专利名称：气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环境保护水处理技术和膜分离技术领域，特别涉及一种具 有气提效果的垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，该种膜过滤器适用于浸没
式膜过滤、膜生物反应器(MBR)或膜加强生物反应器(MEBR)。 技术背景
已知技术中中空纤维膜或毛细管膜通常组成压力式或浸没式膜过滤器。其 中浸没式膜过滤器通常被用于过滤杂质较高的液体。浸没式膜过滤器一般通过 向膜周围的液体中由下向上瀑气来减低液体中固体杂质在膜表面的沉积和对 膜表面的污染。浸没式膜过滤组件的一种特殊应用是过滤用于污水处理中的生 化反应器中的生化反应液，这种将生化反应器和膜过滤组件相结合的技术被称 为膜生物反应器。另外中国专利(申请号200610002387X)将生物膜反应器和 膜过滤相结合，这一技术被称为膜加强生物反应器(MEBR)。已知技术中浸没 式膜过滤器有帘式和柱式。这些膜过滤器的共同特征之一是中空纤维或毛细管 的两端均被固定。由于固定端附近气体冲刷效果较差等原因，污物经常会在固 定端附近沉积，影响组件使用效果。为了解决这一技术问题，美国专利(申请 号2004/0035779A1)揭示了一种垂直放置的水草式膜过滤器，其中中空纤维膜 丝或毛细管膜底端与底端汲水腔浇筑在一起，中空纤维膜丝或毛细管膜内腔与 底端汲水腔内腔以及底端汲水腔积水管连通，中空纤维膜丝或毛细管膜上端分 别密封并相对散开。使用时通过向底端汲水腔积水管施加负压，被过滤的液体 在大气压作用下透过中空纤维膜丝或毛细管膜壁进入内腔，然后经汲水腔内腔 进入积水管。但是由于固体悬浮物在下落时容易在中空纤维膜丝或毛细管膜底 端固定处沉积，带来膜从底端向上逐渐污染的问题。
中国专利申请(申请号200720155208.6)揭示了一种垂直放置的垂柳式膜 过滤器，其中中空纤维膜丝或毛细管膜顶端与顶端汲水腔浇筑在一起，中空纤 维膜丝或毛细管膜内腔与顶端汲水腔内腔以及顶端汲水腔积水管连通，中空纤 维膜丝或毛细管膜上端分别密封并相对散开。使用时通过向顶端汲水腔积水管 施加负压，被过滤的液体在大气压作用下透过中空纤维膜丝或毛细管膜壁进入 内腔，然后经汲水腔内腔进入积水管。该膜过滤器在膜丝底部瀑气使得气体冲涮效果更佳，膜表面脱落的固体杂质可以更自由的下落而离开膜表面。
以上提及的膜过滤器的共同特征之一是中空纤维膜或毛细管膜以开放的形 式浸没于被过滤液中，虽然可以通过瀑气使膜表面附近液体产生扰动，但是膜 表面液体的流动动能较低，致使膜表面的污染物浓度较高，造成膜的污染，同 时也降低了单位膜面积的过滤通量。
为了提高膜表面液体的流动，以美国专利US7，179，370 B2为代表的气提式 内循环的膜生物反应器将膜组件相对封闭在一个膜箱中，膜箱上下敞开，利用 膜组件底部瀑气对液体产生的气提作用使气液混合物在膜箱内上流，在膜箱外 向下流，而实现膜表面污染物的扩散和液体对膜表面的冲刷。中国专利(申请号 200610113851. 2)提出了包括内外双筒式的气提式膜生物反应器处理污水的装 置及方法。这些已知技术中由于受到中空纤维膜或毛细管膜组合形式的限制， 使得气液流对膜表面的冲洗存在死角，带来膜逐渐污染的问题。美国专利 US7， 179,370 B2和中国专利(申请号200610113851. 2)均提到了底端浇筑的柱式 水草式膜过滤器，由于这种柱式膜底端被固定，气提产生的气液流无法冲洗到 膜丝底部，形成冲洗死角，同样带来膜从底端向上逐渐污染的问题。
发明内容
本实用新型要解决现有技术中垂柳式膜过滤器中中空纤维膜或毛细管膜表 面液体流速低，容易产生污物在膜表面沉积的技术问题以及已知技术中气提膜 生物反应器气水流存在冲洗死角的技术问题，提供一种包括了气提机理的垂柳 式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，或称气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤 器0
本实用新型的气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，包括多根中空纤 维膜丝或毛细管膜， 一个汲水腔， 一个外壳和一个瀑气装置。膜组件运行时中 空纤维膜丝或毛细管膜置于诉述外壳内部。各中空纤维膜丝或膜细管膜与一个 顶端汲水腔浇筑在一起，中空纤维膜或毛细管膜内腔与汲水腔内腔以及汲水腔 积水管连通。使用时通过汲水腔积水管施加负压，被过滤的液体在大气压作用 下透过中空纤维膜丝或毛细管膜壁进入内腔，然后经汲水腔内腔进入积水管。 瀑气装置在过滤器底部向上瀑气，同时使爆出的气泡全部或绝大部进入外壳内 部，外壳顶部设有气液出口。在此条件下，外壳内部气液混合物的比重将小于 外壳外部液体，因而在外壳内外产生压力差，外壳外部的液体不断从底部进入 外壳内部，再从顶部与气体一同流出，由此形成液体的循环流。由于中空纤维 膜或毛细管膜底端可以自由摆动，这种循环流可以及时冲刷到每根膜丝或膜管， 将膜表面污物带离膜表面。本实用新型的技术特征在于将一束上端浇筑在一起，下端分别密封的中空 纤维或毛细管膜周围设置一外壳，在外壳底部设有爆气装置，连续或间断爆气， 外壳上部设有气水流出口。
本实用新型的技术特征还在于所述外壳的横截面可以是圆形、正方形、长 方形、六边形、八边形等各种可能的几何形状。
本实用新型的技术特征还在于所述爆气装置可以是爆气管或爆气头。
图1是本实用新型第一种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器外形示 意图。
图2是本实用新型第一种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器纵向剖 面示意图。
图3是本实用新型第二种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器外形示 意图。
图4是本实用新型第二种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器纵向剖 面示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器100 包括多根中空纤维膜或毛细管膜U0和一汲水腔120。每根中空纤维膜或毛细管 膜110的底端111是封闭的，顶端112是开口的。汲水腔120壁上具有至少一 个口 121。多根中空纤维膜或毛细管膜110的底端111朝下，自由下垂，顶端 112被封装树脂140与汲水腔120封装在一起，每根中空纤维膜或毛细管膜110 的管腔与汲水腔120的内腔连通， 一外壳150，通过一箍圈160或螺栓170将外 壳150的顶端固定安装在汲水腔表面上。这样，外壳150可将位于瀑气装置130 顶端上方的中空纤维膜或毛细管膜110的朝下的底端部分和中间部分在小气柱 和小气泡的冲击下所进行的不停的摆动限定在一定范围内，有效地防止中空纤 维膜或毛细管膜110折损，同时外壳内气提效应形成膜表面的液体流。外壳150 上设有上端出水口 160。气提水流可以从外壳下端与爆气装置130间的空隙流入。 作为特例，外壳下端设有自少一个进水口 170，利于气提循环流的形成。
图3至图4所示的本实用新型第二种垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，其基本构造与图1和图2所示的本实用新型第一种垂柳式中空纤维膜或毛细管 膜膜过滤器100的基本构造相同，相同的部分用相同的标号表示，且不再进行 重复描述。
图3至图4所示的本实用新型第二种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过 滤器与图1和图2所示的本实用新型第一种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜 过滤器的区别在于，中心瀑气管310固定安装在汲水腔120的纵向中心线上， 其顶端开口，从汲水腔120封闭的顶壁伸出，其底端封闭，从中空纤维膜或毛 细管膜110的底端111向下伸出，管壁下部上开有多个通孔311，以此取代图1 和图2所示的本实用新型第一种垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器位于中空 纤维膜或毛细管膜110底端111的正下方中心的瀑气装置130。中心瀑气管310 与封装树脂140接触的外壁部分与封装树脂140构成封装密封连接。用固定安 装在汲水腔420的纵向中心线上的中心瀑气管310取代位于中空纤维膜或毛细 管膜110的朝下的底端111的正下方中心的瀑气装置130的优点是中心瀑气管 310、汲水腔120、根中空纤维膜或毛细管膜110和外壳150构成一整体气提式 垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，便于安装。
权利要求1、一种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，其特征在于，包括多根中空纤维膜或毛细管膜、一汲水腔、一外壳和一个爆气装置，每根中空纤维膜或毛细管膜一封闭端和一开口端，多根中空纤维膜或毛细管膜的开口端被浇筑在汲水腔的内，每根中空纤维膜或毛细管膜的管腔与汲水腔的内腔连通，多根中空纤维膜或毛细管膜的封闭端朝下，自由下垂，外壳顶端固定安装在汲水腔表面上，套装在多根中空纤维膜或毛细管膜的外面，外壳上端设有多个开孔，爆气装置位于外壳底端正下方。
2、 根据权利要求l所述的气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，其特 征还在于包括一中心瀑气管，该中心瀑气管固定安装在汲水腔的纵向中心线上， 与多根中空纤维膜或毛细管膜和汲水腔形成一个整体，其顶端开口，从汲水腔 封闭的顶壁伸出，用于给气；其底端封闭，从中空纤维膜或毛细管膜的底端向 下伸出，管壁下部开有多个通孔。
3、 根据权利要求l所述的垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器，其特征在 于，外壳底部设有至少一个开孔。
专利摘要本实用新型涉及一种气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜的过滤器，属于环保水处理技术和膜分离技术领域。该形式的过滤器适用于浸没式膜过滤、膜生物反应器(MBR)或膜加强生物反应器(MEBR)。该气提垂柳式中空纤维膜或毛细管膜过滤器包括多根中空纤维膜或毛细管膜、一汲水腔、一外壳和一爆气装置。每根中空纤维膜或毛细管膜具有一封闭端和一开口端，多根中空纤维膜或毛细管膜的开口端被封装树脂封装在汲水腔的开口端内，每根中空纤维膜或毛细管膜的管腔与汲水腔的内腔连通，多根中空纤维膜或毛细管膜的封闭端朝下，自由下垂；外壳设在中空纤维膜或毛细管膜周围，爆气装置位于外壳的底部。由于中空纤维膜或毛细管膜底部分别密封，中空纤维膜或毛细管膜外设置外壳，膜丝或膜管底部爆气形成的气液流可以充分冲刷膜表面，使过滤器抗污染能力更强。
文档编号B01D63/02GK201143420SQ20082000057
公开日2008年11月5日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者孟广祯, 昭 杨 申请人:孟广祯