[发明专利]一种单片单层中空纤维膜组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜生物反应器中使用的膜组件，特别是用于一体式膜生物反应器中的单片单层中空纤维膜组件。

背景技术

中空纤维膜由于其具有耐压性好，无需支撑体，通量大等优点，广泛地用于膜生物反应器中。现有中空纤维膜的填装浇筑过程中，膜层与层之间间距小，膜丝密度大，这给膜组件运行时带来了一些难克服的问题。比如，高密度的膜丝容易互相缠绕，并且容易被污泥粘连在一起，降低了膜的有效使用面积；由于膜层密度大，间距小，在中间的膜层无法形成污泥二次膜，无法受到污泥二次膜的保护，容易发生细小颗粒引发的不可逆污染；由于膜层密度大，间距小，在最外层的膜形成泥饼层时，此泥饼层受到外层及内层的膜共同的抽吸作用，其单位面积受到的抽吸压力大，容易使泥饼层变得密实，增大膜阻力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单片单层中空纤维膜组件，该膜组件可以有效地避免膜丝缠绕和污泥粘连，缓解不可逆污染，降低过膜压力，从而起到了抗污染和节能的作用。

本发明的一种单片单层中空纤维膜组件，它包括由中空纤维膜丝组成的多个膜片、设置在所述的膜片四周的集水管、所述的上下两个集水管向内分别连着上下集水盒，所述的上下集水盒分别连着中空纤维膜丝的两端，所述的每一个膜片为单片单层，所述的相邻的膜片之间的间距为10-12毫米，在所述的每个膜片的两侧分别悬挂有其上端连接在所述的上集水盒上的塑料织网，在所述的下集水盒上相邻膜片之间设置有多个其上开有孔的曝气管。

本发明的有益效果是：第一，每张膜片的两侧有塑料织网，这样可以约束层与层之间膜丝各自的运动，有效防止了膜丝之间互相缠绕勾连。第二，在曝气吹扫的作用下，单层膜片各自抖动，防止膜丝被污泥粘连而结块。第三，曝气管曝气吹扫引起塑料织网抖动，可以对膜片上形成的泥饼层有一定机械去除作用。第四，如果膜片层与层紧密浇筑在一起，没有足够的间距，那么泥饼仅会在最外层的膜片上形成，中间的膜层没有污泥“二次膜”的保护，一旦最外层的污泥“二次膜”受到破损而没有截留到微小颗粒，那么中间所有的膜层将会受到微小颗粒堵塞的不可逆污染。单层膜片间一定宽度的层间距有利于污泥的沉淀，可以在每一片膜上形成污泥“二次膜”，有效地截留微小颗粒，降低膜孔堵塞的不可逆污染。第五，在每个单层膜片上形成泥饼层时，增大了泥饼层过滤的面积，从而降低了过膜抽吸压力，本专利膜组件稳定运行的时间要明显高于相同条件下一般膜组件稳定运行的时间。

附图说明

图1是本发明的以四层单片单层膜组件为例的图2的A-A结构剖面示意图；

图2是图1的B向视图；

图3是图1中所示的五根曝气管中任意一根俯视示意图；

图4是一般帘式中空纤维膜组件和本专利使用的中空纤维膜组件在运行时，两者的过膜压力(transmembrane pressure，TMP)随时间的变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细描述。

本发明的一种单片单层中空纤维膜组件，它包括由中空纤维膜丝组成的多个膜片3、设置在所述的膜片四周的集水管1、所述的上下两个集水管向内分别连着上下集水盒2、8，所述的上下集水盒2、8分别连着中空纤维膜丝的两端，所述的每一个膜片为单片单层，所述的相邻的膜片之间的间距为10-12毫米，在所述的每个膜片的两侧分别悬挂有其上端连接在所述的上集水盒2上的塑料织网4，在所述的下集水盒8上相邻膜片之间设置有多个其上开有孔的曝气管5。所述的曝气管上的孔优选的为交错地设置在所述的曝气管轴纵截面两侧的两排孔6、7。所述的两排孔中的第一、二排孔的每一孔的轴线与所述的曝气管水平截面的夹角最好分别为45°、135°。塑料织网4距离曝气管5的距离以塑料织网可以抖动为宜。

膜组件在运行时，膜组件浸没在污水中，透过中空纤维膜3的清水进入集水盒2、8，再由集水管1向外排出。与此同时，曝气管5上的开孔6和开孔7向两边吹扫曝气，在曝气的作用下，塑料织网4和膜片3各自抖动。

考虑卡门(Carman)过滤基本方程：