CN202465361U - 浸没式膜组器的膜丝单元 - Google Patents

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刘明轩
刘德祥
文剑平
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Abstract

本实用新型公开了一种浸没式膜组器的膜丝单元，包括一底膜盒，底膜盒为一端开口的套筒状，底膜盒开口部的外壁套装有一网格套筒；网格套筒内均布有膜丝，膜丝底端采用封胶固定在底膜盒开口部的内壁里，膜丝底端内孔与底膜盒下部的空腔部连通；底膜盒下部两端开设有出水口，底膜盒的底部设有一穿过前述封胶的进气管。本实用新型有效避免膜丝顶部积泥、避免顶部膜丝破皮，并且膜丝中间夹杂毛刷绳的设计强化了膜丝的自洁功能；降低化学清洗的频率；膜丝单元采用中心管进气，对膜丝曝气均匀，可节约曝气气量；另外，这样的设计膜丝填装密度高，污水处理效果较好。

Description

浸没式膜组器的膜丝单元
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，具体的说，本实用新型涉及一种新型浸没式膜组器的膜丝单元。
背景技术
我国人均水资源拥有量仅为2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我国600多个城市中，有300余座城市缺水，其中严重缺水城市有100余个，年缺水量近60亿m3，每年因缺水造成经济损失约2000亿元人民币。华北地区人均水资源占有量只有250-480m3/人.年，低于全国人均水平的1/5，这一地区的所有城市几乎都面临缺水问题。因此污水回用是缓解华北平原水危机的重要措施之一。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)，是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术之一，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离组件的高效截留性能，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失。同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长这些有机物在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明从而省掉二沉池。应用MBR技术后，与传统的生物处理方法相比，主要污染物(COD)去除率可达90％，产水悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。膜生物反应器技术主要用于城市污水处理/生污水处理和再利用，高浓度有机废水处理等领域。
MBR的主要设备是膜组器，膜组器上安装大量的中空纤维超滤膜，超滤膜外径一般2mm左右，内径1mm左右，超滤膜表面布满0.04微米的小孔，从外部看中空纤维膜丝就像一条条细细的塑料丝，中空纤维平行布置在膜组器上。在运行时，将膜组器放置到污水中，清水从膜丝的外部通过微孔渗透到膜丝内部，污泥阻挡在膜丝的外部。再用水泵将清水从膜组器抽吸到清水池中。膜生物反应池内的高浓度混合液通过膜分离，污染物和其它微生物被留在反应池内，而经过处理的水则经过负压抽吸，达标排放。
结合附图1、2具体说明现有技术的MBR处理设备及处理过程如下，如图1所示，MBR的主要部件是膜组件1，它由膜丝2和固定膜丝的膜盒3构成。膜丝2为表面布满微孔的中空纤维膜。膜丝2的两端采用环氧树脂胶浇筑到塑料膜盒3上，经过切割机切割，使环氧树脂浇筑体端面的膜丝内孔露出，膜丝2内孔与膜盒3的内空腔部分连通，形成膜盒3的出水口，上下膜盒3与众多膜丝2连一体，构成一个膜组件1，若干个膜组件1并排布置，构成一个膜组器4。
现有技术的膜生物反应池如图2所示，包括将膜组器4放到污水生化池5内，污水由进水管6放入生化污水池5中。运行时，启动抽吸泵7，由于真空作用，污水5中的清水从膜丝2的表面渗透入中空纤维的内孔，流入膜盒3，再经过与膜盒3出水口连通的清水管道8，抽吸泵7流入清水池。污水中的污染物质被截留在膜丝2的表面外，实现泥水分离。由于在抽吸过程中，污泥不断在膜丝2表面积累，水流阻力不断加大，需要对膜组器4进行曝气，使膜丝2不断抖动，清除膜丝2表面污泥，减小水流过膜阻力，恢复水流的通量。曝气是通过风机9、风管10、穿孔曝气管11向膜组器4的底部注入压缩空气，空气从曝气管11流出，形成气泡12，由于气泡的上升，带动水流向上流动，在膜组器3的外侧，水流向下流动，进入膜组器的底部，形成循环(附图2中弧形箭头示出)。MBR生化池5的污泥浓度高，污泥在膜表面的积累速度很快，因此需要高强度曝气才能将膜丝2表面的污泥抖掉，以保证MBR膜组器4正常运行。
由于加大曝气量以增强对膜丝的冲刷强度，需要多开鼓风机，明显这会直接增加处理成本和能耗。使污水处理厂的运行费用上升，这个问题成为MBR新技术推广的主要障碍。解决这个难题将是污水处理技术的突破，对节能环保与减少碳排放具有十分重要的意义。
本实用新型主要是针对现有技术中，膜丝两端固定的MBR膜组器出现的膜丝顶端积泥，以及膜丝顶部受力较大，膜丝疲劳，容易脱皮等缺陷做出改进。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供不同于传统设计的新型浸没式膜组器的膜丝单元。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案是：一种浸没式膜组器的膜丝单元，包括一底膜盒，底膜盒为一端开口的套筒状，底膜盒开口部的外壁套装有一网格套筒；网格套筒内均布有膜丝，膜丝底端采用封胶固定在底膜盒开口部的内壁里，膜丝底端内孔与底膜盒下部的空腔部连通；底膜盒下部两端开设有出水口，底膜盒的底部设有一穿过前述封胶的进气管。
所述的网格套筒内均布的膜丝之间夹杂设置有毛刷绳，毛刷绳的一端埋入底膜盒上部的封胶中。
所述的毛刷绳的中心为绳体，绳体的周围植入尼龙丝。
所述的毛刷绳根数与膜丝根数的比例为1∶6～1∶10。
所述的底膜盒下部两端的出水口分别为左出水口、右出水口；左出水口直径小于右出水口直径。
其中左出水口的外壁设有密封圈，右出水口的内壁设有与密封圈相适应的密封凹槽。
所述的底膜盒为圆形套筒状或矩形套筒状。
本实用新型的有益效果是：本实用新型不同于传统的膜丝两端固定在两个膜盒内的设计，采用一端固定在一个膜盒内并采用网格筒约束、膜丝的另一端自由的设计，有效避免膜丝顶部积泥、避免顶部膜丝破皮，并且膜丝中间夹杂毛刷绳的设计强化了膜丝的自洁功能；降低化学清洗的频率；膜丝单元采用中心管进气，对膜丝曝气均匀，可节约曝气气量；另外，这样的设计膜丝填装密度高，污水处理效果较好。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：
图1为现有技术膜组件及膜组器的结构示意图；
图2为现有技术膜生物反应池的结构示意图；
图3为本实用新型膜丝单元的结构示意图；
图4为图3的截面图；
图5为图3中的毛刷绳的结构示意图；
图6为本实用新型膜组件的结构示意图；
图7为本实用新型膜组器的结构示意图；
图中，膜组件1，膜丝2，膜盒3，膜组器4，污水生化池5，进水管6，抽吸泵7，清水管道8，风机9、风管10、穿孔曝气管11，气泡12，底膜盒13，空腔部131，左出水口132，右出水口133，密封圈134，网格套筒14，封胶15，进气管16，毛刷绳17，绳体171，尼龙丝172。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行说明。
参照附图3、附图4，本实用新型是对背景技术中介绍的膜组器4中的膜组件1进行改进设计，打破传统的将膜丝2两端固定在膜盒3的设计，本实用新型的浸没式膜组器的膜丝单元，包括一底膜盒13，底膜盒13为一端开口的圆形套筒状，膜盒直径60毫米，底膜盒13开口部的外壁套装有一网格套筒14，网格套筒14内均布有膜丝2，膜丝2的底端采用封胶15固定在底膜盒13开口部的内壁里，膜丝2底端内孔与底膜盒13下部的空腔部131连通；底膜盒13下部两端开设有出水口，分别为左出水口132、右出水口133，左出水口132直径小于右出水口133直径，其中左出水口132的外壁设有密封圈134，右出水口133的内壁设有与密封圈相适应的密封凹槽(图中未示出)。底膜盒13的底部设有一穿过前述封胶15的进气管16。
网格套筒14内均布的膜丝2之间夹杂设置有毛刷绳17，毛刷绳17根数与膜丝2根数的比例为1∶6～1∶10。毛刷绳17的一端埋入底膜盒13上部的封胶15中，上端与膜丝一样自由浮动。毛刷绳17的中心为绳体171，绳体171的周围植入尼龙丝172(图5中示出)。网格套筒14的作用是：1、限制膜丝倒伏。2、过滤大尺寸杂质，保护膜丝。3、网格套筒内壁可以设计为麻面(粗糙面)，曝气时与膜丝2碰撞摩擦，清除膜丝2表面的污染物质。
图3、4为一束膜丝单元的结构，将多束膜丝单元并联接在一起，构成一个膜组件(图6中示出)，连接方式为将底膜盒13下部左出水口132***相邻的膜丝单元的底膜盒13的右出水口133，左出水口132的外壁设有密封圈134与右出水口133的内壁密封凹槽配合实现密封。如图7所示，将多个如图6中所示的膜组件并联在一起，即构成膜组器。
膜组器运行时，空气由进气管16进入内部，可以使膜丝2均匀曝气。曝气时膜丝2与毛刷绳17都在无规则的摆动，相互碰撞摩擦，毛刷绳17的尼龙丝172较硬，并垂直与膜丝2表面进行碰撞，可以将膜丝2上的污泥层结构破坏，促进污泥与凝胶层脱落。
膜丝单元并排布置，4个膜丝单元圆柱之间的空隙为水流循环通道。这种膜组器的优点是：可以避免膜丝顶部积泥。避免顶部膜丝破皮。毛刷绳强化了膜丝的自洁功能，降低化学清洗的频率。膜单元采用中心管进气，对膜丝曝气均匀，可节约曝气气量。膜丝填装密度高。
本实施例底膜盒13采用圆形套筒状设计，底膜盒13也可以采用矩形套筒状的设计，或者其它的变形，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的膜丝单元包括一底膜盒，底膜盒为一端开口的套筒状，底膜盒开口部的外壁套装有一网格套筒；网格套筒内均布有膜丝，膜丝底端采用封胶固定在底膜盒开口部的内壁里，膜丝底端内孔与底膜盒下部的空腔部连通；底膜盒下部两端开设有出水口，底膜盒的底部设有一穿过前述封胶的进气管。
2.根据权利要求1所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的网格套筒内均布的膜丝之间夹杂设置有毛刷绳，毛刷绳的一端埋入底膜盒上部的封胶中。
3.根据权利要求2所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的毛刷绳的中心为绳体，绳体的周围植入尼龙丝。
4.根据权利要求3所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的毛刷绳根数与膜丝根数的比例为1∶6～1∶10。
5.根据权利要求1所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的底膜盒下部两端的出水口分别为左出水口、右出水口；左出水口直径小于右出水口直径。
6.根据权利要求5所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，其中左出水口的外壁设有密封圈，右出水口的内壁设有与密封圈相适应的密封凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种浸没式膜组器的膜丝单元，其特征在于，所述的底膜盒为圆形套筒状或矩形套筒状。
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