[發明專利]平板膜元件用支撐板

無效

• 申請號: 201410273029.7
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104107640A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 商海波;周侃宇;張林中
• 申請（專利權）人: 江蘇藍天沛爾膜業有限公司
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D63/08
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 李妙英

技術領域

本發明是對水處理用平板膜元件中膜支撐板的改進，尤其涉及一種厚度薄且不易變形，以及過濾運行阻力和跨膜壓差小的平板膜元件用支撐板。

背景技術

膜?-?生物反應器?(Membrane?Bioreactor，MBR)，作為一種新型高效污水處理技術，已成為城市污水和工業廢水處理和回用一種很有吸引力和競爭力的選擇，并被視為“最佳實用技術?(Best?Available?Technology)”。平板膜元件是?MBR?反應器的核心元件，而支撐板又是平板膜元件的重要核心部件，支撐平板膜的支撐板如中國專利?CN1676202、CN101541406、CN201534787U、CN201493055U、CN201692771U?等所述，基本采用耐腐性好但剛性相對差的塑料薄板，在其正反面有縱向導流溝槽?(?常用縱向相間錯開?)?；組件組裝是膜元件通過框形支架上寬度兩邊相間?U?型插槽，將兩面覆有平板膜組成的平板膜元件由頂部向下插入各?U?型槽中，即膜片支撐板相間固定，是靠兩側邊插入?U?型槽定位。平板膜元件自發明以來，支撐板結構及形成相間定位基本都是如此，再也沒有其他形式，組裝方式也唯一為上部向下插入式。而實際工程中為使有足夠過濾面積，滿足大過濾通量需求，膜元件都盡可能采用大尺寸，例如有較常用規格為高1.8×寬0.5米的大平面，并且理論上面積越大越好，但由于受插入水中過濾出水阻力及支撐板強度和剛度、插式組裝等限制，此尺寸已經為通用最大尺寸。對于如此大平面，為有效防止使用中受插入水壓力及下方曝氣沖刷力作用變形，塑料支撐板厚度通常至少在?5.5?－?6.0mm，而且面積增大厚度呈正比增加。此支撐板在實際使用中存在以下不足?：一是相對較厚的支撐板?(5.5?－?6.0mm)，成為膜元件構成成本第二大因素，其成本約占整片膜元件的?40?－?50%，也是造成膜元件成本較高、推廣困難的一個不能忽視的原因，但降低板厚度又會造成剛性不夠，不足以使其豎立支撐保持平面?；二是大平面膜元件是靠側邊定位?(?插入?U?型槽?)?保持組成元件要求間距?(?通常為?7?－?8mm)，對于如此大的平面，即使如此厚的塑料支撐板，僅靠兩側邊定位，在實際使用中不可避免會發生變形起翹，變形起翹導致相鄰兩片膜元件間間距在起翹部位發生變化，特別是間距變小會造成膜元件間氣水沖刷不均勻，產生積泥，進而造成膜面堵塞，使得出水通量下降。雖然理論上可以通過增加支撐板厚度克服起翹變形缺點，但由于其占構成成本較高，增厚會造成成本增加較多，更影響膜生物反應器的推廣應用?；其次，支撐板厚度增加，還將減小單位體積內有效過濾面積(相同組件厚度片數減少)，以及重量增加。因此雖然現有支撐板在使用中易變形起翹，但綜合各因素實際應用厚度仍以5.5－6.0mm居多，因此上述缺點成為難以克服。平板膜元件支撐板厚成本高，且使用中仍易變形起翹，已成為浸沒式平板膜組件使用難以逾越的障礙。

其次，現有豎向遠大于寬度的矩形支撐板，過濾出水大都采用單一相間縱向導流凹槽導流至頂部(頂端或頂端側面)出水，即單一上出水。然而高達1.8米左右(大面積甚至更高?)?的膜元件，浸沒在水中板面上下壓力客觀上不同，造成上下跨膜壓差差異大，為將膜片下部透過膜面出水引導至上部出水口排出，運行必須采用泵抽吸出水，基本不能采用重力壓差運行，是造成運行能耗高的一個因素。即使采用抽吸排水，由于水壓差不等原因，膜面上下區域抽吸力客觀不可能均勻，平面上下各點抽吸力不均勻，極易造成膜面污染程度不一，例如靠近出水口抽吸力大區域，膜面污染嚴重，遠離抽吸出水口膜面污染相對輕，長時間運行使得膜面各區域阻力不均勻，還會縮短膜片使用壽命。單出水口在線化學清洗時，因支撐板下部導流槽中殘留過濾水，清洗化學藥劑進入膜元件內部時會被稀釋，造成實際清洗藥液在膜面濃度分布不均勻，有時甚至不能到達所有膜面，導致在線化學清洗不徹底、不全面，不僅影響清洗效果，而且長時間反復清洗不徹底區域造成污染滲入最后不能清洗，使得膜抗污染能力下降，處理出水也下降?；再就是，膜元件內存在過濾余水，上部灌注藥液滲入下部膜面用量大，造成清洗藥液浪費，增加了膜在線清洗費用。