[實用新型]用于水處理的膜組件及膜過濾器

有效

• 申請號: 201620993222.2
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN206778195U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 宋岱峰;許錦鵬
• 申請（專利權）人: 成都美富特膜科技有限公司
• 主分類號: B01D63/00
• 分類號: B01D63/00;C02F3/02
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙)51227
• 代理人: 王睿

技術領域

本實用新型涉及用于水處理的膜元件、膜組件以及膜過濾器，尤其涉及膜生物反應器的膜元件、膜組件及膜過濾器?！澳ど锓磻鳌奔碝embrane Bio-Reactor，簡稱為MBR。

背景技術

現有的膜生物反應器中，根據膜組件與生物反應器的組合形式可分為分置式MBR和一體式 MBR。分置式MBR的膜組件和生物反應器分開設置，工作時，生物反應器中的混合液經循環泵增壓后打至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過膜，成為系統處理水。而一體式MBR的膜組件則置于生物反應器內部，工作時，待處理水體進入膜生物反應器后其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在壓力作用下由膜組件過濾出水。相比于分置式 MBR，一體式MBR通常體積更小且運行費用較低。

目前，一體式MBR中的膜組件所采用的膜元件主要有板式膜和中空纖維膜兩種。板式膜是一種中空板狀或片狀的膜元件。采用板式膜的膜組件外形類似于普通的板框式壓濾機。中空纖維膜是一種外徑一般為40-250微米、內徑一般為25-42微米的中空纖維狀膜元件。在采用中空纖維膜的一體式MBR中，其膜組件包括由大量中空纖維膜組成的纖維束，這些纖維束的兩端用裝置固定且中空纖維膜的開口與集流部件的集流腔連通；該膜組件直接安置在生物反應器內并浸沒于待處理水體中形成浸沒式膜生物反應器。

板式膜的機械強度高，使用壽命長，抗膜污染能力強，但生產和使用成本較高。采用板式膜的膜組件制造較為簡單，運行操作方便，容易進行板式膜的清洗，但是，板式膜的裝填密度比較小，要達到較大的膜面積往往需要設置體積龐大的膜組件。中空纖維膜的機械強度較低，使用過程中容易斷絲，抗膜污染能力也較弱，但生產和使用成本較低。采用中空纖維膜的膜組件對膜污染較為敏感，膜孔堵塞和濃差極化對膜分離性能有很大影響，過濾時壓力降較大，但是，中空纖維膜的裝填密度很高，單位體積下膜面積一般可達16000-30000m²/m³?？傮w而言，相比于采用板式膜的膜組件，采用中空纖維膜的膜組件的膜元件裝填密度更大但抗污染能力較弱。

中空纖維膜裝填密度大得益于其長條狀的外形。當大量的中空纖維膜組成纖維束時，總的膜面積自然較大。但是，由于中空纖維膜之間空隙十分緊湊，過濾時被中空纖維膜所攔截下來的污物易在纖維束中聚集，這也是導致中空纖維膜容易污染堵塞的原因之一。此外，上述的浸沒式膜生物反應器具體采用的是將纖維束的上端連接在集流部件上從而使中空纖維膜的開口與集流部件的集流腔連通，將纖維束的下端與曝氣裝置相對固定的結構，工作時纖維束的兩端不能運動，隨著過濾形成的污物逐漸在纖維束中聚集，而曝氣裝置往往又不能有效作用于纖維束的上端，最終會導致在纖維束的上部區域形成污物沉積區。

實用新型內容

針對上述浸沒式膜生物反應器存在的污物在纖維束中聚集不易排出的情況，本實用新型所要解決的技術問題是：提供全新設計的用于水處理的膜組件、膜過濾器以及用于該膜組件的膜元件，以提高水處理膜過濾裝置抵抗膜污染的能力。

本實用新型的第一種用于水處理的膜組件，包括：過濾單元，所述過濾單元包括膜元件，所述膜元件包括周身封閉僅一端開口的中空膜元件本體，所述膜元件本體的外表面為膜過濾面；集流單元，所述集流單元包括集流部件，所述集流部件設有與膜元件的開口連通的集流腔和與集流腔連通的輸出口；所述膜元件本體為橫截面扁平的長條狀膜條，所述膜條具有一個連接端和一個自由端，其中，所述連接端被置于集流部件上而使膜條的開口連通所述集流腔，所述自由端則在該膜組件處于浸沒于待處理水體中的使用狀態時在所述的待處理水體的保持下呈浮動狀態。

上述第一種用于水處理的膜組件中，膜元件本體為橫截面扁平的長條狀膜條，由于膜條與中空纖維膜同為長條狀，因此，膜條的裝填密度較高。同時，膜條的橫截面又呈扁平狀，這與中空纖維膜的橫截面呈圓形或類圓形有著明顯區別，而從理論上講，當膜條的橫截面呈扁平狀時，膜條可以在一定程度上獲得類似于板式膜這種因膜面平整而形成的抗膜污染性能 (流體在平整的膜面上運動形成一定的剪切力從而帶動膜面上附著的污染物)。也就是說，上述膜條的特殊形狀使得該膜條在裝填密度方面可能優于平板膜，同時在形狀本身所帶來的抗膜污染性能方面又優于中空纖維膜。