专利名称：一种中空纤维膜生物反应组件及膜生物反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种膜生物反应污水处理装置，更具体而言，涉及一种中空纤维膜生物反应组件及包括该膜生物反应组件的膜生物反应装置。
背景技术：
随着污水处理技术的不断发展，膜生物反应处理技术逐渐成为主流。膜生物反应处理技术也称作膜分离活性污泥法，是把膜技术与污水处理中的生化反应相结合的技术。其中采用的膜生物反应器用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速彻底；另一方面，由于膜的高过滤精度，得到高质量的产水。然而，目前中空纤维膜生物反应组件的主要组装形式为立式和横式，立式的中空纤维膜生物反应组件污泥容易富集于上下集水管处，横式的中空纤维膜生物反应组件污泥容易积聚在中空纤维膜丝上。当污泥积聚到一定程度后一方面大大增加中空纤维膜丝的承重，机械强度差的膜则容易断裂，降低出水水质，另一方面导致中空纤维膜丝被堵塞污染，缩小中空纤维膜丝的有效使用面积，增加系统能耗，同时也降低膜的抗污染性能，缩短使用寿命。
实用新型内容因此，本实用新型的目的在于提供一种中空纤维膜生物反应组件及膜生物反应装置，以解决现有技术所存在的中空纤维膜丝固液分离率低、出水水质差、使用寿命短；中空纤维膜生物反应组件结构复杂、投入成本高、不易替换；膜生物反应装置维护管理不便、系统能耗高等技术问题。本实用新型的技术方案如下:一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:该膜生物反应组件含有多个中空纤维膜生物反应单元，每个中空纤维膜生物反应单元包括集水膜盒和两个中空纤维膜生物反应元件，集水膜盒两端头各设有一个集水口，所述的多个中空纤维膜生物反应单元等间距排列，形成多层多列的布置结构，相邻两层之间的中空纤维膜生物反应单元分别通过管接头首尾密封连接且内腔保持畅通，其中顶层的中空纤维膜生物反应单元分别通过管接头与集水支管密封连接且内腔保持畅通，底层的中空纤维膜生物反应单元分别通过管接头与管封头密封连接。本实用新型的技术特征还在于:所述的每个中空纤维膜生物反应元件含有注胶膜盒、多根中空纤维膜丝和密封固定层，多根中空纤维膜丝对折成U型且通过密封固定层均匀分布固定在注胶膜盒上，每根中空纤维膜丝的两端头开口于密封固定层一端面且内腔保持畅通；所述的注胶膜盒通过粘接剂固定在集水膜盒内部，所述的两个中空纤维膜生物反应元件对称分布在集水膜盒两侧。本实用新型所述的中空纤维膜生物反应组件中，多个中空纤维膜生物反应单元组成的列数是自然数I至50中的偶数列，多个中空纤维膜生物反应单元组成的层数为2至10层；所述的管接头采用为管卡、活接头或卡箍；固定注胶膜盒与集水膜盒所使用的粘接剂是ABS粘接剂、PVC粘接剂、环氧树脂胶或聚氨酯胶。本实用新型所述的中空纤维膜生物反应元件中，密封固定层分为硬性密封固定层和柔性密封保护层，其中硬性密封固定层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料或硬性橡胶；柔性密封保护层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料、硅胶或柔性橡胶。本实用新型提供的一种中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:该中空纤维膜生物反应装置包括膜支架、集水母管、曝气装置和多个中空纤维膜生物反应组件；所述集水母管上部设有多个出水口，集水母管固定在膜支架上部；所述的多个中空纤维膜生物反应组件等间距或非等间距排列在膜支架的内部，每个中空纤维膜生物反应组件的集水支管两端分别通过管接头连接在集水母管上；膜支架下部固定有曝气装置。本实用新型所述的中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:所述的曝气装置包括进气母管、进气支管和多根布气管，进气母管上部设有进气口，所述进气母管下端与进气支管相连且两者内腔保持畅通，进气支管两侧连接有等间距排列的多个一端封闭、另一端内腔与进气支管内腔保持畅通的布气管，布气管上设有多个曝气孔；布气管上的曝气孔呈双排排列且每排曝气孔呈等间距或非等间距排列，其方向向下且两排曝气孔夹角a为45度至120度本实用新型所述的中空纤维膜生物反应装置中，每根布气管位于中空纤维膜生物反应组件底部下方IOmm至300mm处。本实用新型所述的中空纤维膜生物反应装置中，中空纤维膜生物反应组件的数量优选为I 10个。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及技术效果:第一、本实用新型所述的中空纤维膜生物反应单元，其中空纤维膜丝整体呈U型且内腔保持畅通，两端头通过密封固定层均匀分布固定在注胶膜盒内，中空纤维膜丝其余部位随气体上下浮动，可以有效防止中空纤维膜丝表面附着污泥，降低中空纤维膜丝出现断裂的可能性，提高中空纤维膜丝的抗污染性能，增大中空纤维膜丝固液分离率，同时也改善出水水质，延长中空纤维膜丝的使用寿命。第二、本实用新型所述的中空纤维膜生物反应组件，其由集水支管、多个中空纤维膜生物反应单元及多个管封头通过管接头相互连接组装而成，结构简单，便于拆卸与安装，当中空纤维膜生物反应元件局部出现污堵或损坏时可以很方便的替换该元件，有效的保证了出水水质。第三、本实用新型所述的中空纤维膜生物反应装置，其由膜支架、集水母管、曝气装置和多个中空纤维膜生物反应组件组成，因中空纤维膜生物反应组件易于拆卸安装使得整个膜装置便于维护与管理，同时由于中空纤维膜丝拥有较高的抗污染性能也使得整个膜装置的能耗降到很低，节省投入成本。
图1为本实用新型的中空纤维膜生物反应组件的结构原理示意立体图。图2a和图2b为本实用新型的中空纤维膜生物反应单元的结构原理示意图，其中图2a为本实用新型的中空纤维膜生物反应单元的局部正视图，图2b为图2a的俯视图。[0019]图3为本实用新型的中空纤维膜生物反应元件的结构原理示意立体图。图4为本实用新型的中空纤维膜生物反应装置的结构原理示意立体图。图5为本实用新型的中空纤维膜生物反应装置中曝气装置的结构原理示意立体图。图6a和图6b为本实用新型的曝气装置中布气管的结构原理示意图，其中图6a为本实用新型的曝气装置中布气管的局部剖视图，图6b为图6a的A-A剖面图。图中:10_中空纤维膜生物反应组件；11_集水支管；12_管接头；13_管封头；20-中空纤维膜生物反应单元，21-集水膜盒；22_集水口 ；30_中空纤维膜生物反应元件；31-注胶膜盒；32_密封固定层；33_中空纤维膜丝；40_中空纤维膜生物反应装置；41_膜支架；42_集水母管；43_出水口 ；50_曝气装置；51_进气支管；52_进气母管；53_进气口 ；60-布气管；61_曝气孔；a_曝气孔夹角。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，
以下结合附图对本实用新型作进一步说明，以便彻底地理解本实用新型的技术方案。图1为本实用新型的中空纤维膜生物反应组件的结构原理示意立体图。如图1所示，中空纤维膜生物反应组件10含有多个中空纤维膜生物反应单元20，所述的多个中空纤维膜生物反应单元20等间距排列，形成多层多列的布置结构，相邻两层之间的中空纤维膜生物反应单元20分别通过管接头12首尾密封连接且内腔保持畅通，其中顶层的中空纤维膜生物反应单元20分别通过管接头12与集水支管11密封连接且内腔保持畅通，底层的中空纤维膜生物反应单元20分别通过管接头12与管封头13密封连接。在所述的中空纤维膜生物反应组件10中，多个中空纤维膜生物反应单元20组成的列数是自然数I至50中的偶数列，多个中空纤维膜生物反应单元20组成的层数为2至10层。所述的管接头12类型采用为管卡、活接头或卡箍。图2a和图2b为本实用新型的中空纤维膜生物反应单元20的结构原理示意图，图3为本实用新型的中空纤维膜生物反应元件30的结构原理示意立体图。如图2a、图2b和图3所示，中空纤维膜生物反应单元20由集水膜盒21和两个中空纤维膜生物反应元件30组成，其中两个中空纤维膜生物反应元件30对称分布在集水膜盒21两侧，所述的每个中空纤维膜生物反应元件30上的注胶膜盒31通过粘接剂固定在集水膜盒21内部，集水膜盒21两端头各设有一个集水口 22。所述的中空纤维膜生物反应元件30包括注胶膜盒31、密封固定层32和多根中空纤维膜丝33，多根中空纤维膜丝33对折成U型且通过密封固定层32均匀分布固定在注胶膜盒31上，每根中空纤维膜丝33的两端头开口于密封固定层32 —端面且内腔保持畅通。固定注胶膜盒31与集水膜盒21使用的粘接剂可以是ABS粘接剂、PVC粘接剂、环氧树脂胶或聚氨酯胶。固定中空纤维膜丝33的密封固定层32分为硬性密封固定层和柔性密封保护层，其中硬性密封固定层材料可以选环氧树脂材料、聚氨酯材料或硬性橡胶，柔性密封保护层材料可以选环氧树脂材料、聚氨酯材料、硅胶或柔性橡胶。图4为本实用新型的中空纤维膜生物反应装置40的结构原理示意立体图，图5为图4中的曝气装置50的结构原理示意立体图，图6a和图6b为图5中的布气管60的结构原理示意图。如图4、图5、图6a和图6b所示，中空纤维膜生物反应装置40包括膜支架41、集水母管42、曝气装置50和多个如上所述的中空纤维膜生物反应组件10，其中膜支架41上部固定有集水母管42，下部固定有曝气装置50。所述的集水母管42上端设有多个出水口 43，侧端通过管接头12连接有呈等距或非等距排列的多个中空纤维膜生物反应组件10。所述的曝气装置50包括进气母管52、进气支管51和多根布气管60，进气母管52上端设有进气口 53，下端与进气支管51相连且两者内腔保持畅通，进气支管51两侧连接有等间距排列的多个一端封闭另一端内腔与进气支管51内腔保持畅通的布气管60,布气管60上设有多个曝气孔61，所述的曝气孔61呈双排排列且每排曝气孔61呈等间距或非等间距排列，其方向向下且两排曝气孔夹角a为45度至120度。在所述的中空纤维膜生物反应装置40中，中空纤维膜生物反应组件10的数量是I个至10个，每根布气管60位于中空纤维膜生物反应组件10底部下方IOmm至300mm处，布气管60上的曝气孔61呈双排排列且每排曝气孔61呈等间距或非等间距排列，其方向向下且两排曝气孔夹角a为45度至120度使用时，将如图4所示的中空纤维膜生物反应装置40浸没在膜生物反应池内，使中空纤维膜丝33位于膜生物反应池内液面之下20mm至400mm。常温常压下，输出泵在中空纤维膜丝33内腔产生负压，从而使得膜生物反应池内的原水经中空纤维膜丝33过滤而汇集至集水膜盒21内，并通过集水支管11汇集至集水母管42内，经出水口 43由输出泵持续输出。同时，气泵输出的压缩空气经由进气口 53进入进气母管52内腔，经由进气支管51进入布气管60内腔，最后通过布气管60上的曝气孔61不断的给附着在中空纤维膜丝33表面上的微生物提供含氧较高的水体，以加快其分解原水中的有机物等杂质。同时，在曝气孔61引入的气水混合体的扰动下，因中空纤维膜丝33中间的部分在水中呈游离状态，可以大幅度地随气水流摆动并且不容易发生断裂，可以很好的将附着在中空纤维膜丝33表面上的的污染物抖落掉，提高中空纤维膜丝33的抗污堵能力进而增强其固液分离效果，延长中空纤维膜丝33的使用寿命。由于本实用新型所述的中空纤维膜生物反应装置40是由膜支架41、集水母管42、曝气装置50和多个中空纤维膜生物反应组件10组成，且中空纤维膜生物反应组件10是由集水支管11与中空纤维膜生物反应单元20以及管封头13与中空纤维膜生物反应单元20通过管接头12相互连接组装而成，结构简单，当局部出现损坏或污堵时可以很容易找出损坏或污堵的中空纤维膜单元20，且很容易地进行拆卸并替换，便于维护与管理，同时由于中空纤维膜丝33的高抗污染性能也使得整个膜装置的能耗降到很低，节省投入成本。本实用新型公开的一种中空纤维膜生物反应组件及膜生物反应装置具有较高的抗污染性能和较长的使用寿命，安装维护方便，替换成本低，产水量稳定且水质优良，适用于大型市政污水处理领域。
权利要求1.一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:该膜生物反应组件含有多个中空纤维膜生物反应单元(20)，每个中空纤维膜生物反应单元(20)包括集水膜盒(21)和两个中空纤维膜生物反应元件(30)，集水膜盒(21)两端头各设有一个集水口(22)，所述的多个中空纤维膜生物反应单元(20)等间距排列，形成多层多列的布置结构，相邻两层之间的中空纤维膜生物反应单元(20)分别通过管接头(12)首尾密封连接且内腔保持畅通，其中顶层的中空纤维膜生物反应单元(20 )分别通过管接头(12)与集水支管(11)密封连接且内腔保持畅通，底层的中空纤维膜生物反应单元(20)分别通过管接头(12)与管封头(13)密封连接。
2.如权利要求1所述的一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:所述的每个中空纤维膜生物反应元件(30)含有注胶膜盒(31)、多根中空纤维膜丝(33)和密封固定层(32)，多根中空纤维膜丝(33)对折成U型且通过密封固定层(32)均匀分布固定在注胶膜盒(31)上，每根中空纤维膜丝(33)的两端头开口于密封固定层(32) —端面且内腔保持畅通；所述的注胶膜盒(31)通过粘接剂固定在集水膜盒(21)内部，所述的两个中空纤维膜生物反应元件(30)对称分布在集水膜盒(21)两侧。
3.如权利要求1所述的一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应组件中，多个中空纤维膜生物反应单元(20)组成的列数是自然数I至50中的偶数列，多个中空纤维膜生物反应单元(20)组成的层数为2至10层。
4.如权利要求1所述的一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应组件中，所述的管接头(12)采用为管卡、活接头或卡箍。
5.如权利要求2所述的一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应单元中，固定注胶膜盒(31)与集水膜盒(21)所使用的粘接剂是ABS粘接剂、PVC粘接剂、环氧树脂胶或聚氨酯胶。
6.如权利要求2所述的一种中空纤维膜生物反应组件，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应元件中，密封固定层(32)分为硬性密封固定层和柔性密封保护层，其中硬性密封固定层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料或硬性橡胶；柔性密封保护层采用环氧树脂材料、聚氨酯材料、硅胶或柔性橡胶。
7.采用如权利要求1所述中空纤维膜生物反应组件的一种中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:该中空纤维膜生物反应装置包括膜支架(41)、集水母管(42)、曝气装置(50)和多个中空纤维膜生物反应组件(10);所述集水母管(42)上部设有多个出水口(43)，集水母管固定在膜支架(41)上部；所述的多个中空纤维膜生物反应组件(10)等间距或非等间距排列在膜支架(41)的内部，每个中空纤维膜生物反应组件(10)的集水支管(11)两端分别通过管接头(12)连接在集水母管(42)上；膜支架下部固定有曝气装置(50)。
8.根据如权利要求7所述组件的一种中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:所述的曝气装置(50)包括进气母管(52)、进气支管(51)和多根布气管(60)，进气母管(52)上部设有进气口( 53 )，所述进气母管(52 )下端与进气支管(51)相连且两者内腔保持畅通，进气支管(51)两侧连接有等间距排列的多个一端封闭、另一端内腔与进气支管(51)内腔保持畅通的布气管(60),布气管(60)上设有多个曝气孔(61);布气管(60)上的曝气孔(61)呈双排排列且每排曝气孔(61)呈等间距或非等间距排列，其方向向下且两排曝气孔夹角a为45度至120度。
9.如权利要求8所述的一种中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应装置中，每根布气管(60)位于中空纤维膜生物反应组件(10)底部下方IOmm至300mm 处。
10.如权利要求7或8所述的一种中空纤维膜生物反应装置，其特征在于:所述的中空纤维膜生物反应 装置(40)中，中空纤维膜生物反应组件(10)的数量为I 10个。
专利摘要一种中空纤维膜生物反应组件及膜生物反应装置，膜生物反应组件含有多个中空纤维膜生物反应单元，每个生物反应单元包括集水膜盒和两个中空纤维膜生物反应元件；其膜生物反应装置包括膜支架、集水母管、曝气装置和多个中空纤维膜生物反应组件。本实用新型由多个中空纤维膜生物反应单元及多个管封头通过管接头相互连接组装而成，具有结构简单，便于拆卸与安装的特点，当中空纤维膜生物反应元件局部出现污堵或损坏时可以很方便的修补或替换该元件；同时可以有效防止中空纤维膜丝表面附着污泥，降低中空纤维膜丝出现断裂的可能性，提高中空纤维膜丝的抗污染性能，增大中空纤维膜丝固液分离率，同时也改善出水水质，延长中空纤维膜丝的使用寿命。
文档编号C02F3/12GK203159317SQ20132003489
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者安康, 徐大明, 林亚凯, 赵杰, 陈彤, 田野 申请人:北京赛诺膜技术有限公司