[實(shí)用新型]一種浸入式中空纖維膜組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020209097.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201889161U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳志軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京海思清膜科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D63/02
• 分類號(hào): B01D63/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種置于水中或其他液體中的中空纖維膜組件，用于水處理、化工、制藥等工藝過(guò)程中的固液分離操作，例如用于濃縮水中的細(xì)胞，或者用于過(guò)濾水使其不含懸浮固體。

背景技術(shù)

在水處理和化工技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常需要把分散在水中或其他液體中的固體顆粒(以下稱懸浮固體)從水中或其他液體中分離出去。為了敘述方便，以下就以從含有固體雜質(zhì)的水中分離懸浮固體為例來(lái)加以說(shuō)明。當(dāng)這一過(guò)程是通過(guò)讓含有懸浮固體的水通過(guò)多孔介質(zhì)的方式實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，通常又稱之為過(guò)濾。膜分離工藝是實(shí)現(xiàn)這種固液分離過(guò)程的有效方法。操作的過(guò)程是，在多孔膜(微濾膜或超濾膜)兩側(cè)形成壓差，水就從壓力高的一側(cè)滲透到壓力低的一側(cè)，壓力低的一側(cè)就集中了不含或少含懸浮固體的水，而壓力高的一側(cè)則集中了濃縮的懸浮固體，這一過(guò)程被稱為膜分離或膜過(guò)濾(采用微濾膜時(shí)稱之為微濾，采用超濾膜時(shí)稱之為超濾)。用中空纖維膜制成的浸入式膜組件是實(shí)現(xiàn)膜分離過(guò)程的一種設(shè)備形式，其特點(diǎn)是，用于膜分離的膜元件(若干中空纖維膜絲封裝在一起而成的最小的濾膜單元)是沒(méi)有外殼或容器的，若干個(gè)浸入式膜元件按照某種排列方式聯(lián)接在一起而組成一個(gè)膜組件，若干個(gè)膜組件又按照一定的排列方式并聯(lián)在一起，共同置于一個(gè)水槽之中且所有膜組件淹沒(méi)在待過(guò)濾的水中，通過(guò)集中聯(lián)通中纖維內(nèi)腔的集水管用泵或依靠重力抽吸，經(jīng)多孔膜過(guò)濾后的水就流出來(lái)，膜分離過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。

膜分離過(guò)程通常是間歇的，原因是隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行多孔膜的濃水側(cè)的表面會(huì)形成越來(lái)越致密的由被濃縮了的懸浮固體組成的沉積層(濃差極化層)，這一沉積層會(huì)阻止過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，使得水透過(guò)多孔膜的速率越來(lái)越慢，或者為了維持恒定的透過(guò)流量所需的壓差越來(lái)?越大。當(dāng)這一過(guò)程達(dá)到一定程度，膜分離過(guò)程就會(huì)暫停，接下來(lái)是一個(gè)短暫的物理清洗操作，比如在濃水側(cè)通入氣泡(通常是指外壓式濾膜，也就是中空纖維膜的外側(cè)是濃水側(cè)，內(nèi)側(cè)是濾過(guò)水)，使其在濃水側(cè)形成劇烈的紊動(dòng)兩相流(通常這被稱為空氣擦洗)，從而在一定程度上解除上述沉積層對(duì)過(guò)濾過(guò)程的阻力。還有一種常用的物理清洗操作是用濾后水對(duì)多孔膜進(jìn)行反向沖洗。空氣擦洗和反沖洗可以單獨(dú)使用，也可以一并使用。此后過(guò)濾繼續(xù)進(jìn)行，直到下一個(gè)物理清洗操作。以上過(guò)程循環(huán)往復(fù)，直到多孔膜上阻礙過(guò)濾過(guò)程的污染物累積到不能容忍的程度，則需要進(jìn)行一次耗時(shí)較長(zhǎng)的、清洗效果也更為徹底的化學(xué)清洗?；瘜W(xué)清洗通常使用一種或幾種化學(xué)藥劑的水溶液(以下稱為清洗藥液)對(duì)膜進(jìn)行浸泡、沖刷，清洗藥液可以是經(jīng)過(guò)加熱的或不加熱的。

綜上所述，采用浸入式中空纖維膜組件的膜分離過(guò)程涉及多個(gè)水力學(xué)過(guò)程：壓差推動(dòng)下的過(guò)濾過(guò)程、空氣擦洗和清水反沖洗過(guò)程、清洗藥液的浸泡和沖洗過(guò)程，等等。浸入式中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)形式和水力學(xué)特征對(duì)這些水力學(xué)過(guò)程和操作有著決定性的影響。另外，中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)形式也決定了膜組件的造價(jià)、安裝方式、膜組件拆裝和維護(hù)的方便性等等。目前市場(chǎng)上中空纖維膜產(chǎn)品大多沒(méi)有兼顧上述各功能要求，存在著這樣或那樣的缺點(diǎn)，要么是拆裝不便，要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要么消耗大量的不銹鋼作為支承結(jié)構(gòu)，要么由于水力學(xué)條件不佳造成物理清洗過(guò)程效果不良。除此之外，這些已有產(chǎn)品都有一個(gè)共同的突出缺陷，就是一種膜元件只能組成一種形狀的膜組件，不同的膜組件之間不能夠?qū)崿F(xiàn)膜元件的互換，或者即使勉強(qiáng)能夠互換，更換的代價(jià)也很大，更換的過(guò)程也很麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以批量制造的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、拼裝和聯(lián)接簡(jiǎn)便、拆裝便捷，且節(jié)省材料的中空纖維膜組件。該膜組件的集水管和膜組件的支承結(jié)構(gòu)合二為一，無(wú)需另外的構(gòu)件來(lái)專門固定膜元件并承擔(dān)膜元件的重量，從而節(jié)省大量材料。