[发明专利]易组装可集成增强型外压中空纤维膜组件

说明书

技术领域

本发明属于给水处理领域的净化设备，具体涉及一种易组装可集成增强型外压中空纤维膜组件，该膜组件组成的外压中空纤维膜处理系统特别适用在悬浮固体、浑浊度、微生物和石油类等指标变化大的地表水作为进水的饮用水制水工艺中。

背景技术

当今世界由于环境污染，水资源不断匮乏，迫使水处理技术快速发展。由于中空纤维膜技术具有很多优点（包括过滤面积较大、较易反向清洗以及成本较低等），因此在给水处理、污水处理和中水回用等领域都有广泛的应用。

中空纤维膜技术中的中空纤维膜的结构为中空管状，中空管的长度远远大于其管径，看上去就像一根丝，因此中空纤维膜被形象的称为膜丝。膜丝的管壁为具有微小孔径的高分子薄膜，此即为起过滤作用的滤膜。数根（通常为数千根）膜丝组装成一膜组件。在中空纤维膜处理系统中具有很多的膜组件，以外界能量或化学位差为推动力，各膜组件中的膜丝的管壁滤膜对含有溶质和溶剂的液体进行分离、净化等。

中空纤维膜系统分为外压式和内压式。目前在给水处理领域所使用的几乎都为内压式中空纤维膜系统。内压式中空纤维膜系统的膜组件具有一个硬质的承压膜壳，数千根膜丝组成的膜丝束置入膜壳中，膜壳两端密封，膜丝穿过两端的密封材料（封胶）伸出，一端伸出的膜丝的中空管腔与进水连通，来水进入每根膜丝的中空管腔中，经压力差驱动，沿径向由内向外透过膜丝管壁滤膜后成为净化后的清水，清水进入膜壳中膜丝与膜壳壁的间隙，再从膜壳上的进/出水口流出，即为得到的净水，而膜丝滤膜截留的污染物质则留在膜丝中空管腔内，从膜丝的另一端流出。工艺中需定时反冲或者使用化学清洗液清洗膜丝的中空管腔，避免污染物质（包括细菌）堵塞膜丝。由于膜壳内空间狭小，卫生死角就多，这就使得内压式中空纤维膜系统不易彻底反冲或者清洗，水流易淤积在膜壳内，污染水质，滋生细菌，当该系统应用在给水处理领域中的饮用水制水工艺中时，很容易带来水质安全隐患。另外，由于不易反冲或者清洗，膜丝就易堵，而当为了提高膜丝的过滤能力（称为水通量）而增大反冲或者清洗的频率时，又会增大运行成本，浪费大量时间，还会降低膜丝的使用寿命，相应的增大了设备维护成本。

外压式中空纤维膜系统使用在给水处理领域中时，膜丝与集水装置的水流通道连通，膜丝浸没在水池待处理书体中，集水装置的水流通道通过管道与抽吸泵/反冲或清洗泵连接。在产水阶段，水体中曝气，抽吸泵开启，水池中的水穿过膜丝的管壁滤膜后进入膜丝的中空管腔中，沿管腔经膜丝端部的中空管腔进入集水装置的水流通道中，再通过与水流通道连通的管道进入后续清水池中。水体中的污染物（包括细菌）被膜丝管壁滤膜截留后聚积在膜丝管壁外侧，膜丝被曝气的水体中的水流和气流不断冲击以带走膜丝管壁外侧聚积的污染物，污染物即进入水池水体中，运行一段时间后水池中水体排放。在反冲阶段或者清洗阶段，水流方向相反。为能够经受的住水流气流的反复冲击，膜丝是管壁材料中添加了增强结构的增强型外压膜丝。

相比于内压式中空纤维膜系统，外压式中空纤维膜系统由于膜丝浸没在水体中，膜丝外部空间大，卫生死角就少，反冲和清洗彻底，不污染水质，膜丝管壁滤膜不易堵塞，系统运行和维护成本均较低。另外，外压式膜系统不需设膜壳，因此结构简单，成本较低。

而使用了增强型外压膜丝的外压中空纤维膜组件是否可集成、是否易于组装都非常重要，因为这会影响中空纤维膜系统对不同水质水量进水的适应能力（即抗冲击能力），另外，如果膜组件不易组装，则组装时就容易损伤膜丝，进而减少膜组件以及膜处理系统的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种易组装可集成增强型外压中空纤维膜组件，可根据水质水量灵活调节所使用膜组件的数量，组装时不易损伤膜丝，牢固耐用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种易组装可集成增强型外压中空纤维膜组件，包括至少一个膜片组件和两个集水装置；

所述膜片组件由数根中空纤维膜和两个封膜容器所组成，中空纤维膜具有中空管腔，中空管腔的管壁上设有微过滤孔，数根中空纤维膜所组成的膜丝束的一端通过胶体块封装在一个封膜容器中，膜丝束的另一端通过胶体块封装在另一个封膜容器中，所述膜丝束两端的中空纤维膜在两个封膜容器的端部露出；

所述集水装置为一柱状的壳体，该壳体具有一柱形中空腔，该柱形中空腔形成水流通道，壳体顶端开设有第一管接口，第一管接口与柱形中空腔连通，壳体底端开设有与第一管接口相配的第二管接口，第二管接口与柱形中空腔连通，壳体侧壁上开设有膜片组件插口，膜片组件插口与柱形中空腔连通；