[发明专利]一种模块化外压式中空纤维膜组件及其制备方法

权利要求书

1.一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，膜组件由外壳(5)、顶盖(2)、底盖(11)、中空纤维膜束(8)、卡箍(3)、波纹状螺旋导流件(7)以及T型密封圈(4)组成，该组件设有与组件外壳(5)相切的进水口(10)和浓水口(13)，并且进水口(10)和浓水口(13)分别位于组件外壳(5)的两端侧壁；中空纤维膜束(8)置于组件外壳(5)内，在中空纤维膜束(8)内嵌套波纹状螺旋导流件(7)，中空纤维膜束(8)的两端分别用约束盘(14)和曝气盘(15)固定；在组件的外侧壁面上端装有一块组件压力测量与临界压力泄压的模块(6)；膜组件长度为1000～4000mm，内径为130～300mm；中空纤维膜束(8)的膜丝数量为1000～15000根，中空纤维膜束(8)中心位置装有支撑管(9)；卡箍(3)为带螺丝快拧型；波纹状螺旋导流件(7)长度为1000～3000mm，旋转外径为60～290mm；顶盖和底盖分别设有净水口(1)和进气口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，所述约束盘(14)与外壳(5)及顶盖(2)的环隙处套有T型密封圈(4)，曝气盘(15)与外壳(5)及底盖(11)的环隙处同样套有T型密封圈(4)，并采用卡箍(3)分别固定外壳(5)与顶盖(2)及底盖(11)。

3.根据权利要求1所述的一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，所述T型密封圈(4)的材质包括氟橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶；T型密封圈(4)的外径为130～300mm，T型密封圈(4)的内径为120～280mm，T型密封圈(4)的厚度为5～10mm。

4.根据权利要求1所述的一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，所述的中空纤维膜束(8)为非对称有机膜或具有支撑层与分离层的复合膜。

5.根据权利要求4所述的一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，所述的非对称有机膜材质包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚砜或聚氯乙烯。

6.根据权利要求4所述的一种模块化外压式中空纤维膜组件，其特征在于，所述具有支撑层与分离层的复合膜的分离层材质包括聚偏氟乙烯、聚砜或聚氯乙烯；支撑层材质包括玻璃纤维、聚丙烯腈、苯二甲酸乙二酯或聚偏氟乙烯。

7.根据权利要求1-6任一项所述的模块化外压式中空纤维膜组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、用50～200根中空纤维膜丝构成的中空纤维膜束(8)两端分别装入模具，将胶黏剂注入模具使膜丝的两端封装，待胶黏剂固化成型，切除封装多余部分；所用的模具材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯；胶黏剂材质包括环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯；所采用的膜丝外径为1～4mm，内径为0.5～3mm，长度为1300～4500mm；

步骤二、将两端封装好的中空纤维膜束(8)上端放入装有约束盘(14)的模具，下端放入装有曝气盘(15)的模具，上下端两个模具用支撑管(9)进行连接，同时将两个不同外径大小的波纹状螺旋导流件(7)嵌套在小膜束之间，然后将胶黏剂先后分别注入到膜束上下端两个模具中，待胶黏剂固化成型，切割上下端的模具除去多余封装部分，同时使得上端膜丝开孔露出，得到上端膜丝开口露出、下端膜丝封装、带支撑管(9)与波纹状螺旋导流件(7)的中空纤维膜束(8)；

其中，所用约束盘(14)材质包括聚氯乙烯树脂、环氧树脂或酚醛树脂；曝气盘(15)材质包括聚氯乙烯树脂、环氧树脂或酚醛树脂；约束盘(14)与曝气盘(15)上小膜束位置固定孔的大小形状与小膜束相当，在约束盘与曝气盘上的位置固定孔排布包括同心圆形式、放射状形式；曝气盘(15)中曝气孔(16)的直径为5～15mm，长度为30～60mm，数目为6～24个，曝气孔(16)的排布包括同心圆形式、放射状形式，曝气孔(16)排布为在径向均匀分布；

步骤三、将嵌套有波纹状螺旋导流件(7)的中空纤维膜束(8)放入组件外壳(5)内；在中空纤维膜束(8)两端与组件外壳(5)环隙处套上T型密封圈(4)，盖上组件顶盖(2)和底盖(11)；用卡箍(3)固定外壳(5)与顶盖(2)、底盖(11)，实现模块化外压式中空纤维膜组件的快速组装；拆卸采用与膜组件组装相反的步骤；组件外壳(5)材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢。