一种新型实验室用组合式动态膜组件的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种新型实验室用组合式动态膜组件。


背景技术：

2.生物膜因其具有多孔性和选择透过性，在固液分离领域有很大的应用潜力。比如动态膜生物反应器就是利用自生生物膜进行泥水分离，其具有通量大、过膜阻力小、出水浊度低、易清洗等优点。在动态膜生物反应器中，孔径为20
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100微米的低成本基材(如：无纺布、尼龙网、金属网等)常被用做生物膜附着生长的支撑层。动态膜生物反应器在各污水处理领域的应用、处理效果和动态膜的结构特性等方面已成为新一代膜技术的研究热点。但目前此领域膜组件大多是板状或者是柱状，多为整体，占用空间大；膜元件损坏后，更新难。不适用于实验室对膜污染或者动态膜结构随时间变化的跟踪研究。
3.因此，需要提供一种便于组装、体积小、成本低、拆卸后又不影响反应器正常运行的膜组件。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理、便于组装、体积小、成本低、拆卸后又不影响动态膜生物反应器正常运行的新型实验室用组合式动态膜组件。
5.本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种新型实验室用组合式动态膜组件，包括首节膜元件、续节膜元件和基材；所述首节膜元件包括第一基材固定座、第一支撑板和第二支撑板；两个所述第一基材固定座相对设置，第一支撑板沿周向间隔分布，所述第一支撑板的两端分别与两个第一基材固定座连接，所述第二支撑板呈环形，所述第二支撑板沿第一支撑板的长度方向间隔分布，所述第二支撑板与第一支撑板呈十字交叉设置，以形成若干个与首节膜元件内腔连通的长方形过水孔，所述基材包覆于长方形过水孔的外周，所述基材的两端固定于第一基材固定座，所述续节膜元件与其中一个第一基材固定座螺纹连接。
6.进一步地，所述首节膜元件还包括第一出水管和内凹螺纹段；所述首节膜元件的其中一个第一基材固定座开有内凹螺纹段，所述第一出水管位于内凹螺纹段围成的区域中，且第一出水管的一端穿过第一基材固定座后与首节膜元件的内腔连通，所述第一出水管的另一端向外延伸，所述续节膜元件与内凹螺纹段螺纹连接，且所述续节膜元件与第一出水管的另一端连通。
7.进一步地，所述第一支撑板和第二支撑板的内侧围成首节膜元件的内腔，所述第一支撑板和第二支撑板的外侧围成长方形过水孔，所述第一支撑板和第二支撑板的厚度从内到外逐渐减小。
8.进一步地，所述续节膜元件包括第二基材固定座、第三支撑板和第四支撑板；两个
所述第二基材固定座相对设置，第三支撑板沿周向间隔分布，所述第三支撑板的两端分别与两个第二基材固定座连接，所述第四支撑板呈环形，所述第四支撑板沿第三支撑板的长度方向间隔分布，所述第四支撑板与第三支撑板呈十字交叉设置，以形成若干个与续节膜元件内腔连通的长方形过水孔，所述基材包覆于长方形过水孔的外周，所述基材的两端固定于第二基材固定座，所述续节膜元件的其中一个第二基材固定座与首节膜元件的其中一个第一基材固定座螺纹连接。
9.进一步地，所述续节膜元件还包括外凸螺纹段、内凹螺纹段、进水管和第二出水管；所述续节膜元件中的其中一个第二基材固定座的上端面安装有外凸螺纹段，所述进水管位于外凸螺纹段围成的区域内，并与首节膜元件、续节膜元件的内腔连通，所述续节膜元件的另外一个第二基材固定座开有内凹螺纹段，所述第二出水管位于内凹螺纹段围成的区域内，且第二出水管的一端与续节膜元件的内腔连通，另一端向外延伸，所述续节膜元件的外凸螺纹段与首节膜元件的内凹螺纹段螺纹连接。
10.进一步地，所述第三支撑板和第四支撑板的内侧围成续节膜元件的内腔，所述第三支撑板和第四支撑板的外侧围成长方形过水孔，所述第三支撑板和第四支撑板的厚度从内到外逐渐减小。
11.进一步地，所述第一基材固定座包括第一盖板、第二盖板和固定柱；所述第一盖板和第二盖板的直径相等，且大于固定柱的外径，所述第一盖板、第二盖板分别安装于固定柱的上下两端，以形成基材固定槽。
12.进一步地，所述续节膜元件的数量为若干个，若干个续节膜元件依次螺纹连接。
13.进一步地，还包括橡胶垫圈，所述首节膜元件与续节膜元件之间、续节膜元件与续节膜元件之间夹有橡胶垫圈。
14.进一步地，所述基材为尼龙滤网、无纺布或金属网。
15.本实用新型相对于现有技术具有如下优点
16.1、本实用新型中的首节膜元件和续节膜元件之间通过螺纹连接，方便拆卸和组装，每个续节膜元件结构一致，可根据实际需求增减膜元件数量，在做膜污染或者动态膜特征研究时，可在不同时间段取出单个膜元件进行分析，而不会影响膜生物反应器的正常运行。本实用新型中的膜元件体积小，可以通过3d打印技术直接打印生成，方便快捷。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本实用新型中的首节膜元件的结构示意图；
19.图2示出了根据本实用新型中的首节膜元件包裹基材后的截面示意图；
20.图3示出了根据本实用新型中的续节膜元件的结构示意图；
21.图4示出了根据本实用新型中的续节膜元件包裹基材后的截面示意图；
22.图5示出了根据本实用新型中外凸螺纹与内凹螺纹的结构示意图；
23.图中，1为首节膜元件；101为第一基材固定座；102为第一支撑板；103为第二支撑板；104为第一出水管；105为第一盖板；106为第二盖板；107为固定柱；2为续节膜元件；201为第二基材固定座；202为第三支撑板；203为第四支撑板；204为进水管；205为第二出水管；
3为基材；4为内凹螺纹段；5为外凸螺纹段；6为长方形过水孔。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
25.实施例：
26.如图1
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图4所示的新型实验室用组合式动态膜组件，包括首节膜元件1、续节膜元件2和基材3；所述首节膜元件1包括第一基材固定座101、第一支撑板102和第二支撑板103；两个所述第一基材固定座101相对设置，第一支撑板102沿周向间隔分布，从而围成一个环形，所述第一支撑板102的两端分别与两个第一基材固定座101连接，所述第二支撑板103呈环形，所述第二支撑板103沿第一支撑板102的长度方向间隔分布，所述第二支撑板103穿入第一支撑板102中，从而与第一支撑板102呈十字交叉设置，以形成若干个与首节膜元件1内腔连通的长方形过水孔6，所述基材3包覆于长方形过水孔6的外周，所述基材3的两端通过卡箍固定于第一基材固定座101，所述续节膜元件2与其中一个第一基材固定座101螺纹连接，另一个第一基材固定座101封堵首节膜元件的顶端，防止污水从其顶部流出。续节膜元件2的数量可以为一个或者若干个，若干个续节膜元件2依次螺纹连接。膜元件之间螺纹连接，组装、拆卸方便，首节膜元件1和续节膜元件2的结构相近，在使用过程中，可根据实际情况增减续节膜元件2的数量，不影响膜生物反应器的正常运行。首节膜元件1和续节膜元件可由3d打印技术直接打印生成，方便快捷。
27.如图2和图5所示，所述首节膜元件1还包括第一出水管104和内凹螺纹段4；所述首节膜元件1的其中一个第一基材固定座101开有内凹螺纹段4，所述第一出水管104位于内凹螺纹段4围成的区域中，且第一出水管104的一端穿过第一基材固定座101后与首节膜元件1的内腔连通，所述第一出水管104的另一端向外延伸，所述续节膜元件2的外凸螺纹段5与首节膜元件1的内凹螺纹段4螺纹连接，第一出水管104的另一端伸入续节膜元件2的内腔。
28.所述第一支撑板102和第二支撑板103的内侧围成首节膜元件1的内腔，所述第一支撑板102和第二支撑板103的外侧围成长方形过水孔6，长方形过水孔6与首节膜元件1的内腔连通。所述第一支撑板102和第二支撑板103的厚度从内到外逐渐减小，通过此设置在保持较好的机械强度同时，能够减少支撑板与基材3的接触面积，增加基材3的过水面积。
29.如图3和图4所示，续节膜元件2包括第二基材固定座201、第三支撑板202和第四支撑板203；两个所述第二基材固定座201相对设置，第三支撑板202沿周向间隔分布，围成一个环形，所述第三支撑板202的两端分别与两个第二基材固定座201连接，所述第四支撑板203呈环形，所述第四支撑板203沿第三支撑板202的长度方向间隔分布，所述第四支撑板203插入第三支撑板202内，从而与第三支撑板202呈十字交叉设置，以形成若干个与续节膜元件2内腔连通的长方形过水孔6，所述基材3包覆于长方形过水孔6的外周，所述基材3的两端通过现有的卡箍固定于第二基材固定座201，所述续节膜元件2的其中一个第二基材固定座201与首节膜元件1的其中一个第一基材固定座101螺纹连接。当续节膜元件2的数量为一个时，续节膜元件2的另一个第二个基材固定座201与外界连通；当续节膜元件2为若干个时，续节膜元件2的另一个第二个基材固定座201与下一个续节膜元件2连接，后续的续节膜元件2依次连接，最后的续节膜元件2的尾端与外界连通。
30.如图4和图5所示续节膜元件2还包括外凸螺纹段5、内凹螺纹段4、进水管204和第
二出水管205；所述续节膜元件2中的其中一个第二基材固定座的上端面安装有外凸螺纹段5，所述进水管204位于外凸螺纹段5围成的区域内，并与首节膜元件1、续节膜元件2的内腔连通，所述续节膜元件2的另外一个第二基材固定座201开有内凹螺纹段4，所述第二出水管205位于内凹螺纹段4围成的区域内，且第二出水管205的一端与续节膜元件2的内腔连通，另一端向外延伸。当续节膜元件2的数量为一个时，续节膜元件2的外凸螺纹段5与首节膜元件1的内凹螺纹段4螺纹连接，同时第一出水管104与进水管204连接，第二出水管205与外界连通。当续节膜元件2的数量为若干时，后续的续节膜元件2，其外凸螺纹段5与前一个续节膜元件2的内凹螺纹段4螺纹连接，前一个续节膜元件2的第二出水管205与后一个续节膜元件2的进水管204连接，位于尾端的续节膜元件2的第二出水管205与外界连通。首节膜元件1连接多根续节膜元件2放入膜生物反应器中运行，在基材3表面会形成特殊结构的动态膜，当特定时间段需要对动态膜性质进行研究时，可取下一节续节膜元件2或替换一节续节膜元件进行研究分析，而膜生物反应器可以继续正常运行。
31.所述第三支撑板202和第四支撑板203的内侧围成续节膜元件2的内腔，所述第三支撑板202和第四支撑板203的外侧围成长方形过水孔6，所述第三支撑板202和第四支撑板203的厚度从内到外逐渐减小。通过此设置在保持较好的机械强度同时，能够减少支撑板与基材3的接触面积，增加基材3的过水面积。
32.所述第一基材固定座101包括第一盖板105、第二盖板106和固定柱107；所述第一盖板105和第二盖板106的直径相等，且大于固定柱107的外径，所述第一盖板105、第二盖板106分别安装于固定柱107的上下两端，以形成基材固定槽，基材3通过现有的卡箍固定在基材固定槽中。第二基材固定座201的结构与第一基材固定座101的结构相同。位于首节膜元件1上端的第一基材固定座101用于封闭首节膜元件1的内腔的上端开口，位于首节膜元件1下端的第一基材固定座101，其第二盖板106和固定柱107内开有内螺纹段4，第一出水管104穿入内螺纹段4围成的区域内，且第一出水管104的一端与第一盖板的上端面齐平，从而与首节膜元件1的内腔连通。续节膜元件2顶部的第二基材固定座201的第一盖板上安装有外凸螺纹段5，外凸螺纹段5内部中空，进水管204安装于外凸螺纹段至第二盖板内，第一出水管104插入进水管204内，以将首节膜元件1内的水引入续节膜元件2中。续节膜元件2底部的第二基材固定座201及螺纹段的设置与首节膜元件的底部相同。
33.还包括橡胶垫圈，所述首节膜元件1的内凹螺纹段4与续节膜元件2的外凸螺纹段5之间、续节膜元件2的内凹螺纹段4与下一个续节膜元件2的外凸螺纹段5之间放置橡胶垫圈，防止渗水。
34.所述基材3为尼龙滤网、无纺布或金属网。基材3还可以选用其他纤维织物等。
35.具体使用时：将首节膜元件1和多根续节膜元件2相组合放入生物反应器中，微生物会快速在基材3表面附着并形成生物膜，污水经过生物膜和基材3过滤后进入膜元件内腔，内腔中过滤液由出水管(第一或第二出水管)进入下一节膜元件空腔，最终从最后一节续节膜元件2的第二出水管205排出。
36.上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。