用于水处理的膜组件的制作方法

文档序号:11900079阅读:169来源:国知局
用于水处理的膜组件的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种用于水处理的膜组件,尤其涉及一种MBR膜组件。“MBR”即Membrane Bio-Reactor,意为膜生物反应器。



背景技术:

公开号为CN105617865A的中国专利申请文献(下称参考文献)公开了一种高效过滤的新型水处理膜堆,属于浸没式MBR膜组件。一般而言,这类膜组件包括支撑杆、第一端部构件、第二端部构件以及膜芯四个部分,其中,支撑杆为空心结构或实心结构,第一端部构件安装在支撑杆的一端,第二端部构件安装在支撑杆的另一端,膜芯安装在支撑杆上并轴向定位于第一端部构件和第二端部构件之间。在一个典型的水处理现场,上述的多个膜组件被排列起来并置于一个装有待处理污水的膜生物反应器内,浸没在待处理污水的液面之下,在这些排列起来的膜组件的下方设有曝气装置。工作时,进行曝气处理的污水在压力的作用下通过膜芯过滤,然后从膜组件的输出口输出已过滤水体。

上述膜芯具体包括多个依次套接在支撑杆上并沿该支撑杆的轴向排列的膜元件以及分别与各膜元件适配的密封装置。其中,膜元件具体为膜片。该膜片的具体结构为:膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间并用于与支撑杆相配合的通孔与支撑杆和该通孔之间所形成的导流间隙导通。所述导流间隙通过设置在支撑杆内部和/或支撑杆表面的导流通道与膜组件的输出口导通。一种密封装置的具体结构,包括:分别设置在各膜元件两侧的密封环,所述密封环包括套接在支撑杆上的密封环本体以及挤压设置在密封环本体与相邻膜片之间的密封圈。这些密封环依次排列在支撑杆上并轴向压紧在第一端部构件和第二端部构件之间。

上述支撑杆一般采用空心结构且在支撑杆的表面布置有很多的导流孔。这样,在膜组件的工作过程中,经第一过滤薄膜和第二过滤薄膜的过滤而进入膜片空腔的已过滤水体会从膜片的通孔中流出并进入到导流间隙中,然后再从导流间隙中通过支撑杆表面的导流孔进入支撑杆的内腔,最终从膜组件的输出口流出。而膜组件的输出口可能直接是支撑杆的开口端,也可能位于第一端部构件或第二端部构件上。显然,当膜组件的输出口位于第一端部构件或第二端部构件上时,第一端部构件或第二端部构件中还相应的设置有与支撑杆的开口端相连接的导流结构。

目前,上述膜组件的输出口总是独立外接收水管道的,即,在水处理现场将这些膜组件组合起来时,每一个膜组件的输出口都需要单独连接收水管道,然后这些收水管道再分别与膜组件外部收水设备连接。这样不仅使水处理设施的安装调试比较麻烦,并且也导致管道数量繁多,也可能减小膜组件在单位占地面积上的有效过滤面积。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于水处理的膜组件,可有效解决因膜组件的输出口总是独立外接收水管道而产生的不利影响。此外,本实用新型还要提供一种在单位占地面积上可具有较大过滤面积的MBR膜组件和MBR膜元件;提供一种改善结构的MBR膜元件和具有该MBR膜元件的MBR膜组件;以及提供一种可在一定程度上防止膜片位摆动的MBR膜组件。

本实用新型提供的用于水处理的膜组件,包括:支撑杆,所述支撑杆为空心结构或实心结构;第一端部构件,所述第一端部构件安装在支撑杆的一端;第二端部构件,所述第二端部构件安装在支撑杆的另一端;以及膜芯,所述膜芯安装在支撑杆上并轴向定位于第一端部构件和第二端部构件之间,该膜芯包括多个依次套接在支撑杆上并沿该支撑杆的轴向排列的膜元件以及分别与各膜元件适配的密封装置;所述膜元件包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间并用于与支撑杆相配合的通孔与支撑杆和该通孔之间所形成的导流间隙导通,所述导流间隙通过设置在支撑杆内部和/或支撑杆表面的导流通道与膜组件的输出口导通;所述第一端部构件和/或第二端部构件包括导流适配结构,该导流适配结构用于适配连接相邻膜组件从而使所述相邻膜组件之间的输出口导通。设置上述的导流适配结构后,相邻膜组件可通过导流适配结构连接,且连接后相邻膜组件之间的输出口导通,这样,从相邻膜组件中的其中一个膜组件的输出口产出的已过滤水体将通过导流适配结构进入另一个膜组件并通过另一个膜组件的输出口流出,因此可减少与各膜组件对应的外接收水管道的数量,不仅让膜组件的组合更加便利,同时也有利于提高膜系统在单位占地面积上的有效过滤面积。上述用于水处理的膜组件一般可作为MBR膜组件而得以广泛的应用。

作为导流适配结构的一种具体实施方式,所述导流适配结构包括导流适配器,所述导流适配器具有用于与所在的膜组件中的导流通道连接的第一接口、作为所在的膜组件的输出口的第二接口以及用于与相邻膜组件的输出口连接的第三接口,从第一接口和第三接口中收集的已过滤水体汇集在导流适配器的腔体中并从第二接口流出。上述的第一接口作用是收集膜芯过滤得到的已过滤水体,第二接口的作用是产出已过滤水体,第三接口的作用是连接相邻膜组件的输出口并收集从该相邻膜组件的输出口产出的已过滤水体。需要提及的是,当某一膜组件无需连接相邻膜组件的输出口时(例如膜组件本身为膜系统边缘的一个膜组件而并不获得其他膜组件产出的已过滤水体),可将第三接口封闭。作为上述导流适配器的优选结构,所述导流适配器包括与支撑杆垂直设置的导流管,所述的第二接口与第三接口分别设置在导流管的两端,所述第一接口设置在导流管的侧壁上。此外,所述导流管的侧壁上还可以设置可与膜组件外部收水设备连接的第四接口,所述第四接口上可拆卸连接密封盖。第四接口可以作为在特殊情况下产出已过滤水体的通道。

作为对上述用于水处理的膜组件的进一步改进,所述膜片的空腔中设置有防偏移支撑结构。在该改进的膜组件中,其各膜元件可在其膜片中的防偏移支撑结构的支撑下与相邻膜元件之间保持间隔,减少甚至避免膜片之间发生粘接的风险,提高膜组件的工作效率和膜片的使用寿命。防偏移支撑结构内置于膜片的空腔中,因此膜片之间无需再设置与参考文献相同或类似的间隔网,有效降低过滤侧的水流阻碍;并且膜片之间的间距也可适当减小,有利于增大过滤面积。优选的防偏移支撑结构包括叠置于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间的支撑板和设置在支撑板上并与支撑杆配合的装配孔。这种防偏移支撑结构便于制造和安装,其厚度较薄可以保证支撑杆上安装的膜片数量,并且设置支撑板后还可将膜片的空腔分为平行的两个腔体,起到分流、导流作用,有利于提高膜组件工作效率。

作为对上述用于水处理的膜组件的又一改进,所述膜元件采用形状、大小一致的矩形膜片,以使膜芯的外形成为矩形体。膜元件进一步优选采用正方形膜片;更优选是采用长度或宽度为200至1000毫米的正方形膜片。在该改进的膜组件中,膜元件采用了形状、大小一致的矩形膜片从而使膜芯的外形成为矩形体。而参考文献中的膜组件则采用圆形膜片,因而其膜芯的外形相应为圆柱体。当膜组件被置于卧放状态下进行使用时,假设本实用新型的膜组件的矩形体膜芯与参考文献中膜组件的圆柱体膜芯在水平面上的投影面积相同且膜组件卧放时的高度也相同,则本实用新型的膜组件的过滤面积显然要大于参考文献中膜组件的过滤面积。因此,本实用新型的膜组件在单位占地面积上相比于参考文献中的膜组件可具有较大过滤面积,因此工作效率更高。

作为对上述用于水处理的膜组件的又一改进,在所述膜芯的侧面外至少设置有一条膜片边部定位装置;所述膜片边部定位装置包括与支撑杆平行设置并与第一端部构件和/或第二端部构件相对固定的定位杆和设置在定位杆上并沿该定位杆长度方面排列的定位齿,相邻定位齿之间形成与膜片一一对应的定位卡槽,各膜片的边缘分别卡接在对应的定位卡槽内。其中,所述定位杆的两端最好分别安装在第一端部构件和第二端部构件上。此外,所述定位杆可兼作为连接第一端部构件与第二端部构件的拉杆而使第一端部构件第二端部构件轴向压紧膜芯。上述的膜片边部定位装置可将各膜片的边缘分别卡接在该装置中对应的定位卡槽内,从而对膜片的边缘部位进行有效定位。

本实用新型提供的一种MBR膜组件,包括:支撑杆,所述支撑杆为空心结构或实心结构;第一端部构件,所述第一端部构件安装在支撑杆的一端;第二端部构件,所述第二端部构件安装在支撑杆的另一端;以及膜芯,所述膜芯安装在支撑杆上并轴向定位于第一端部构件和第二端部构件之间,该膜芯包括多个依次套接在支撑杆上并沿该支撑杆的轴向间隔设置的膜元件以及分别与各膜元件适配的密封装置;其中,所述膜元件包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间并用于与支撑杆相配合的通孔与支撑杆和该通孔之间所形成的导流间隙导通,所述导流间隙通过设置在支撑杆内部和/或支撑杆表面的导流通道与膜组件的输出口导通;所述膜元件采用形状、大小一致的矩形膜片,以使膜芯的外形成为矩形体。由于MBR膜组件中的膜元件采用了形状、大小一致的矩形膜片从而使膜芯的外形成为矩形体。而参考文献中的MBR膜组件则采用圆形膜片,因而其膜芯的外形相应为圆柱体。当MBR膜组件被置于卧放状态下进行使用时,假设本实用新型的MBR膜组件的矩形体膜芯与参考文献中MBR膜组件的圆柱体膜芯在水平面上的投影面积相同且MBR膜组件卧放时的高度也相同,则本实用新型的MBR膜组件的过滤面积显然要大于参考文献中MBR膜组件的过滤面积。因此,本实用新型的MBR膜组件在单位占地面积上相比于参考文献中的膜组件可具有较大过滤面积,因此工作效率更高。

本实用新型提供的一种MBR膜元件,包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间的通孔与膜片外部相通,所述膜片呈矩形。该MBR膜元件的膜片呈矩形,将多个形状、大小一致的矩形膜片组合起来后膜芯的外形成为矩形体。而参考文献中的MBR膜组件则采用圆形膜片,因而其膜芯的外形相应为圆柱体。当MBR膜组件被置于卧放状态下进行使用时,假设本实用新型的MBR膜组件的矩形体膜芯与参考文献中MBR膜组件的圆柱体膜芯在水平面上的投影面积相同且MBR膜组件卧放时的高度也相同,则采用本实用新型的MBR膜元件的MBR膜组件的过滤面积显然要大于参考文献中MBR膜组件的过滤面积。

上述MBR膜组件和MBR膜元件中,均优选采用正方形膜片;更优选是采用长度或宽度为200至1000毫米的正方形膜片。上述MBR膜组件和MBR膜元件中,所述膜片的空腔中还可以设置防偏移支撑结构。这样,MBR膜组件的各膜元件可在其膜片中的防偏移支撑结构的支撑下与相邻膜元件之间保持间隔,减少甚至避免膜片之间发生粘接的风险,提高MBR膜组件的工作效率和膜片的使用寿命。防偏移支撑结构内置于膜片的空腔中,因此膜片之间无需再设置与参考文献相同或类似的间隔网,有效降低过滤侧的水流阻碍;并且膜片之间的间距也可适当减小,有利于进一步增大膜组件的过滤面积。

本实用新型提供的另一种MBR膜组件,包括:支撑杆,所述支撑杆为空心结构或实心结构;第一端部构件,所述第一端部构件安装在支撑杆的一端;第二端部构件,所述第二端部构件安装在支撑杆的另一端;以及膜芯,所述膜芯安装在支撑杆上并轴向定位于第一端部构件和第二端部构件之间,该膜芯包括多个依次套接在支撑杆上并沿该支撑杆的轴向间隔设置的膜元件以及分别与各膜元件适配的密封装置;其中,所述膜元件包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间并用于与支撑杆相配合的通孔与支撑杆和该通孔之间所形成的导流间隙导通,所述导流间隙通过设置在支撑杆内部和/或支撑杆表面的导流通道与膜组件的输出口导通;所述膜片的空腔中设置有防偏移支撑结构。该MBR膜组件中,其各膜元件可在其膜片中的防偏移支撑结构的支撑下与相邻膜元件之间保持间隔,减少甚至避免膜片之间发生粘接的风险,提高MBR膜组件的工作效率和膜片的使用寿命。防偏移支撑结构内置于膜片的空腔中,因此膜片之间无需再设置与参考文献相同或类似的间隔网,有效降低过滤侧的水流阻碍;并且膜片之间的间距也可适当减小,有利于增大过滤面积。

本实用新型提供的另一种MBR膜元件,包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间的通孔与膜片外部相通,所述膜片的空腔中设置有防偏移支撑结构。由于其膜片的空腔中设置有防偏移支撑结构,将多个MBR膜元件组合起来成为MBR膜组件,其各膜元件在其膜片中的防偏移支撑结构的支撑下将与相邻膜元件之间保持间隔,减少甚至避免膜片之间发生粘接的风险,提高MBR膜组件的工作效率和膜片的使用寿命。防偏移支撑结构内置于膜片的空腔中,因此膜片之间无需再设置与参考文献相同或类似的间隔网,有效降低过滤侧的水流阻碍;并且膜片之间的间距也可适当减小,有利于增大过滤面积。

优选的防偏移支撑结构包括叠置于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间的支撑板和设置在支撑板上并与支撑杆配合的装配孔。相应的,为解决上述第二个技术问题而提供的MBR膜元件中,优选的防偏移支撑结构包括叠置于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间的支撑板,支撑板上设置有与所述通孔同轴对应的装配孔。这种防偏移支撑结构便于制造和安装,其厚度较薄可以保证支撑杆上安装的膜片数量,并且设置支撑板后还可将膜片的空腔分为平行的两个腔体,起到分流、导流作用,有利于提高MBR膜组件工作效率。作为密封装置的优选设置方式,各膜元件的两侧分别设有密封环;所述密封环包括套接在支撑杆上的密封环本体以及挤压设置在密封环本体与相邻膜片之间的密封圈;位于各膜元件膜片中的支撑板在该膜元件两侧的密封环的夹紧力作用下与支撑杆垂直设置。由于各膜元件的两侧分别设有密封环,位于各膜元件膜片中的支撑板在该膜元件两侧的密封环的夹紧力作用下与支撑杆垂直设置,保证了支撑板与支撑杆之间定位的稳固性,确保了支撑板对膜片的防偏移支撑效果。

本实用新型提供的又一种MBR膜组件,包括:支撑杆,所述支撑杆为空心结构或实心结构;第一端部构件,所述第一端部构件安装在支撑杆的一端;第二端部构件,所述第二端部构件安装在支撑杆的另一端;以及膜芯,所述膜芯安装在支撑杆上并轴向定位于第一端部构件和第二端部构件之间,该膜芯包括多个依次套接在支撑杆上并沿该支撑杆的轴向间隔设置的膜元件以及分别与各膜元件适配的密封装置;其中,所述膜元件包括膜片,所述膜片包括第一过滤薄膜、与第一过滤薄膜相对设置的第二过滤薄膜以及由第一过滤薄膜与第二过滤薄膜叠置而形成于第一过滤薄膜和第二过滤薄膜之间的空腔,该空腔通过贯穿于第一过滤薄膜与第二过滤薄膜之间并用于与支撑杆相配合的通孔与支撑杆和该通孔之间所形成的导流间隙导通,所述导流间隙通过设置在支撑杆内部和/或支撑杆表面的导流通道与膜组件的输出口导通;在所述膜芯的侧面外至少设置有一条膜片边部定位装置;所述膜片边部定位装置包括与支撑杆平行设置并与第一端部构件和/或第二端部构件相对固定的定位杆和设置在定位杆上并沿该定位杆长度方面排列的定位齿,相邻定位齿之间形成与膜片一一对应的定位卡槽,各膜片的边缘分别卡接在对应的定位卡槽内。上述的膜片边部定位装置可将各膜片的边缘分别卡接在该装置中对应的定位卡槽内,从而对膜片的边缘部位进行有效定位。MBR膜组件可将该膜片边部定位装置与参考文献中公开的间隔网或是本实用新型中提到的上述防偏移支撑结构配合使用,从而更有效的防止膜片移动、膜片之间的粘接。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型用于水处理的膜组件的一种结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1中A-A向剖视图。

图4为图3中B处的局部放大图。

图5为相邻两个图1所示的膜组件适配连接后的示意图。

图6为本实用新型膜组件中膜元件的一种结构示意图。

图7为图6中B-B向的剖视图。

图8为图6中支撑板的结构示意图。

图9为图7中C处的局部放大图。

图10为本实用新型膜组件中膜元件的材料分解示意图。

图11为本实用新型膜组件中膜片边部定位装置的结构示意图。

图12为膜片边部定位装置的立体图。

图中标记为:支撑杆100、导流孔110、第一端部构件200、第一支撑盘210、堵头220、第二端部构件300、第二支撑盘310、锁紧螺母320、产水接头330、膜芯400、膜元件410、膜片411、第一过滤薄膜411a、第二过滤薄膜411b、空腔411c、通孔411d、防偏移支撑结构411e、支撑板411f、装配孔411g、支撑网411h、焊疤411i、密封装置420、密封环421、密封环本体421a、密封圈421b、导流间隙430、输出口500、膜片边部定位装置600、定位杆610、芯棒611、包管612、定位齿620、倒角621、定位卡槽630、导流适配结构700、导流适配器710、第一接口711、第二接口712、第三接口713、导流管714、第四接口715、密封盖716、密封圈717、膜组件端部外壳720、面板730、适配连接结构800。

具体实施方式

如图1至4所示的用于水处理的膜组件,包括支撑杆100、第一端部构件200、第二端部构件300、膜芯400以及输出口500,其中,第一端部构件200安装在在支撑杆100的一端,第二端部构件300安装在支撑杆100的另一端,膜芯400则安装在支撑杆100上并轴向定位于第一端部构件200和第二端部构件300之间;输出口500设置在第一端部构件200;此外,在支撑杆100内部和/或支撑杆100表面还设有导流通道,导流通道既与膜芯400的出水口导通,又与膜组件的输出口500导通,以便将通过膜芯400产出的已过滤水体从输出口500导出膜组件。上述膜组件作为浸没式MBR膜组件,一般是通过支架以卧放形式安装在膜生物反应器中并位于曝气装置的上方,使用过程中MBR膜组件浸入进行曝气处理的污水中,这些污水再在过滤压力作用下通过膜芯400过滤,最后从MBR膜组件的输出口500输出已过滤水体。

如图1至4所示,上述膜芯400包括多个依次套接在支撑杆100上并沿该支撑杆100的轴向排列的膜元件410以及分别与各膜元件410适配的密封装置420。具体的说,如图1至4、图6至9所示,所述膜元件410包括膜片411,所述膜片411包括第一过滤薄膜411a、与第一过滤薄膜411a相对设置的第二过滤薄膜411b以及由第一过滤薄膜411a与第二过滤薄膜411b叠置而形成于第一过滤薄膜411a和第二过滤薄膜411b之间的空腔411c,该空腔411c通过贯穿于第一过滤薄膜411a与第二过滤薄膜411b之间并用于与支撑杆100相配合的通孔411d与支撑杆100和该通孔411d之间所形成的导流间隙430导通,所述导流间隙430即通过设置在支撑杆100内部和/或支撑杆100表面的导流通道与MBR膜组件的输出口500导通。

上述膜芯400的工作原理为:待过滤的污水在过滤压力作用下分别从第一过滤薄膜411a和第二过滤薄膜411b渗入第一过滤薄膜411a与第二过滤薄膜411b之间的空腔411c中,由于该空腔411c与贯穿于第一过滤薄膜411a与第二过滤薄膜411b之间并用于与支撑杆100相配合的通孔411d导通,而该通孔411d又与支撑杆100之间存在导流间隙430,因此,渗入空腔411c中的已过滤水体将流入导流间隙430中,进而通过设置在支撑杆100内部和/或支撑杆100表面的导流通道流向MBR膜组件的输出口500。由于膜芯400中设有密封装置420,因此能够避免已过滤水体与待过滤污水之间的相互渗透。

以往由于膜片411之间容易发生粘接而导致过滤效率下降、膜片的使用寿命降低,在相邻的膜片411之间设置有间隔网。如图1至9所示,本具体实施方式中并没有设置间隔网,取而代之的是在各膜片411的空腔411c中增设了防偏移支撑结构411e。本具体实施方式中具体采用的防偏移支撑结构411e包括叠置于第一过滤薄膜411a与第二过滤薄膜411b之间的支撑板411f和设置在支撑板411f上并与支撑杆100配合的装配孔411g。其中,支撑板411f的形状和大小最好与空腔411c相适配,这样对膜片的支撑效果较好。支撑板411f优选采用厚度为0.3至2毫米的平板,这样可以保证保证支撑板411f的强度,又可保证膜片411的整体厚度较薄,进而确保支撑杆100上膜片411的设置数量。支撑板411f上可以开设一些镂空的孔槽,也可以采用实心结构的平板作为支撑板411f。当采用实心结构的平板作为支撑板411f时,该支撑板411f实际上可以将空腔411c分隔为两个基本上隔开且平行的腔体,起到更好的分流、导流作用。支撑板一般可以采用硬质塑料等刚性材料来制造。

如图4所示,本具体实施方式中,密封装置420的具体结构为:在各膜元件410的两侧分别设有密封环421;所述密封环421包括套接在支撑杆100上的密封环本体421a以及挤压设置在密封环本体421a与相邻膜片411之间的密封圈421b;位于各膜元件410膜片411中的支撑板411f在该膜元件410两侧的密封环421的夹紧力作用下与支撑杆100垂直设置。对于上述密封装置420,由于在各膜元件410的两侧分别设有密封环420,位于各膜元件410膜片411中的支撑板411f在该膜元件410两侧的密封环420的夹紧力作用下与支撑杆100垂直设置,保证了支撑板411f与支撑杆100之间定位的稳固性,进而确保了支撑板411f对膜片411的防偏移支撑效果。

如图1至9所示,本具体实施方式中,MBR膜组件中的膜元件410全部采用形状、大小一致的矩形膜片411,以使膜芯400的外形成为矩形体。常规的MBR膜组件采用圆形膜片,因而其膜芯的外形相应为圆柱体。当MBR膜组件被置于卧放状态下进行使用时,假设本具体实施方式的MBR膜组件的矩形体膜芯与目前常规的MBR膜组件的圆柱体膜芯在水平面上的投影面积相同且MBR膜组件卧放时的高度也相同,则本具体实施方式的MBR膜组件的过滤面积显然要大于目前常规的MBR膜组件的过滤面积。因此,本具体实施方式的MBR膜组件在单位占地面积上可具有较大过滤面积,工作效率更高。在一个典型的水处理现场,上述的多个MBR膜组件被排列起来组成MBR膜系统并置于一个装有待处理污水的膜生物反应器内,浸没在待处理污水的液面之下,在这些排列起来的膜组件的下方设有曝气装置。一般而言,MBR膜系统包还包括膜组件卧放支架,所述膜组件卧放支架上排列安装有多个MBR膜组件,这些MBR膜组件均呈卧放状态排列安装在膜组件卧放支架上。

本具体实施方式中,膜元件410优选采用大小一致的正方形膜片411,这样比较便于膜片411制造。一般而言,膜元件410可采用长度或宽度为200至1000毫米的正方形膜片411,其中又以长度或宽度为300至500毫米的正方形膜片411为佳。从膜片411制造的角度来讲,最好将膜片411的四角均设置为圆角;当膜片411为正方形膜片411时,圆角的半径与正方形膜片411的长度或宽度的比值0.02至0.08为宜。这是因为,要构成膜片411,第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘必须是彼此结合为一体的,这样才能实现密封。一般而言,第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘是通过热加工技术熔合为一体的,第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘熔合的部分即形成焊疤411i。将膜片411的四角均设置为圆角,这些圆角部位的焊疤411i随圆角平滑过渡,保证了膜片411四角的密封效果。将圆角的半径与正方形膜片411的长度或宽度的比值设为0.02至0.08,既确保了膜片411四角的密封性,同时也避免圆角的半径过大而降低膜片411的过滤面积。

如图1至5所示,本具体实施方式的MBR膜组件的关键之处在于,上述的第一端部构件200包括导流适配结构700,该导流适配结构700用于适配连接相邻膜组件从而使所述相邻膜组件之间的输出口500导通。具体而言,如图3所示,本具体实施方式中,所述导流适配结构700包括导流适配器710,所述导流适配器710具有用于与所在的膜组件中的导流通道连接的第一接口711、作为所在的膜组件的输出口500的第二接口712以及用于与相邻膜组件的输出口500连接的第三接口713,从第一接口711和第三接口713中收集的已过滤水体汇集在导流适配器710的腔体中并从第二接口712流出。上述的第一接口711作用是收集膜芯400过滤得到的已过滤水体,第二接口712的作用是产出已过滤水体,第三接口713的作用是连接相邻膜组件的输出口500并收集从该相邻膜组件的输出口500产出的已过滤水体。当相邻膜组件通过导流适配结构700适配连接后,其中一个膜组件的第二接口712将于另一膜组件的第三接口713相适配,这样,从相邻膜组件中的其中一个膜组件的输出口500产出的已过滤水体将通过导流适配结构700进入另一个膜组件并通过另一个膜组件的输出口500流出,因此可减少与各膜组件对应的外接收水管道的数量,不仅让膜组件的组合更加便利,同时也有利于提高膜系统在单位占地面积上的有效过滤面积。

如图3所示,作为上述导流适配器710的一种较优结构,所述导流适配器710包括与支撑杆100垂直设置的导流管714,所述的第二接口711与第三接口713分别设置在导流管714的两端,所述第一接口711设置在导流管714的侧壁上。该导流管714可以设计为一扁管,使该扁管横截面的长度大于宽度,所述宽度与支撑杆100的轴向平行,这样,可以缩短导流适配器710在支撑杆100轴向上的厚度,进而缩小第一端部构件200在支撑杆100轴向上的厚度,最终缩短整个膜组件的长度。此外,所述导流管714的侧壁上还设有可与膜组件外部收水设备连接的第四接口715,所述第四接口715上可拆卸连接密封盖716。上述第一接口711最好与第四接口715可与支撑杆100同轴设置。该第四接口715可以作为在特殊情况下产出已过滤水体的通道。如图3,为了更好的配合上述导流适配器710的结构,膜组件的导流通道通过表面分布导流孔110的空心结构的支撑杆100的开口端输出已过滤水体,所述第一接口711对接在支撑杆100的开口端并轴向压紧膜芯400,第一接口711与支撑杆100之间设有密封部件(防止已过滤水体从第一接口711与支撑杆100之间的配合部位泄露),这样,就以简单的方式实现了膜芯400与导流适配器710的导通。

实施例1

如图1至4所示的MBR膜组件,其膜元件410采用形状、大小一致的正方形膜片411。膜片411的长度或宽度为320毫米。膜片411的四角均设为半径15毫米的圆角。膜片411的中心设有通孔411d。膜片411的空腔411c中设有一块厚度为1.2毫米的支撑板411f,所述支撑板411f是正方形的实心平板,支撑板411f的四角分别设有倒角。支撑板411f的中心设有装配孔411g,装配孔411g与通孔411d同轴设置。该正方形支撑板411f的长度或宽度比正方形膜片411长度或宽度小20mm,以便留出焊疤411i的位置。上述膜片411是在第一过滤薄膜411a上依次叠放支撑板411f和第二过滤薄膜411b后,再将第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘热加工熔合制成。将第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘热加工熔合的方法是现有的,故不再赘述。

实施例1的MBR膜组件中,支撑杆100为一个中空的管体,支撑杆100上沿支撑杆100的轴向间隔开设有多个导流孔110。各密封环421的密封环本体421a与支撑杆100间隙配合,同时,由于各膜片411的通孔411d与支撑杆100和该通孔411d之间所形成的导流间隙430导通,于是,这些导流间隙430与密封环本体421a和支撑杆100之间的配合间隙就形成了导通的流路(即设置在支撑杆100表面的导流通道),用以将已过滤水体导向支撑杆100上的各个导流孔110,然后进入支撑杆100的管体中。

实施例1的MBR膜组件中,第一端部构件200包括导流适配器710和设置在导流适配器710外部的膜组件端部外壳720;第二端部构件300则包括锁紧螺母和设置在锁紧螺母外部的膜组件端部外壳720。为使支撑杆100与第一端部构件200以及第二端部构件300进行连接,支撑杆100上用于与导流适配器710的第一接口711连接的一端的柱面上设有第一柱面螺纹,支撑杆100上用于与锁紧螺母连接的一端的柱面上设有第二柱面螺纹。第一端部构件200、第二端部构件300与支撑杆100的连接方式为:导流适配器710的第一接口711套装在支撑杆100一端并与第一柱面螺纹螺纹连接,锁紧螺母套装在支撑杆100另一端并与第二柱面螺纹螺纹连接,导流适配器710的第一接口711与锁紧螺母之间为膜芯400,膜芯400中的各密封环421被轴向压紧在导流适配器710的第一接口711与锁紧螺母之间。

此外,在第一端部构件200的膜组件端部外壳720的内侧还可安装一面板730,同样的,也可在第二端部构件300的膜组件端部外壳720的内侧安装一面板730。而导流适配器710的第一接口711可伸出面板730一段距离后再压紧模芯400,锁紧螺母则可通过一个压紧套筒伸出面板730一段距离再压紧模芯400。这样,可使整个膜组件的外形更为美观。

上述第一端部构件200的膜组件端部外壳720上分别设有与第二接口720、第三接口730和第四接口715对应的开口。此外,第一端部构件200的膜组件端部外壳720上还设有适配连接结构800,所述适配连接结构800用于与相邻膜组件的第一端部构件200上对应的适配连接结构800适配连接。上述第二端部构件300上的膜组件端部外壳720上同样设有适配连接结构800,所述适配连接结构800用于与相邻膜组件的第二端部构件300上对应的适配连接结构800适配连接。适配连接结构800可采用多种具体形式,例如卡接结构、榫卯结构等。如图5所示,当相邻膜组件通过导流适配结构700以及适配连接结构800适配连接后,其中一个膜组件的第二接口712将于另一膜组件的第三接口713相适配,相邻膜组件之间的导流适配器710连通。

实施例2

将实施例1的支撑杆100替换为实心杆。在此基础上,对导流适配器710的第一接口711的结构进行相应的调整,以使导流间隙430与密封环本体421a和支撑杆100之间的配合间隙形成的流路即设置在支撑杆100表面的导流通道中的已过滤水体直接从支撑杆100与导流适配器710的第一接口711之间的配合面流入导流适配器710。具体做法是在导流适配器710的第一接口711的侧壁内设置与导流管714导通的导流孔,将导流孔与设置在支撑杆100表面的导流通道导通即可。

实施例3

如图9至10所示,对实施例1的膜片411进行改进,具体是在第一过滤薄膜411a的内侧以及第二过滤薄膜411b的内侧分别设置支撑网411h。如图10所示,改进后的膜片411是在第一过滤薄膜411a上依次叠放支撑网411h、支撑板411f、支撑网411h和第二过滤薄膜411b后,再将第一过滤薄膜411a的边缘与第二过滤薄膜411b的边缘热加工熔合制成,并且第一过滤薄膜411a内侧的支撑网411h与第二过滤薄膜411b内侧的支撑网411h的边缘最好一起结合在焊疤411i中。支撑网411h可以进一步支撑第一过滤薄膜411a和第二过滤薄膜411b,与支撑板411f配合使用时可以更好的防止膜片411变形;另外,支撑网411h起到了一定的导流作用,有助于提高过滤效果。本实施例中支撑网411h的孔径为30至40目,不仅对流体阻力小,并且导流效果显著。

实施例4

如图1至5,、图11至12所示,在实施例1的基础上,在其膜芯400相对的两侧面外分别设置两条膜片边部定位装置600,位于膜芯400同一侧面外的两条膜片边部定位装置600相互对称设置于膜芯400中心轴线的两侧;所述膜片边部定位装置600包括与支撑杆100平行设置的定位杆610和设置在定位杆610上并沿该定位杆610长度方面排列的定位齿620,所述定位杆610的两端分别安装在第一端部构件200和第二端部构件300上,相邻定位齿620之间形成与膜片411一一对应的定位卡槽630,各膜片411的边缘分别卡接在对应的定位卡槽630内。在本实施例中,所述定位卡槽630的深度设置为20毫米,可以达到较佳的膜片定位效果。此外,各定位齿620的顶部位于定位卡槽630的槽口处还设有倒角621,以便定位卡槽630与膜片411配合时膜片411的边缘能够轻易的插入定位卡槽630。本实施例在实施例1的基础上增加了上述的膜片边部定位装置600,可进一步对各膜片411进行定位,很好的控制了工作时膜片411边缘处的摆动;该膜片边部定位装置600与膜片411中的支撑板411f配合使用后可牢牢把持住膜片411,且膜片边部定位装置600对水流阻碍很小。

实施例5

在实施例4的基础上,改进了第一端部构件200与支撑杆100的连接方式。具体而言,如图3所示,本实施例中,支撑杆100的开口端直接套入导流适配器710的第一接口711中但没有进行螺纹连接。而为了使导流适配器710的第一接口711能够压紧模芯400,本实施例中的膜片边部定位装置600的定位杆610兼作为连接第一端部构件200与第二端部构件300的拉杆而使第一端部构件200第二端部构件300轴向压紧膜芯400。具体而言,膜片边部定位装置600的定位杆610的两端分别连接在第一端部构件200的膜组件端部外壳720以及第二端部构件300的膜组件端部外壳720上,第二端部构件300的膜组件端部外壳720通过锁紧螺母锁紧在支撑杆100的一端,第一端部构件200的膜组件端部外壳720在定位杆610的拉力下压紧导流适配器710从而使导流适配器710的第一接口711压紧模芯400。这种方式不仅简化了导流适配器710与支撑杆100的安装,同时避免了通过第一端部构件200和第二端部构件300对膜片411进行轴向定位(即内定位)与通过膜片边部定位装置600对膜片411进行轴向定位(即外定位)的误差而导致膜片变形。

实施例6

在实施例4的基础上对其膜片边部定位装置600进行改进。改进后的膜片边部定位装置600中定位齿620由橡胶材料制作而成,由于橡胶表面柔软且与膜片411接触后与膜片411之间具有较大的磨擦阻力,既不会损伤膜片411同时也能更好的限制膜片411移动。此外,膜片边部定位装置600定位杆还采用了610包括芯棒611和套在芯棒611上的包管612的套接式结构,其中包管612由橡胶制成并与定位齿620一体成型,这样既保证了膜片边部定位装置600的强度又保证了定位齿620的制造的便利性。

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