專利名稱：水草管式膜過(guò)濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)水處理和膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水草管式膜過(guò)濾器，包括納濾、超濾和微濾膜過(guò)濾器。該種膜過(guò)濾器特別適用于浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器(MBR)、膜加強(qiáng)生物反應(yīng)器(MEBR)和膜過(guò)濾。
背景技術(shù)：
已知技術(shù)中中空纖維膜、毛細(xì)管膜或管式膜通常組成壓力式或浸沒(méi)式膜過(guò)濾器。如美國(guó)專利(7517421B2)所述，中空纖維膜、毛細(xì)管膜和管式膜外徑分別為0. 03-0. Imm ；0. 2-3mm和4_50mm。本實(shí)用新型涉及4_50mm的管式膜。另外本說(shuō)明書(shū)中把納濾膜、微濾膜和超濾膜統(tǒng)稱為膜(過(guò)濾精度為0. 005-1微米)。膜過(guò)濾器的一種特殊應(yīng)用是過(guò)濾污水處理生化反應(yīng)器中的生化反應(yīng)液。這種將 生化反應(yīng)器和膜過(guò)濾相結(jié)合的技術(shù)被稱為膜生物反應(yīng)器(MBR)。另外中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?00610002387X)揭示了將生物膜反應(yīng)器和膜過(guò)濾相結(jié)合的《膜加強(qiáng)生物反應(yīng)器》(MEBR)。對(duì)于污染物含量較高的液體膜過(guò)濾(例如MBR或MEBR)，已知技術(shù)中一般采用內(nèi)壓管式膜過(guò)濾器或浸沒(méi)式膜過(guò)濾器。內(nèi)壓式膜過(guò)濾器需要采用高流量錯(cuò)流循環(huán)的方式避免膜污染，因而運(yùn)行能耗較高，應(yīng)用較少。浸沒(méi)式膜過(guò)濾器一般通過(guò)向膜周圍的液體中由下向上曝氣來(lái)減低液體中固體雜質(zhì)在膜表面的沉積和對(duì)膜表面的污染。已知技術(shù)中浸沒(méi)式膜過(guò)濾器包括板框式膜過(guò)濾器、中空纖維膜膜過(guò)濾器和毛細(xì)管膜過(guò)濾器。板框式膜過(guò)濾器存在成本較高，充填效率較低，不能水利反沖的問(wèn)題。中空纖維膜或毛細(xì)管膜過(guò)濾器有簾式、柱式膜過(guò)濾器。污水中固體物質(zhì)(特別是毛發(fā)纖維、紙纖維和粘性污泥)經(jīng)常在中空纖維或毛細(xì)管簾式膜過(guò)濾器或柱式膜過(guò)濾器上部中空纖維或毛細(xì)管膜澆筑處堆積纏繞，造成膜通量下降。另外毛細(xì)管膜或中空纖維膜有膜絲易斷裂的問(wèn)題。編織管支撐的毛細(xì)管膜屬于毛細(xì)管膜的一種，沒(méi)有解決物體物質(zhì)堆積纏繞的問(wèn)題；雖然通過(guò)編織管加強(qiáng)避免的“膜絲”斷絲問(wèn)題，但是帶來(lái)了過(guò)濾層脫附的問(wèn)題。為了解決纖維纏繞的問(wèn)題，中國(guó)專利200920145649. 7揭示的束集成水草式膜過(guò)濾器，涉及毛細(xì)管膜和中空纖維膜，雖然使得膜過(guò)濾器組件上部相對(duì)開(kāi)放，但是纖維物質(zhì)仍然在纖維束內(nèi)膜絲之間纏繞。同樣為了解決纖維纏繞的問(wèn)題，美國(guó)專利(US7160545)揭示了底端澆筑頂端獨(dú)立封閉的毛細(xì)管膜過(guò)濾器，另外美國(guó)專利申請(qǐng)(US2011/0094964A1)揭示了底端澆筑頂端獨(dú)立封閉的中空纖維膜過(guò)濾器；然而由于中空纖維和毛細(xì)管膜“膜絲”不夠挺括，在曝氣擾動(dòng)下上端容易發(fā)生偏到和互相纏繞。在使用中中空纖維或毛細(xì)管頂端互相纏繞處容易積存污泥和纖維狀物質(zhì)，使得這種技術(shù)難以得到廣泛應(yīng)用。綜上所述，目前MBR技術(shù)中還沒(méi)有解決污水中纖維物質(zhì)在膜周圍堆積纏繞的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了 MBR，MEBR技術(shù)的推廣和應(yīng)用。本實(shí)用新型的目的是為根本解決污水中纖維物質(zhì)在膜周圍堆積纏繞的問(wèn)題，揭示一種頂端開(kāi)放的水草管式膜過(guò)濾器。當(dāng)然，這種管式膜過(guò)濾器也適用于過(guò)濾其他液體。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有技術(shù)中浸沒(méi)式膜過(guò)濾器存在物體物質(zhì)在毛細(xì)管膜或中空纖維膜周圍堆積纏繞的技術(shù)問(wèn)題，揭示一種水草管式膜過(guò)濾器。本實(shí)用新型水草管式膜過(guò)濾器包括至少一個(gè)過(guò)濾單元，一個(gè)汲液腔，一個(gè)汲水腔外殼和至少一個(gè)與所述汲液腔相通的產(chǎn)液管；其中所述過(guò)濾單元包括多根管式膜，將所述多根管式膜一端澆筑在一起的一個(gè)澆筑層，所述管式膜內(nèi)腔在該澆筑端開(kāi)放，并與所述汲液腔聯(lián)通；所述多根管式膜的另一端均被獨(dú)立封閉，所述多根管式膜外側(cè)與所述汲液腔隔離。本實(shí)用新型水草管式膜過(guò)濾器的有益效果在于與已知技術(shù)簾式或柱式毛細(xì)管膜或中空纖維膜相比，由于每根管式膜頂端相互獨(dú)立，避免了纖維 物質(zhì)在管式膜周圍纏繞問(wèn)題，由于管式膜強(qiáng)度較高，避免了 “膜絲”斷裂問(wèn)題；與頂端獨(dú)立封閉的水草式毛細(xì)管膜(US7160454)或水草式中空纖維膜過(guò)濾器(US2011/0094964A1)相比，由于管式膜硬度較高，不存在管式膜之間相互纏繞的問(wèn)題；板框式膜過(guò)濾器相比，由于每根管式膜頂端相互獨(dú)立，避免了纖維物質(zhì)在板框之間堆積問(wèn)題，由于可以反沖，使得膜通量更有保證，由于取消了板框，使得水草管式膜過(guò)濾器具有成本優(yōu)勢(shì)。綜合無(wú)纖維纏繞、不斷絲、可反沖和成本低的特點(diǎn)，本實(shí)用新型水草管式膜過(guò)濾器將從根本上解決MBR技術(shù)目前的問(wèn)題。

圖I是本實(shí)用新型第一種水草管式膜過(guò)濾器縱向剖面示意圖。圖2是本實(shí)用新型第一種水草管膜過(guò)濾器縱向剖面示意圖中M橫向剖面示意圖。圖3是本實(shí)用新型第二種水草管式膜過(guò)濾器縱向剖面示意圖。圖4是本實(shí)用新型第二種水草管式膜過(guò)濾器縱向剖面示意圖中AA橫向剖面示意圖。圖I、圖2、圖3或圖4中100或200.水草管式膜過(guò)濾器，101.過(guò)濾單元，110.多根管式膜，111.管式膜單獨(dú)封閉端，120.汲液腔，121.產(chǎn)液管，122.汲液腔外殼，140.過(guò)濾單元澆筑層圖I或圖2中141.組件澆筑層圖3或圖4中117過(guò)濾單元澆筑外殼，118.過(guò)濾單元連接器具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖I至4，本實(shí)用新型水草管式膜過(guò)濾器(100或200)包括至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)，一個(gè)汲液腔(120)，一個(gè)汲液腔外殼(122)，和至少與q—個(gè)與所述汲液腔(120)相通的產(chǎn)液管(121);其特征在于其中所述過(guò)濾單元(101)包括多根管式膜(110)和將所述多根管式膜(110) —端燒筑在一起的一個(gè)燒筑層(140),所述多根管式膜(110)燒筑端開(kāi)放，并與所述汲液腔(120)聯(lián)通，所述多根管式膜(110)另外一端為單獨(dú)封閉端(111)，所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。參見(jiàn)圖I和圖2，本實(shí)用新型第一種水草管式膜過(guò)濾器(100)，其特征在于至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)通過(guò)一個(gè)組件澆筑層(141)實(shí)現(xiàn)所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。[0022]參見(jiàn)圖3和圖4，本實(shí)用新型第二種水草管式過(guò)濾器(200)，其特征在于所述過(guò)濾單元還包括一個(gè)過(guò)濾單元澆筑外殼(117);所述至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)通過(guò)至少一個(gè)獨(dú)立的過(guò)濾單元連接器(118)與所述過(guò)濾單元澆筑外殼(117)和所述汲液腔外殼(122)配合實(shí)現(xiàn)所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。其中所述獨(dú)立的過(guò)濾單元連接器(118)是已知技術(shù)連接器一種或一種以上。此時(shí)所述過(guò)濾單元(101)可以獨(dú)立拆裝或更換。所述水草管式膜過(guò)濾器包括至少一排過(guò)濾單元(101)，當(dāng)只包括一排過(guò)濾單元(101)時(shí)稱為簾式水草管式膜過(guò)濾器，當(dāng)包括多排過(guò)濾單元(101)時(shí)稱為柱式管式膜過(guò)濾器。多個(gè)水草式膜過(guò)濾器可以通過(guò)任何的排列形式組合成一個(gè)或多個(gè)膜過(guò)濾系統(tǒng)。所述多根管式膜(110)外徑在3. 5-50mm之間，過(guò)濾精度在0. 005-1微米之間。所述多根管式膜(110)長(zhǎng)度在0.5-2. 5m之間，短于0.5m是效率較低，長(zhǎng)于3m時(shí)
管式膜易發(fā)生偏到。所述多根管式膜(110)長(zhǎng)度相等。所述多根管式膜(110)長(zhǎng)度不等，此時(shí)利于物體物質(zhì)漂離多根管式膜頂端。所述多根管式膜(110)頂端封閉方式是超聲波焊接、膠粘接或相轉(zhuǎn)移成膜方法中的一種。所述過(guò)濾單元澆筑層(140)是一個(gè)硬澆筑層。所述過(guò)濾單元澆筑層(140)是由硬澆筑層和較軟澆筑層組成，較硬澆筑層與過(guò)濾后液體接觸，較軟澆筑層與過(guò)濾前液體相接觸。其中硬澆筑層提供必需的強(qiáng)度，而軟澆筑層提供管式膜根部保護(hù)。所述過(guò)濾組件澆筑層(141)是一個(gè)硬澆筑層。所述過(guò)濾組件澆筑層(141)是由硬澆筑層和較軟澆筑層組成，較硬澆筑層與過(guò)濾后液體接觸，較軟澆筑層與過(guò)濾前液體相接觸。其中硬澆筑層提供必需的強(qiáng)度，而軟澆筑層提供管式膜根部保護(hù)。使用本實(shí)用新型水草管式膜過(guò)濾器時(shí)將本膜過(guò)濾器浸沒(méi)在被過(guò)濾液體中，擺放方向不限，但是以管式膜單獨(dú)封閉端向上為佳。產(chǎn)液口與產(chǎn)液泵(圖中未示)連接，該產(chǎn)液泵的功能是將產(chǎn)液輸出和必要時(shí)為膜過(guò)濾器產(chǎn)液側(cè)提供負(fù)壓，過(guò)濾器下方設(shè)置曝氣裝置(圖中未示)。被過(guò)濾液體在液池液位壓力作用下或在液池液位壓力和產(chǎn)液泵負(fù)壓供同作用下由外向內(nèi)透過(guò)管式膜壁進(jìn)入管式膜內(nèi)腔并經(jīng)過(guò)產(chǎn)液管產(chǎn)出。被阻隔的較大懸浮物，特別是纖維類物質(zhì)在氣體擾動(dòng)下向上無(wú)阻礙漂浮。管式膜相當(dāng)挺拔，在水中可以獨(dú)立直立，因而避免了管式膜之間的相互纏繞。管式膜本身的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中空纖維膜和毛細(xì)管膜，因此不必?fù)?dān)心膜絲斷裂的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種水草管式膜過(guò)濾器(100或200)包括至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)，一個(gè)汲液腔(120)，一個(gè)汲液腔外殼(122)，和至少與一個(gè)與所述汲液腔相通的產(chǎn)液管(121);其特征在于其中所述過(guò)濾單元(101)包括多根管式膜(110)和將所述多根管式膜(110) —端澆筑在一起的一個(gè)澆筑層(140)，所述多根管式膜(110)澆筑端開(kāi)放，并與所述汲液腔(120)聯(lián)通，所述多根管式膜(110)另外一端為單獨(dú)封閉端(111)，所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100)，其特征在于至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)通過(guò)一個(gè)組件澆筑層(141)實(shí)現(xiàn)所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100)，其特征在于所述過(guò)濾單元還包括一個(gè)過(guò)濾單元澆筑外殼(117);所述至少一個(gè)過(guò)濾單元(101)通過(guò)至少一個(gè)獨(dú)立的過(guò)濾單元連接器(118)與所述過(guò)濾單元澆筑外殼(117)和所述汲液腔外殼(122)配合實(shí)現(xiàn)所述多根管式膜(110)外側(cè)與所述汲液腔(120)隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于包括至少一排過(guò)濾單元(101)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于所述多根管式膜外徑在3. 5-50mm之間，過(guò)濾精度在O. 005-1微米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于所述多根管式膜長(zhǎng)度在O. 5-2. 5m之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于所述多根管式膜長(zhǎng)度相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于所述多根管式膜長(zhǎng)度不等。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述水草管式膜過(guò)濾器(100或200)，其特征在于所述多根管式膜頂端封閉方式是超聲波焊接、膠粘接或相轉(zhuǎn)移成膜方法中的一種。
專利摘要一種水草管式膜過(guò)濾器，屬于環(huán)境保護(hù)水處理技術(shù)和膜分離技術(shù)領(lǐng)域，該種膜過(guò)濾器特別適用于浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器(MBR)。水草管式膜過(guò)濾器特征在于膜過(guò)濾器中多根管式膜頂端單獨(dú)被封閉，另一端被澆筑在一起并開(kāi)放至汲液腔。被阻隔的懸浮物，特別是纖維類物質(zhì)在氣體擾動(dòng)向上無(wú)阻礙漂浮。本水草管式膜過(guò)濾器有無(wú)纖維纏繞、不斷絲、可反沖和成本低的特點(diǎn)，將從根本上解決MBR技術(shù)目前的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C02F1/44GK202527080SQ201220101838
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者孟廣禎, 祝振鑫, 黃立州 申請(qǐng)人:北京坎普爾環(huán)保技術(shù)有限公司