所述 的排污通道用于連通中空纖維膜束4之間的間隙空間和下端頭1的外部。
[0009] 排污通道提供了污染物排出通道，用于將中空纖維膜組件工作中，從中空纖維膜 絲表面脫落，存在于中空纖維膜束4之間的間隙空間的污染物排出到下端頭1的外部，也就 是中空纖維膜組件外部。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的中空纖維膜束4下端由澆鑄材料6固定在下端頭1內(nèi)；所述的 排污通道包括通孔柱子1. 1，所述的通孔柱子1. 1設(shè)于下端頭1內(nèi)，所述的通孔柱子1. 1的 通孔內(nèi)腔形成貫穿下端頭1和澆鑄材料6的空隙通道，連通中空纖維膜束4之間的間隙空 間和下端頭1的外部。
[0011] 排污通道采取了通孔柱子1.1形式的設(shè)置，提供了污染物排出通道，用于將中空 纖維膜組件工作中，從中空纖維膜絲表面脫落，存在于中空纖維膜束4之間的間隙空間的 污染物排出到下端頭1的外部，也就是中空纖維膜組件外部。傳統(tǒng)的曝氣清洗膜的方式一 般沒(méi)有類似的排污通道。
[0012] 進(jìn)一步地，所述的膜絲帶動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于上端頭2內(nèi)的導(dǎo)向桿限位孔2. 1和伸 縮機(jī)構(gòu)3 ;所述的中空纖維膜束4上端連接伸縮機(jī)構(gòu)3 ;所述的伸縮機(jī)構(gòu)3可帶動(dòng)中空纖維 膜束4沿導(dǎo)向桿限位孔2. 1作伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0013] 所述的下端頭1、上端頭2可以是方形、圓形、六邊形或其他多邊形、或其它幾何形 狀；其中，下端頭1內(nèi)的通孔柱子1. 1橫截面形狀可以是長(zhǎng)條形、圓形、或其它幾何形狀。所 述的下端頭1內(nèi)的通孔柱子1. 1數(shù)量可以是一個(gè)或多個(gè)。通孔柱子1. 1的通孔內(nèi)腔形成的 空隙通道有利待過(guò)濾液體中懸浮物的自由通過(guò)，形成沉降，并可減少中空纖維膜束4根部 污染物的沉積堆疊，有效降低膜污染。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的支撐件5是筒狀殼體結(jié)構(gòu)或者桿狀體結(jié)構(gòu)。 當(dāng)所述的支撐件5是筒狀殼體結(jié)構(gòu)時(shí)，所述的中空纖維膜束4位于筒狀殼體內(nèi)； 當(dāng)所述的支撐件5為桿狀體結(jié)構(gòu)時(shí)，數(shù)量是一根或多根，桿狀體可以是橫截面為空心 或?qū)嵭牡男筒?，它的材質(zhì)可以是ABS、PVC等工程塑料或是不銹鋼等其它金屬材料。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的筒狀殼體上開(kāi)有孔5. 1。
[0016] 中空纖維膜束4之間的間隙空間的待過(guò)濾液體8和中空纖維膜組件外部的待過(guò)濾 液體8連通，以使在過(guò)濾過(guò)程中，中空纖維膜束4之間的間隙空間的待過(guò)濾液體8能不斷得 到補(bǔ)充。如圖7A、圖7B所示，支撐件5是筒狀殼體結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)筒狀殼體上的孔5. 1使中空 纖維膜束4之間的間隙空間的待過(guò)濾液體8和中空纖維膜組件外部的待過(guò)濾液體8連通； 如圖8所示，支撐件5是桿狀體結(jié)構(gòu)，通過(guò)桿之間的間隙使中空纖維膜束4之間的間隙空間 的待過(guò)濾液體8和中空纖維膜組件外部的待過(guò)濾液體8連通。
[0017] 進(jìn)一步地，所述的伸縮機(jī)構(gòu)3為浮子結(jié)構(gòu)，所述的浮子結(jié)構(gòu)連接中空纖維膜束4 上端；所述的浮子結(jié)構(gòu)帶限位機(jī)構(gòu)，所述的限位機(jī)構(gòu)控制所述的浮子結(jié)構(gòu)帶動(dòng)中空纖維膜 束4在設(shè)定的范圍內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0018] 所述的浮子結(jié)構(gòu)在浮力和重力的作用下，帶動(dòng)中空纖維膜束4在設(shè)定的范圍內(nèi)伸 縮運(yùn)動(dòng)。
[0019] 伸縮機(jī)構(gòu)3,如浮子結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)中空纖維膜束4所需的驅(qū)動(dòng)力如浮力，重力等來(lái)自 膜過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)部，可以利用膜過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)有的配置中相對(duì)應(yīng)的部分(如待過(guò)濾液體8)，和浮 子結(jié)構(gòu)自身組成部件的屬性自發(fā)產(chǎn)生。伸縮機(jī)構(gòu)3再進(jìn)一步結(jié)合中空纖維膜組件中相對(duì)應(yīng) 的部分，以及結(jié)合膜過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)有的配置中相對(duì)應(yīng)的部分(如待過(guò)濾液體8)，配合適當(dāng)?shù)目?制方式，形成類似免外部動(dòng)力輸入的工作形式。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的浮子結(jié)構(gòu)包括連接中空纖維膜束4上端的浮球3. 1、導(dǎo)向桿3. 2 和位于頂端的增強(qiáng)浮球3. 3 ;所述的浮球3. 1、導(dǎo)向桿3. 2和位于頂端的增強(qiáng)浮球3. 3配合 上端頭2內(nèi)的導(dǎo)向桿限位孔2. 1構(gòu)成限位機(jī)構(gòu)，控制浮球3. 1帶動(dòng)中空纖維膜束4沿導(dǎo)向 桿限位孔2. 1在設(shè)定范圍內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0021] 導(dǎo)向桿3. 2相當(dāng)于位于導(dǎo)向桿限位孔2. 1兩側(cè)的部件-浮球3. 1與增強(qiáng)浮球3. 3 之間的連接件；導(dǎo)向桿限位孔2. 1限定導(dǎo)向桿3. 2運(yùn)動(dòng)的方向。
[0022] 利用頂端的增強(qiáng)浮球3. 3,可以根據(jù)需要，進(jìn)一步調(diào)節(jié)所需浮力的大小。
[0023] 利用浮力和重力，采用浮子結(jié)構(gòu)帶動(dòng)中空纖維膜絲在液體中產(chǎn)生伸縮位移擾動(dòng)、 漂洗，實(shí)現(xiàn)去除膜表面積附的污染物，不需要外部額外動(dòng)力輸入，簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能 量和低成本的設(shè)備運(yùn)行。利用限位機(jī)構(gòu)控制中空纖維膜束4上端上下伸縮運(yùn)動(dòng)的范圍，不 會(huì)因?yàn)檫^(guò)度伸縮對(duì)中空纖維膜絲的性能有不良影響。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的伸縮機(jī)構(gòu)3為機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接中空纖 維膜束4上端；所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶限位機(jī)構(gòu)；所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，帶動(dòng)中 空纖維膜束4在設(shè)定的范圍內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0025] 伸縮機(jī)構(gòu)3,如機(jī)械驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，有獨(dú)立的能量來(lái)源，不受膜過(guò)