[實用新型]集散型中空纖維膜柱式膜組件濾芯

有效

• 申請號: 201120392639.0
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN202237813U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 文劍平;張繼昌;陳亦力;吳強
• 申請（專利權）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所 11305
• 代理人: 吳錦

【技術領域】

本實用新型屬于水處理設備，更具體地，本實用新型涉及一種水處理中使用的中空纖維柱式膜組件濾芯，可用于污水處理的中水回用及凈水生產。

【背景技術】

近年來隨著膜行業的發展，膜技術的應用越來越多的引起人們的關注。中空纖維膜組件因其獨特的結構特點，如裝填密度大、自支撐體系等已被廣泛的應用于污水處理、廢水回用等諸多領域。但是在應用過程中尤其是在高濁度的水處理應用中，不可避免會出現膜污染問題，影響組件過濾效率和使用壽命。因此，為了降低膜污染，提高膜組件的過濾效率，延長使用壽命，改善水流均勻性，膜組件優化，尤其是核心部分濾芯的優化設計日益突顯。

現有中空纖維柱式膜組件的過濾濾芯一般有兩種形式：雙端澆注形成出水端樹脂固定層和進水端樹脂固定層，這種膜組件至少有一端開口；“U”形單端開口澆注形成出水端樹脂固定層。這兩種結構存在以下缺陷：

第一、雙端澆注的過濾濾芯兩側分別是進水端樹脂固定層和出水端樹脂固定層，中空纖維膜絲被固定在其間。使用時極易對膜絲根部造成損傷，大大降低了膜組件的使用壽命。

第二、雙端澆注的壓力式膜組件濾芯中的纖維間水流道較為狹窄，極易形成死角，導致堵塞造成膜污染。同時也為膜組件的清洗帶來不便。

第三、“U”形單端澆注濾芯中的水流道彎曲，同時受部分水流剪切作用和水流沖擊應力集中的影響，減少膜組件的使用壽命。

第四、樹脂澆注時，無論是雙端澆注還是“U”形單端澆注，都會由于聚合物的爬桿效應使得樹脂沿纖維絲外壁爬升，使得纖維絲變脆，而固化后的樹脂固定層的高度低于樹脂沿纖維絲外壁爬升的高度，纖維絲在水處理過程中產生晃動，纖維絲根部易折斷，膜組件的使用壽命短。

針對上述問題，有不少專利或專利申請或通過優化膜組件澆注方法、或通過改變組件端頭的設計、流道設計等，一定程度地提高了中空纖維膜絲的耐污染性，延長了組件的使用壽命和運行周期。例如中國專利申請200510015346.X、200910110831.3的方法，或ZL?200520027729.4公開的采用在中空纖維根部實施二次澆注形成保護層，防止纖維膜的破損，提高了出水質量和膜組件的使用壽命。但是其膜組件制備和設計優化繁瑣復雜，不能很好的兼顧膜元件的維護保養和膜絲的耐污染以及整個膜過濾裝置的產水質量的技術問題。

又如美國專利申請US5248424公布的在集水基板之間設置“拱形”無殼也無約束的中空膜組件，膜絲呈浮游狀態，可自由擺動。該技術一定程度地提高了膜絲的自由度，改善了水處理性能，但是膜絲布置呈大幅面的屏幕狀，膜絲受力不均勻，影響膜組件的使用壽命和產水水質。

【發明內容】

本發明的目的是為了改進現有柱式膜組件在使用過程中易受污染，膜組件需頻繁清洗、使用壽命短等不足，提供一種集散型中空纖維柱式膜組件濾芯。

為了實現上述發明目的，本實用新型提供一種集散型中空纖維柱式膜組件濾芯，包括中空纖維膜膜絲2和安設在多根所述中空纖維膜膜絲2一端外部的膜絲保護套3，其中，將多組安設了所述中空纖維膜膜絲2的膜絲保護套3安裝在樹脂固定層1中，所述中空纖維膜膜絲2在樹脂固定層1中的一端為出水端，所述中空纖維膜膜絲2的另一端封堵為離散式自由端。

根據上述集散型中空纖維柱式膜組件濾芯的一種優選的具體實施方式，其中所述中空纖維膜膜絲2的自由端是以單根中空纖維膜封堵形成的，或以多根中空纖維膜封堵形成的。

本實用新型中，所述中空纖維膜是孔徑為0.01-10μm的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)或聚醚砜樹脂(PES)中空纖維膜。

根據另一種優選的具體實施方式，所述膜絲保護套3是以包裹、貼附、粘著或填充固定材料的方式安設在所述中空纖維膜膜絲2端部的。

本實用新型的膜絲保護套3所選用的材質為樹脂材料，范圍廣泛，例如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS樹脂等均可。

本實用新型的集散型中空纖維柱式膜組件濾芯具有下述有益效果：

1、由于采用單端澆注的集-散模式(即一端為自由端，另一端為離散端)，可以有效調整膜組件內部中空纖維膜的長短，使組件形式和制作工藝簡單化；

2、本實用新型的濾芯一端的呈離散式，一方面有利于水力分配，克服進水水流不均勻的問題，減少對中空纖維膜膜絲的損壞；另一方面增寬進水流道，當膜束處于離散懸浮抖動狀態時，可減少污染物的沉積，使其抗污堵能力增強，保證采用該濾芯在過濾高濁度水時仍具有較高的通量，而且濾芯更易于清洗；