膜分離設備用膜組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種膜分離設備用膜組件，屬水處理設備領域。包括：外殼，設有中空內(nèi)腔，該外殼一端設有與其內(nèi)腔連通的膜組件進液口兼排污口，另一端設有濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口；中空纖維膜濾芯，設于外殼內(nèi)腔，其密閉端對應于外殼的膜組件進液口兼排污口，開孔端對應于外殼的濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口；扇葉結(jié)構(gòu)，設在外殼內(nèi)腔的中空纖維膜濾芯與膜組件進液口兼排污口之間，能自由轉(zhuǎn)動，與外殼固定連接。通過設置能自由轉(zhuǎn)動扇葉結(jié)構(gòu)，可在清洗時，通過氣、液體流動使扇葉結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)動，使原液在進液中改變方向，使中空纖維膜濾芯各部位都得到清洗，保證清洗效率和清洗效果。
【專利說明】膜分離設備用膜組件

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水處理設備領域，特別是涉及一種膜分離設備用膜組件。

【背景技術】
[0002]膜分離技術是指用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法。在薄膜的致密過濾層上分布著眾多孔徑均勻的微孔，正是這些微孔決定了膜的分離性能。根據(jù)微孔孔徑的不同，可將分離膜分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等膜。膜分離具有諸多優(yōu)點，可用于水處理的深度凈化。與常規(guī)處理工藝相比，它能夠去處水中的嗅味、色度、微生物、消毒副產(chǎn)物前體及其它一些有機物，保證更好和更可靠的水質(zhì)；不需投加藥劑，不會造成二次污染；設備緊湊，占地面積小并且易于自動控制。膜分離技術除了用于海水和苦咸水的淡化，純水和超純水的生產(chǎn)外，還用于食品、醫(yī)藥、石油、化工、環(huán)保和生物工程等領域。
[0003]在膜分離設備運行過程中，中空纖維膜在過濾透過液的同時，污泥和懸浮物等也會附著在中空纖維膜表面，形成對膜的污染。膜污染不但影響膜的通量，降低設備運行效率，還會縮短膜的使用時間，加大運行成本。
[0004]而目前采用的普通氣洗只是由固定的氣孔曝氣，通過氣體上升形成的氣液流，對中空纖維膜絲進行沖洗，這種沖洗方式方向和路線固定，往往會漏掉部分區(qū)域，形成“死角”；同樣，從進液口進來的原液對膜絲也有一定的清洗作用，也存在清洗方向和路線固定，會漏掉部分區(qū)域。因此，如何提高清洗效果，減少膜污染是膜分離技術中急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]基于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本實用新型提供一種能方便清洗干凈，減少膜污染的膜分離設備用膜組件。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種膜分離設備用膜組件，包括:
[0007]外殼，其設有中空的內(nèi)腔，該外殼一端設有與其內(nèi)腔連通的膜組件進液口兼排污口，另一端分別設有濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口 ；
[0008]中空纖維膜濾芯，設置在所述外殼的內(nèi)腔中，該中空纖維膜濾芯的密閉端對應于所述外殼上的膜組件進液口兼排污口，開孔端對應于所述外殼上的濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口 ；
[0009]扇葉結(jié)構(gòu)，設置在所述外殼的內(nèi)腔中的所述中空纖維膜濾芯與所述膜組件進液口兼排污口之間，能自由轉(zhuǎn)動，與所述外殼固定連接。
[0010]本實用新型的有益效果為:通過設置能自由轉(zhuǎn)動的扇葉結(jié)構(gòu)，使得該膜組件可以在清洗該膜組件時，通過氣體和液體的流動使扇葉結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)動，使原液在進液的過程中，改變水流方向，使中空纖維膜濾芯各部位都得到清洗，增強氣液紊動效果，提高氣洗效果，保證了清洗效率和清洗效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本實用新型實施例提供的膜組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中各標號的部件名稱為:1-膜組件進液兼排污口 ；2_常閉口 ；3_濃縮液出兼化學清洗液進口 ；4_透過液出兼清洗物進口 ；5-防水電扇；6-中空纖維膜；7-電源接口。

【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0015]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型的膜組件作進一步說明。
[0016]本發(fā)明實施例提供一種膜分離設備用膜組件，是一種方便清洗且清洗效果更好的膜組件，包括:
[0017]外殼，其設有中空的內(nèi)腔，該外殼一端設有與其內(nèi)腔連通的膜組件進液口兼排污口(該口可起到膜組件進液口、氣水反洗排污口和化學清洗液出口的作為)，另一端分別設有濃縮液出口兼化學清洗液進口(該口起到濃縮液出口和化學清洗液進口)與透過液出口兼清洗物進口(該口可起到透過液出口、反沖洗水進口和清洗空氣進口的作用)；
[0018]中空纖維膜濾芯,設置在外殼的內(nèi)腔中，該中空纖維膜濾芯的密閉端對應于外殼上的膜組件進液口兼排污口，開孔端對應于外殼上的濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口；
[0019]扇葉結(jié)構(gòu)，設置在所述外殼的內(nèi)腔中的所述中空纖維膜濾芯與所述膜組件進液口兼排污口之間，能自由轉(zhuǎn)動，與所述外殼固定連接。
[0020]優(yōu)選的，上述膜組件中的扇葉結(jié)構(gòu)采用防水電扇，防水電扇的電源接口設置在所述外殼外面；優(yōu)選的，上述扇葉結(jié)構(gòu)為三葉結(jié)構(gòu)，該扇葉結(jié)構(gòu)的中心部位與所述外殼底端的端蓋固定連接，具體固定在端蓋的中心部位，能在中空纖維膜濾芯的密閉端與端蓋之間自由轉(zhuǎn)動。通過設置這種扇葉結(jié)構(gòu)，可在清洗該膜組件時，通過氣體和液體的流動而發(fā)生轉(zhuǎn)動，使原液在進液的過程中，改變水流方向，使中空纖維膜濾芯不同地方都得到清洗，增強氣液紊動效果，提高氣洗效果，保證了清洗效率和清洗效果。采用防水電扇，當使用電動驅(qū)動防水電扇時，大大加強流水對中空纖維膜的沖洗力度，從而防止中空纖維膜過快污染，減少停機清洗時間，提高設備使用效率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。
[0021]上述膜組件，中空纖維膜濾芯為長條形的錐臺結(jié)構(gòu)，該中空纖維膜密閉端的直徑小于開孔端的直徑，中空纖維膜濾芯的密閉端設有三個支架，三個支架可為向下傾斜30度的支架。
[0022]上述膜組件，中空纖維膜濾芯密閉端的直徑為外殼內(nèi)徑的二分之一，所述中空纖維膜濾芯開孔端的直徑與外殼內(nèi)徑相匹配。
[0023]上述膜組件，中空纖維膜濾芯為采用聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、芳香聚酰胺與磺化聚醚砜中的一種或幾種共混材料制的中空纖維膜濾芯。這種中空纖維膜濾芯不僅過濾分離效果好，且耐腐蝕效果好，提升保證膜組件的使用壽命。
[0024]上述膜組件，外殼為長筒結(jié)構(gòu)，兩端設有活動扣裝的端蓋，所述膜組件進液口兼排污口設置在一端的所述端蓋上，所述濃縮液出口兼化學清洗液進口設置在另一端的所述端蓋上，所述透過液出口兼清洗物進口設置在所述外殼的側(cè)壁上。
[0025]上述膜組件，外殼為采用UPVC、ABS、PMMA、不銹鋼制成的外殼。這種外殼可以保證該膜組件的耐腐蝕效果，提升保證膜組件的使用壽命。
[0026]上述膜組件，外殼上設有常閉口，設置在所述進液口兼排污口一端的所述外殼側(cè)壁上。
[0027]上述膜組件，中空纖維膜濾芯與防水電扇與外殼的連接均采用膠黏劑粘結(jié)固定，其中膠黏劑可采用聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅橡膠中的一種或幾種。通過膠黏劑粘結(jié)固定可確保耐腐蝕效果，提升保證膜組件的使用壽命。
[0028]上述膜組件可通過以下方式制作(以下均以扇葉結(jié)構(gòu)采用防水電扇為例，普通的非電動的扇葉結(jié)構(gòu)制作方法與此類似，可參照下述制作方法進行)，包括:
[0029]a、制作中空纖維膜濾芯:中空纖維膜濾芯用于實現(xiàn)液固分離。根據(jù)膜面積設計要求，將一定數(shù)量一定長度且等長的中空纖維膜用膠黏劑在中空纖維膜兩端進行粘結(jié)成型，靜置一段時間，開孔端大小和外殼內(nèi)腔內(nèi)經(jīng)相匹配，密閉端為外殼內(nèi)腔內(nèi)徑的1/2，密閉端澆注出三個向下傾斜30度的支架，靜置一段時間，然后修剪，得到該濾芯；
[0030]b、制作該膜組件外殼:外殼材料要求有高的耐腐蝕性、耐酸堿性、較高的機械強度、較高的耐壓性；根據(jù)膜面積設計要求和濾芯長度來確定外殼長度、組件總長等，同時還要確定四個接口的內(nèi)外徑及兩個側(cè)接口的中心距；同時還要合理選取外殼外徑；
[0031]C、制作防水電扇:防水電扇用于使氣液流橫向紊動,將其固定在外殼內(nèi)腔的底端正中心處，且在中空纖維膜濾芯的下端中心處；該防水電扇可采用市售的三葉結(jié)構(gòu)的防水電扇；
[0032]d、組裝和成型:將中空纖維膜濾芯的開孔端用膠黏劑粘結(jié)在外殼內(nèi)腔(相當于濾筒)的頂端內(nèi)壁上，將中空纖維膜濾芯的密閉端設有三個支架，三個支架可以向下傾斜30°角，三個支架用膠黏劑粘結(jié)到外殼內(nèi)腔底端，粘結(jié)后中空纖維膜濾芯的密閉端距外殼內(nèi)腔底端20cm,然后再將防水電扇固定在外殼內(nèi)腔的底端，防水電扇處于中空纖維膜濾芯的密閉端與膜組件進液口兼排污口之間，防水電扇的電線出口設置在外殼側(cè)壁的常閉口處；通過帶有活接接口的端蓋用卡箍與外殼進行連接(其中，處于外殼底端的進液口兼排污口和外殼側(cè)壁的端蓋均可以采用卡箍與外殼進行連接，而處于外殼頂端的端蓋)，連接進出水管，即得帶有小型三葉防水電扇的中空纖維膜組件。實際組裝時，一定要注意粘結(jié)固化完全，需靜置12小時以上；固化完全后，再進行其它的操作。
[0033]上述膜組件的中空纖維膜濾芯可由以下幾種材質(zhì)的中空纖維膜制成:聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、芳香聚酰胺與磺化聚醚砜等中的一種或幾種共混制的；膠黏劑可采用聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅橡膠等中的一種或幾種。
[0034]上述膜組件的外殼可采用以下材質(zhì)制成:UPVC、ABS、PMMA、不銹鋼等；接口直徑可選50mm、32mm、25mm ;側(cè)接口的中心距根據(jù)組件總長來設定。
[0035]上述膜組件的防水電扇為三葉結(jié)構(gòu)，中心處與外殼的端蓋相連并固定在其上，電線與之相連，電線通過外殼側(cè)壁上設置的常閉口與外部電源相連。
[0036]本實用新型實施例的膜組件具有以下優(yōu)點:(I)具有三葉結(jié)構(gòu)的防水電扇可增強氣液的橫向紊動，利于清除濾膜表面的濾餅層；(2)中空纖維膜濾芯的結(jié)構(gòu)為圓錐形結(jié)構(gòu)便于氣液的沖洗；(3)由于耐污染性能的提高，減少了超濾膜反沖洗和停機清洗次數(shù)，提高了設備運行效率；(4)整個制作過程操作簡單，容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。該方法能夠增加超濾膜的使用壽命，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益。該膜組件結(jié)構(gòu)簡單，無論在耐污染性、使用壽命等方面均具有明顯的優(yōu)勢，有效擴大了中空纖維膜組件的應用范圍，達到對膜的耐污性有效改善的目的。
[0037]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型的膜組件做進一步說明。
[0038]本實施例提供一種膜分離設備用的膜組件，是一種具有增強清洗中空纖維膜功能的自動和電動功能扇葉結(jié)構(gòu)的膜組件，該膜組件主要是利用增大濾筒中氣液流的紊動來增大氣液流對中空纖維膜的表面的剪切力來增強中空纖維膜的耐污染性能，該膜組件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其具體通過以下步驟制作，包括:
[0039]a、首先制作中空纖維膜濾芯，將5000根長度約為2.5m、內(nèi)外徑分別為350與480微米的PVDF中空纖維膜用705硅橡膠進行封端，干后(約6小時)，將環(huán)氧樹脂和三乙基四胺按一定比例混勻進行澆注，等樹脂完全固化后(約12小時)，開孔端大小和外殼內(nèi)經(jīng)相匹配為150mm，密閉端為外殼內(nèi)經(jīng)一半為75mm，密閉端澆注出三個(三個支架間隔1200)向下傾斜300的支架，得到濾芯，修整，以便組裝使用。
[0040]b、制作膜組件外殼的，外殼長度為2280mm、組件總長為2400mm，同時四個接口的外徑為50mm，兩個側(cè)接口的中心距為2120mm，同時選取外殼外徑為150mm ；
[0041]C、制作防水電扇，直接購買這類小型的防水電扇，為三葉結(jié)構(gòu),風葉長為50mm,高度為150mm的，將其固定在外殼內(nèi)腔的底端正中心處，且在處于中空纖維膜濾芯的下端中心處；
[0042]d、組裝和成型，將中空纖維膜濾芯的開孔端用膠黏劑粘結(jié)在外殼內(nèi)腔的頂端，將中空纖維膜濾芯的密閉端用膠黏劑進行固定在濾筒內(nèi)部，然后再將電風扇固定在濾筒的底端，電線出口在常閉口處；然后將帶有活接接口的端蓋用卡箍與濾筒進行連接，連接進出水管，既得帶有小型三葉電風扇的中空纖維膜組件。
[0043]實際中，先將中空纖維膜濾芯的開孔端粘結(jié)在已粘結(jié)過端蓋的外殼頂端上，并與其頂端向水平，然后再將帶有三個支架的中空纖維膜濾芯的密閉端粘結(jié)到外殼的底部，可固定在外殼底部的內(nèi)側(cè)壁上，再將三葉結(jié)構(gòu)的防水電扇固定在底端端蓋上，防水電扇的電線由電源接口 7經(jīng)常閉口連接外部電源，然后再將各端蓋粘結(jié)到外殼的相應口上，即得到帶有小型三葉防水電扇的中空纖維膜組件。
[0044]綜上所述,本實用新型實施例膜組件,通過加入防水電扇，可自動或電動轉(zhuǎn)動,扇葉結(jié)構(gòu)可通過氣體和液體的流動而發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而均勻分散氣體或液體的分布和流動方向，達到全面清洗的效果；當通過電力驅(qū)動扇葉結(jié)構(gòu)時，快速轉(zhuǎn)動扇葉結(jié)構(gòu)膜組件，既能均勻分散氣體或液體的分布和流動方向，又能加速液體流動和轉(zhuǎn)動，達到加強清洗的效果，實現(xiàn)了具有增強氣液紊動效果高效率耐污染的中空纖維膜組件，極大的提高了中空纖維膜的耐污性能、增加了中空纖維膜的使用壽命和效率，達到增加中空纖維膜的使用年限的目的。
[0045]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種膜分離設備用膜組件，其特征在于，包括: 外殼，其設有中空的內(nèi)腔，該外殼一端設有與其內(nèi)腔連通的膜組件進液口兼排污口，另一端分別設有濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口； 中空纖維膜濾芯，設置在所述外殼的內(nèi)腔中，該中空纖維膜濾芯的密閉端對應于所述外殼上的膜組件進液口兼排污口，開孔端對應于所述外殼上的濃縮液出口兼化學清洗液進口與透過液出口兼清洗物進口； 扇葉結(jié)構(gòu)，設置在所述外殼的內(nèi)腔中的所述中空纖維膜濾芯與所述膜組件進液口兼排污口之間，能自由轉(zhuǎn)動，與所述外殼固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述扇葉結(jié)構(gòu)采用防水電扇，所述防水電扇的電源接口設置在所述外殼外面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述扇葉結(jié)構(gòu)為三葉結(jié)構(gòu)，該扇葉結(jié)構(gòu)的中心部位與所述外殼底端的端蓋固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜濾芯為長條形的錐臺結(jié)構(gòu)，該中空纖維膜濾芯密閉端的直徑小于開孔端的直徑，所述中空纖維膜濾芯的密閉端設有三個支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜濾芯密閉端的直徑為所述外殼內(nèi)徑的二分之一，所述中空纖維膜濾芯開孔端的直徑與所述外殼內(nèi)徑相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜濾芯為采用聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、芳香聚酰胺與磺化聚醚砜中的一種或幾種共混材料制的中空纖維膜濾芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述外殼為長筒結(jié)構(gòu)，兩端設有活動扣裝的端蓋，所述膜組件進液口兼排污口設置在一端的所述端蓋上，所述濃縮液出口兼化學清洗液進口設置在另一端的所述端蓋上，所述透過液出口兼清洗物進口設置在所述外殼的側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述外殼為采用UPVC、ABS、PMMA、不銹鋼制成的外殼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、7或8所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述外殼上設有常閉口，設置在所述進液口兼排污口 一端的所述外殼側(cè)壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、7或8所述的膜分離設備用膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜濾芯與防水電扇與外殼的連接均采用膠黏劑粘結(jié)固定，所述膠黏劑采用聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅橡膠中的一種或幾種。
【文檔編號】C02F1/44GK204073862SQ201420535386
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】婁高彬, 王俊安, 姜安平, 王凱, 文一波 申請人:北京桑德環(huán)境工程有限公司