[發明專利]一種外壓式中空纖維膜組件

在審

• 申請號: 201510490717.3
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN104998547A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 沈秋
• 申請（專利權）人: 無錫橋陽機械制造有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英

技術領域

本發明涉及一種中空纖維膜組件，更具體的，涉及一種外壓式中空纖維膜組件。

背景技術

膜技術是上世紀六十年代在國際上蓬勃開展起來的一項跨學科的新技術領域，由于其具有常溫下操作，無相態變化，有明顯節能效果，生產過程不產生污染，被凈化的介質可回用等特點，因此在各個工業領域得到迅速的推廣和應用。

目前，中空纖維已經廣泛用于對水或者液體的過濾或者凈化處理。使用中空纖維作為過濾材料的組件主要構造包括承壓容器、中空纖維束，中空纖維束兩端被固定。容器中的原水在一定壓力作用下，透過中空纖維膜的微孔滲透而成為凈水。使用中，原水中的膠體、懸浮微粒等物質不斷集中于中空纖維表面，造成效率降低，因此需要進行清洗。

對于一個膜分離過程，選擇什么樣的膜組件取決于兩個方面：一個是膜本身的性質，另一個是過程的特殊性。在膜過濾器中，由于處理的對象是污泥，膜污染是不可避免的，而且比較嚴重，同時污水的量都比較大，因此應該選擇耐污染、膜通量大的組件形式。隨著膜分離過程的進行，溶液中的大分子物質、溶解物質被吸附到膜表面，進而進入膜孔內部堵塞膜孔以及顆粒物質在膜表面的沉積現象稱為膜污染，膜污染后即表現為膜阻力的增加和膜通量的下降。一般來說，在膜生物反應器中，使膜造成污染的主要有兩大類物質。一類是溶液中的大分子物質、溶解性物質，這類物質會被吸附到膜表面形成凝膠層，或者進而進入膜孔內部堵塞膜孔，稱為不可逆污染。另一類物質是顆粒狀的物質，隨著膜分離過程的進行，這類物質會在膜表面沉積形成濾餅層，這樣發展起來的膜污染往往在膜污染總阻力中占有較大的比例，但是這種污染一般是可逆的，稱為可逆污染，如何采用有效的物理手段控制可逆污染的發展是膜過濾裝置中控制膜污染的關鍵。

根據膜組件的設置位置，膜過濾裝置可分為分置式膜過濾裝置和一體式(或浸入式、內置式)膜過濾裝置兩大類。傳統的外置式膜過濾裝置一般采用柱式膜組件，并采取單相錯流過濾的水動力操作模式，靠循環泵提供的正壓形成膜的驅動壓力的出水方式。它有膜通量大、膜清洗方便二個主要的優點。但是，為了有效地控制膜污染，往往需要比較大的膜面流速，所需的流量和揚程較大，能耗也較大。傳統的一體式膜過濾裝置一般采用簾式膜組件，利用氣提原理，形成一個氣水二相流在升流區和降流區循環，對膜表面進行沖刷，控制膜污染。采用的抽吸泵抽吸真空形成膜的驅動壓力的出水方式。它的主要優點是能耗較外置式相對為低，用地較省，但其膜清洗不方便，膜清洗成本較高，膜通量也相對較小。而且，由于氣提的是整個反應器里的懸浮液，氣水二相流的流體斷面也較大，如何降低其能耗依然是人們的一個重要關注點。

而在飲水過濾方面，目前市場上的飲水機由于沒有設置有效的常溫除菌裝置，水斗中的水與大氣直接相通，空氣中的細菌自由進入飲水機水斗，有的雖然也設置了空氣過濾裝置，但過濾精度不高，不能徹底阻止細菌進入，這就造成飲水機水斗中的水產生二次污染。有的在飲水機水斗中加入殺菌、抑菌材料，這種方法在產品使用初期有相當的效果，但隨著抑菌材料在水中的不斷析出，其殺菌、抑菌功能很快消失，有的其殺菌功能甚至不能維持一個星期。所以，飲水機這種產品急需技術創新，確保冷水龍頭出水水質符合衛生指標。其中，比較高檔的飲水機專用凈水器已經開始使用中空纖維超濾膜，使用超濾膜的凈水器，可以可靠地去除水中的細菌，并且水中不增加任何化學物質，確保出水水質符合衛生指標。如中國專利號為200420090487.9《一種中空纖維超濾膜組件》就提供了這樣一種用于飲水機專用凈水器上的中空纖維超濾膜組件，它在殼體內設有眾多折成兩頭朝下的中空纖維超濾膜絲，超濾膜絲的下部相互粘結并與殼體下部內壁粘成一體。但是，市場上這類產品中使用的超濾膜，至今仍是全部從國外進口，成本很高，市場價格高，難以在我國中低收入家庭中推廣使用。