CN110652880B - 一种膜过滤单元及平板膜元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及并公开了一种膜过滤单元，过滤膜片和导流布一起折叠形成若干个轴向平行的褶子，多个褶子形成可径向伸缩的瓦楞状结构。还公开了两种平板膜元件，使用若干所述的膜过滤单元，集水管与膜过滤单元轴向平行或垂直，集水管位于膜过滤单元左、右两侧，集水管两侧或单侧顶部设置有产水口，污水透过过滤膜片并通过导流布导流至集水管中，并通过产水口导出，实现固液分离。本发明的一种膜过滤单元及平板膜元件，具有折叠式可拉伸抖动的膜片结构，不仅增加了单位体积的过滤面积，提高了装填密度，也能有效防止污泥沉积，实现膜片的反冲洗。

Description

一种膜过滤单元及平板膜元件

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种膜过滤单元及平板膜元件。

背景技术

膜生物反应器利用膜分离技术和生物处理技术相结合，以膜组件代替传统的二沉池实现高效的固液分离，同时提高反应器中活性污泥浓度，提升出水水质。平板膜表面平整，流道宽敞，在曝气过程中，气水混合液以及水流剪切力作用于表面，能够防止污染物沉积。但是传统的平板膜使用ABS塑料板作为支撑板，其厚度在5.5~6mm，大大限制了平板膜的装填密度。同时，塑料支撑板不仅造价高，在使用过程中膜元件也不易抖动，不利于膜表面的清洗，长此以往会导致平板膜堵塞，影响出水水质。

专利201821065174.6为了解决MBR平板膜元件的板材(膜板或导流板)重、耗用量大及成本高的问题，采用板式框架和网状支撑板组成膜元件的支撑板，其中网状支撑板材料为工程塑料，网丝直径5-6mm，虽然降低了材料成本和安装承重，但是膜元件厚度未降低，平板膜装填密度有待提高。专利201810078355.0将具有柔性的PVDF平板膜片制作成膜堆，在膜堆下方通过曝气管曝气，使得柔性平板膜片能够在曝气作用下保持抖动状态，但是膜片的抖动范围依旧有限。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种可抖动清洗，装填密度高，可实现反冲洗的膜过滤单元及使用该膜过滤单元的平板膜元件。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种膜过滤单元，包括两层过滤膜片和位于两层过滤膜片之间的导流布，过滤膜片和导流布一起折叠形成若干个轴向平行的褶子，多个褶子形成可径向伸缩的瓦楞状结构。这种结构单位体积的过滤面积可以提高2-4倍，有效提高空间利用率，提高了装填密度；而且将使用该膜过滤单元的膜元件置于曝气环境中时，膜片在气流冲刷下不断摆动，能有效防止污泥沉积，同时采用软性导流布导引水流，也有效降低了膜元件的厚度。

作为优选，横截面为锯齿形，锯齿上、下沿高度为1.0~10.0mm。制作方便，结构稳定，既能有效提高空间利用率，更易摆动，也能达到较佳的装填密度。

作为优选，所述褶子的弯折处设置有加强筋。加强筋可以平均分布于过滤膜片表面，也可以仅设置在褶子的弯折处。增设加强筋增加强度，能够实现平板膜的反冲洗，防止过滤膜内腔体积膨胀，避免膜元件变形以及滤袋涨破损坏。

一种平板膜元件，使用前述的膜过滤单元，包括第一集水管，所述的第一集水管位于膜过滤单元左、右两侧，与褶子轴向平行，膜过滤单元的两侧端分别封装到左、右第一集水管内，膜过滤单元的数量≥1，第一集水管两侧或单侧顶部设置有产水口，膜过滤单元的顶部和底部由超声波、热熔或者环氧树脂密封。优选第一集水管单侧顶部设置产水口。膜过滤单元的数量可以选择6~20个，优选10~15个。封装到左、右第一集水管内的膜片并未封堵，膜腔内透过液进入第一集水管内，通过第一集水管件顶部的产水口产出。多个膜过滤单元共用一个产水口，可以减少管路连接次数，便于膜元件的安装和检修。

作为优选，所述集水管的横截面为U形，膜过滤单元的侧端封装到U形开口处，若干个膜过滤单元前后排列。这种排列设置增加了单位面积的装填密度，同时便于共用产水口。

一种平板膜元件，使用前述的膜过滤单元，包括第二集水管、集水孔，集水孔开在膜过滤单元的两边，并贯穿过滤膜片和导流布，第二集水管上开有若干排液孔，第二集水管穿过集水孔，排液孔与过滤膜片的出水连通，集水孔周围的过滤膜片和导流布密封到第二集水管上，若干个膜过滤单元前后排列。这种结构利于集水、产水，而且根据膜过滤单元的数量多少可以选择不同长度的第二集水管进行安装，可适应性强。集水孔可以是圆形、矩形、菱形或三角形，优选为圆形。

作为优选，所述集水孔开在膜过滤单元的四个角上。第二集水管通过集水孔贯穿过滤膜片和导流布，同时还能够对膜元件进行支撑固定。

作为优选，其四周由超声波、热熔或者环氧树脂密封。有效防止污水进入膜腔内。

作为优选，膜过滤单元的褶子左右间距相同，褶子上沿与相邻膜过滤单元的褶子下沿对齐排列。相邻膜过滤单元上、下沿尖对尖排列，有足够的空间在曝气扰动的情况下不会互相粘合。

作为优选，膜过滤单元的褶子左右间距相同，相邻膜过滤单元的褶子上沿对齐排列，同一个膜过滤单元的褶子之间穿有支撑固定线。这种排列方式能更有效利用空间，且支撑固定线可以对膜片进行固定，维持膜过滤单元的间距，防止相邻膜过滤单元粘合。

本发明的一种膜过滤单元及平板膜元件，具有折叠式可拉伸抖动的膜片结构，不仅增加了单位体积的过滤面积，提高了装填密度，也能有效防止污泥沉积，实现膜片的反冲洗。

附图说明

图1为本发明实施例1膜过滤单元的结构示意图。

图2为图1的横截面示意图。

图3为本发明实施例1平板膜元件的结构示意图。

图4为图3的AA剖视图。

图5为本发明实施例2平板膜元件的结构示意图。

图6为图5的AA剖视图。

图7为本发明实施例3平板膜元件的结构示意图。

图8为图7的AA剖视图。

图9为本发明实施例4平板膜元件的结构示意图。

图10为图9的AA剖视图。

图中1、过滤膜片；2、导流布；3、膜过滤单元；4、第一集水管；5、产水口；6、加强筋；7、支撑固定线；8、集水孔；9、第二集水管；10、密封件；11、排液孔；12、褶子。

具体实施方式

下面结合图 1-10与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种膜过滤单元，如附图1、2所示，包括两层过滤膜片1和位于两层过滤膜片1之间的导流布2，过滤膜片1和导流布2一起折叠形成若干个轴向平行的褶子12，多个褶子12形成可径向伸缩的瓦楞状结构，其横截面为锯齿形，锯齿上、下沿高度为10.0mm。自然展开时，膜过滤单元轴向高1m，宽度0.5m，过滤面积为2-4m²。

一种平板膜元件，如附图3、4所示，使用上述的膜过滤单元3，且其褶子12的弯折处设置有加强筋6，还包括第一集水管4，第一集水管4位于膜过滤单元3左、右两侧，与褶子12轴向平行，膜过滤单元3的两侧端分别封装到左、右第一集水管4内，膜过滤单元3的数量选12个，第一集水管4单侧顶部设置有产水口5，膜过滤单元3的顶部和底部超声波密封。

第一集水管4的横截面为U形，膜过滤单元3的侧端封装到U形开口处，膜过滤单元3的褶子左右间距相同，褶子上沿与相邻膜过滤单元的褶子下沿对齐排列。褶子下沿与相邻膜过滤单元的褶子上沿对齐排列。12个膜过滤单元3形成前后尖对尖排列。

产水口5可用软管连接至产水池，通过抽吸泵的负压抽吸作用，污水可以透过过滤膜片1并通过导流布2导流至集水管4中，并通过产水口5进入到产水池，从而将透过液从膜元件内抽出，达到固液分离的目的。

将膜元件置于底部有曝气的污水池中，曝气带动膜过滤单元3的过滤膜片1震动以及气液混合体在过滤膜片1表面产生剪切力，都能有效防止污泥等颗粒在膜表面堆积。膜片1反洗时，由于加强筋6的存在，膜元件不易变形，滤袋不易涨破。

实施例2

膜过滤单元3和平板膜元件其他部分的结构与实施例1相同，如附图5、6所示，不同之处在于：相邻膜过滤单元3的褶子12上沿对齐排列，下沿对齐排列，同一个膜过滤单元3的褶子12之间穿有支撑固定线7。支撑固定线7设置在膜过滤单元3的底部。支撑固定线7可以对膜片进行固定，维持膜过滤单元的间距，防止相邻膜过滤单元粘合。

实施例3

膜过滤单元3的结构其他部分与实施例1相同，如附图7所示，不同之处在于：膜过滤单元3的四角开有集水孔8，集水孔8在本实施例中开成圆形通孔，贯穿过滤膜片1和导流布2，集水孔8套有密封件10。

一种平板膜元件，如附图8所示，使用上述的膜过滤单元3，还包括第二集水管9、第二集水管9上开有若干排液孔11，第二集水管9穿过集水孔8，排液孔11与过滤膜片1的出水连通，集水孔8周围的过滤膜片1和导流布2由密封件10密封到第二集水管9上，12个膜过滤单元3前后排列。膜过滤单元3的褶子左右间距相同，褶子上沿与相邻膜过滤单元的褶子下沿对齐排列。褶子下沿与相邻膜过滤单元的褶子上沿对齐排列。12个膜过滤单元3形成前后尖对尖排列。

该平板膜元件的集水管件具有支撑固定膜元件的作用。

平板膜元件四周用封胶密封。此处封胶使用热熔密封。

实施例4

膜过滤单元3的结构与平板膜元件的其他结构与实施例3相同，如附图9、10所示，不同之处在于：相邻膜过滤单元3 的褶子12上沿对齐排列，下沿对齐排列，同一个膜过滤单元3的褶子12之间穿有支撑固定线7。支撑固定线7设置在膜过滤单元3的底部。支撑固定线7可以对膜片进行固定，维持膜过滤单元的间距，防止相邻膜过滤单元粘合。

平板膜元件四周用封胶密封。此处封胶使用热熔密封。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种膜过滤单元，包括两层过滤膜片（1）和位于两层过滤膜片（1）之间的导流布（2），其特征在于：过滤膜片（1）和导流布（2）一起折叠形成若干个轴向平行的褶子（12），褶子（12）的弯折处和过滤膜片（1）表面设置有加强筋（6），褶子（12）之间穿有支撑固定线（7），多个褶子（12）形成可径向伸缩的瓦楞状结构。

2.根据权利要求1所述的一种膜过滤单元，其特征在于：横截面为锯齿形，锯齿上、下沿高度为1.0~10.0mm。

3.一种平板膜元件，使用如权利要求1或2所述的膜过滤单元，其特征在于：包括第一集水管（4），所述的第一集水管（4）位于膜过滤单元（3）左、右两侧，与褶子（12）轴向平行，膜过滤单元（3）的两侧端分别封装到左、右第一集水管（4）内，膜过滤单元（3）的数量≥1，第一集水管（4）两侧或单侧顶部设置有产水口（5），膜过滤单元（3）的顶部和底部由超声波、热熔或者高分子粘合剂密封。

4.根据权利要求3所述的一种平板膜元件，其特征在于：所述第一集水管（4）的横截面为U形，膜过滤单元（3）的侧端封装到U形开口处，若干个膜过滤单元（3）前后排列。

5.一种平板膜元件，使用如权利要求1或2所述的膜过滤单元，其特征在于：包括第二集水管（9）、至少两个集水孔（8），集水孔（8）开在膜过滤单元（3）的两边，并贯穿过滤膜片（1）和导流布（2），第二集水管（9）上开有若干排液孔（11），第二集水管（9）穿过集水孔（8），排液孔（11）与过滤膜片（1）的出水连通，集水孔（8）周围的过滤膜片（1）和导流布（2）密封到第二集水管（9）上，若干个膜过滤单元（3）前后排列，平板膜元件四周由超声波、热熔或者高分子粘合剂密封。

6.根据权利要求5所述的一种平板膜元件，其特征在于：所述集水孔（8）开在膜过滤单元（3）的四个角上。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的一种平板膜元件，其特征在于：所述膜过滤单元（3）的褶子（12）左右间距相同，褶子（12）上沿与相邻膜过滤单元（3）的褶子（12）下沿对齐排列。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的一种平板膜元件，其特征在于：所述膜过滤单元（3）的褶子（12）左右间距相同，相邻膜过滤单元（3）的褶子（12）上沿对齐排列。

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