CN217662596U - 一种外压式中空纤维纳滤膜组件 - Google Patents

Abstract

一种外压式中空纤维纳滤膜组件，由上下封头、上下膜丝束分布板、膜壳、外压式纳滤膜丝束、内外圆柱形挡板、下封头进水口、上封头净水出口和浓水出口组成。在分离过程中，溶液从进水口进入下封头后，通过下膜丝束分布板上的导流孔进入膜组件，上升到内圆柱形挡板顶部之后，向下折流到外圆柱形挡板的底部，随后再上升到上膜丝分布板，经过纳滤膜丝束过滤后，净水由上封头净水出口流出膜组件，大部分无机盐等杂质通过膜壳侧面的浓水出口排出。这种带有内外挡板的外压式中空纤维纳滤膜组件可以使过滤介质与纳滤膜丝充分接触，避免短路，提高纳滤膜的过滤效率，并且有利于纳滤膜使用过程中的清洗再生。

Description

一种外压式中空纤维纳滤膜组件

技术领域

本实用新型涉及一种用于饮用水净化、生活污水、工业污水深度净化回用等水处理工艺的膜分离设备，尤其是涉及一种外压式中空纤维纳滤膜组件，属于膜分离技术领域。

背景技术

纳滤膜是一种分离尺度介于超滤膜和反渗透膜之间的新型压力驱动分离膜，由于其操作压力低、通量大，已在食品加工、化工以及医药中间体提纯分离和水处理等领域得到了广泛应用。

目前市面上的纳滤膜组件大多为卷式膜，主要应用于饮用水深度净化水处理，但是在生物医药、化工以及污水处理等固液分离应用场景中，卷式膜容易污堵，严重影响了纳滤膜的使用寿命。

中空纤维纳滤膜结合了纳滤膜和中空纤维膜的优点，其呈自支撑结构，具有填充密度高、耐污染性强、产物回收率高和更换成本低等优势。中空纤维纳滤膜分为内压式和外压式两种。内压式中空纤维纳滤膜制备工艺复杂，很难大规模工业化生产。外压式膜组件由于被截留的污染物汇集在膜丝外部，纳污量大，易于进行气水清洗，因此，更适用于生物医药、化工的物质分离以及生活污水、工业废水等污染物含量较高的水处理环境中。

目前应用的外压式中空纤维膜组件几乎都是原水从侧端进水口进入组件内部，这样导致了膜丝长期遭受进水冲击，而且膜表面水流分布不均，产生短路偏流。这样，膜组件在长期使用过程中，膜丝会被逐渐拉长，在过滤和冲洗的交替作用下，膜丝之间会相互交叉缠绕，部分膜丝会随水流被拉进浓缩水排出口或清洗液排水口而造成损伤。本实用新型设计一种外压式中空纤维纳滤膜组件，内有挡板，可以避免短路偏流，膜丝之间预留一定的空间，以便于空气擦洗和膜丝摆动，清除膜丝外表面的污染物，可以有效克服外压式纳滤膜组件的缺陷，拓宽纳滤膜的使用范围。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理、便于制造的外压式中空纤维纳滤膜组件及其制备方法，进一步提升纳滤设备运行的可靠性和稳定性。

为实现上述目标，本实用新型采取的技术方案为：一种外压式中空纤维纳滤膜组件，由上封头、下封头、上膜丝束分布板、下膜丝束分布板、膜壳、外压式纳滤膜丝束、内圆柱形挡板、外圆柱形挡板、下封头进水口、上封头净水出口和浓水出口组成，其特征在于：所述下膜丝束分布板中间设有导流孔，所述内圆柱形挡板安装于所述下膜丝束分布板上，所述外圆柱形挡板安装于所述上膜丝束分布板上，内外两层圆柱形挡板构成一组挡板，所述挡板的高度低于所述外压式纳滤膜丝束的长度，所述挡板的组数为1～3组。

进一步地，所述外压式纳滤膜丝束由外压式纳滤膜丝组成，所述外压式纳滤膜丝孔下端封闭，上端开口。

进一步地，所述外压式纳滤膜丝束通过所述上膜丝束分布板以及下膜丝束分布板呈环形均匀分布在所述膜壳内部，所述外压式纳滤膜丝束为圆柱形膜丝束，直径为1～5厘米。

进一步地，所述下膜丝束分布板上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束和导流孔，所述膜丝束的圈数为3～10圈，所述导流孔的圈数为1～3圈。

进一步地，所述上膜丝束分布板上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束，所述膜丝束的分布位置和数量与所述下膜丝束分布板上的膜丝束一致。

进一步地，所述下封头进水口位于所述下封头的中心位置，所述上封头净水出口位于所述上封头的中心位置，所述浓水出口位于所述膜壳侧面上端。

进一步地，所述浓水出口处设置有多孔状布水器，以防过滤或冲洗过程中，流体流速过快，将膜丝带出膜壳而导致膜丝被拉断。

本实用新型具有下述技术效果：（1）本实用新型采用分束式封装工艺，避免了传统的封装工艺存在的膜丝之间相互交叉缠绕现象。（2）内置圆柱形挡流板可以缓减流体对膜丝的冲击，避免短路偏流，提高了纳滤膜的分离效率。（3）通过采用外压式封装方法，膜组件纳污量大，运行后，通过反洗和空气擦洗，封装端头处的污染物易于清洗，消除了清洗死区、死角的问题，有利于延长膜组件的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件的剖面结构图。

图2为实施例所述下膜丝束分布板平面图。

图3为实施例所述上膜丝束分布板平面图。

图4为实施例所述中空纤维纳滤膜组件A-A横截面图。

图5为实施例所述中空纤维纳滤膜组件B-B横截面图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件的剖面结构示意图如图1所示，包括进水口1，下封头2，上封头11，下膜丝束分布板3，上膜丝束分布板10，外压式纳滤膜丝束5，内圆柱形挡板4，外圆柱形档板7，膜壳6，布水器8，浓水出口9，净水出口12，导流孔13。进水口1位于下封头2的中心位置，进水口1与下封头2采用一体成型法注塑浇铸制成，下封头2通过螺纹与膜壳6连接。净水出口12位于上封头11的中心位置，净水出口12与上封头11采用一体成型法注塑浇铸制成，上封头11与膜壳6通过螺纹连接。膜壳6与浓水出口9采用一体成型法注塑浇铸制成。下封头2、上封头11及膜壳6组成外压式中空纤维纳滤膜组件的外壳，外壳的压力承受能力在0.5MPa以上。

外压式纳滤膜丝束5由外压式纳滤膜丝组成，膜丝束5穿过下膜丝束分布板3、以及上膜丝束分布板10上相应位置的膜丝孔，在膜丝孔处灌注胶水，粘牢膜丝并使膜丝孔密封。将所有膜丝束安装好后，将下膜丝束分布板3、上膜丝束分布板10安装在膜壳6上，下膜丝束分布板3、上膜丝束分布板10与膜壳6之间通过卡槽连接，并用密封胶密封。安装好后用切刀沿膜丝束分布板切除多余膜丝，使膜丝端面与分布板外平面平齐，并用密封胶将下膜丝束分布板3上的膜丝孔封闭。

如图2和图3所示，纳滤膜丝束5通过下膜丝束分布板3、上膜丝束分布板10呈环形均匀分布在纳滤膜组件内部，膜丝束5为圆柱形膜丝束，直径为1～5厘米。下膜丝束分布板3上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束5和导流孔13，膜丝束5的圈数为3～10圈，导流孔13的圈数为1～3圈。上膜丝束分布板10上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束5，膜丝束的分布位置、数量与下膜丝束分布板3上的膜丝束一致。

同时，在下膜丝束分布板3上设置有内圆柱形挡板4，在上膜丝束分布板10上设置有外圆柱形档板7，内外层圆柱形挡板构成一组挡板，挡板的高度低于纳滤膜丝束5的长度，挡板的组数为1～3组。膜组件的A-A截面图、B-B截面图分别如图4、图5所示。

此外，在浓水出口9处设置有多孔状布水器8，以防过滤或冲洗过程中，流体流速过快，将膜丝带出膜壳而导致膜丝被拉断。

在分离过程中，溶液从进水口1进入下封头2后，通过下膜丝束分布板3上的导流孔13进入膜组件，上升到内圆柱形挡板4的顶部之后向下折流，到外圆柱形挡板7的底部之后再上升到上膜丝束分布板10，随后溶液充满整个膜组件，经过中空纤维纳滤膜过滤后，净水由上封头净水出口12流出膜组件，大部分无机盐等杂质通过壳体侧面的浓水出口9排出。

Claims (6)

1.一种外压式中空纤维纳滤膜组件，由上封头、下封头、上膜丝束分布板、下膜丝束分布板、膜壳、外压式纳滤膜丝束、内圆柱形挡板、外圆柱形挡板、下封头进水口、上封头净水出口和浓水出口组成，其特征在于：所述下膜丝束分布板上设有导流孔，所述内圆柱形挡板安装于所述下膜丝束分布板上，所述外圆柱形挡板安装于所述上膜丝束分布板上，内外两层圆柱形挡板构成一组挡板，所述挡板的高度低于所述外压式纳滤膜丝束的长度，所述挡板的组数为1～3组。

2.根据权利要求1所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件，其特征在于：所述外压式纳滤膜丝束由外压式纳滤膜丝组成，所述外压式纳滤膜丝的孔下端封闭，上端开口。

3.根据权利要求1所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件，其特征在于：所述外压式纳滤膜丝束通过所述上膜丝束分布板以及下膜丝束分布板呈环形均匀分布在所述膜壳内部，所述外压式纳滤膜丝束为圆柱形膜丝束，直径为1～5厘米。

4.根据权利要求1所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件，其特征在于：所述下膜丝束分布板上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束和导流孔，所述膜丝束的圈数为3～10圈，所述导流孔的圈数为1～3圈。

5.根据权利要求1所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件，其特征在于：所述上膜丝束分布板上以原点为中心呈环形均匀分布膜丝束，所述膜丝束的分布位置和数量与所述下膜丝束分布板上的膜丝束一致。

6.根据权利要求1所述的一种外压式中空纤维纳滤膜组件，其特征在于：所述浓水出口处设置有多孔状布水器，以防过滤或冲洗过程中，流体流速过快，将膜丝带出膜壳而导致膜丝被拉断。

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