专利名称：浸没式中空纤维膜组件及其成套设备的制作方法
技术领域：
本发明公开一种浸没式中空纤维膜组件及其成套设备，属于水处理的膜组件制造技术领域。
背景技术：
目前的膜组件虽然种类较多，应用到各种领域中的水处理或回收利用， 一般
都有自己的缺陷如帘式膜组件膜过滤面积小；柱式膜组件容易被污染。中空纤维膜外形像纤维状，是一种具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面(如反渗透膜)，也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。现有的浸没式中空纤维膜组件由于组件结构方面的不足，在实际应用中有以下问题
1、 由于用于支撑组件的支撑管一般:位于组件周围，结构复杂，并且这种结构的支撑管只具有支撑的作用，功能单一；
2、 由于曝气方式不合理，气体分配不均匀，膜丝局部沖击大，易出现膜丝损伤，使用寿命降低；
3、 膜组件安装复杂。
发明内容
针对现有水处理用膜组件技术的不足，本发明提供了一种结构合理、膜过滤面积大的浸没式中空纤维膜组件能够提高膜丝和膜组件的使用寿命，同时提供一种膜堆成套设备。
本发明是通过以下技术方案实现的一种浸没式中空纤维膜组件，其中该纤维膜组件是由膜丝束、膜封头和中心支撑管组成，所述的膜丝束至少为四束，分布于中心支撑管周围，膜丝束两端分别设有一个膜封头，其中一个膜封头为进气封头，另一个为产水封头。
所述的膜封头是由浇铸套管和封头外套管组成，浇铸套管采用两次分层洗
铸，在出水端，靠出水口的上层为环氧树脂层，下层为聚氨酯层；在进气端，靠进气口的下层为环氧树脂层，上层为聚氨酯层。
所述的膜丝束在靠近膜封头的两端分别套有保护膜丝的软束丝网，膜丝束两端分别和软束丝网浇铸固定在浇铸套管内，浇铸套管的环氧树脂层将膜丝的两端口一起浇铸封闭，软束丝网浇铸埋入聚氨酯层5~10mm，露出浇铸层外15-20mm。
所述浇铸套管外侧壁有外螺牙，封头外套管与浇铸套管衔接的部位有内螺牙，浇铸套管和封头外套管可通过螺牙旋转辨f接固定；所述封头外套管与进气管或出水管连接部位的外侧壁上有外螺牙，可与进气管或出水管通过活接连接固定，封头外套管与进气管或出水管间分别设置有0型密封圈。
所述的中心支撑管的两端分别浇铸在浇铸套管中心处，在出水端侧的中心支持管口由浇铸树脂封闭，进气端侧的中心支持管口敞开，所述中心支撑管沿着轴向方向上的四周由进气端向出水端分布有由密到疏的气孔，气孔孔径1~2mm，斜向进气方向。
所述膜组件的膜丝束是由4 ~ 12束组成，优选6 ~ 8束膜丝束。
所述的膜丝束是由100 300条的中空纤维膜丝组成，膜丝长度600 -1500mm，优选膜丝束由150 ~ 200条膜丝组成，膜丝长度1000 ~ 1200mm。
该设备由若干个膜组件大单元组成，每个膜组件大单元的集水管与膜堆的集水总管连接，每个大单元的进气管与膜堆的进气总管连接；所述的膜组件大单元是由若干个膜组件小单元组合成，每个小单元的集水分支管统一连接在大
单元的集水管上，每个小单元的进气分支管统一连接在大单元的进气管上；所述的膜组件小单元是由2 ~ 5个膜组件组成，膜组件的出水端统一固定在小单元的集水分支管上，膜组件的进气端统一固定在小单元的进气分支管上。
所述的膜组件小单元是由3个膜组件组成，所述的膜组件成套设备设置成上下累叠双层。
本发明每一束膜丝束都由软束丝网保护套住浇铸在浇铸层上，且与膜丝自由端接触的浇铸层为聚氨酯层，具有一定的软弹性，软束丝网和弹性聚氨酯浇铸层共同保护膜丝束与浇铸层接触的根部位，能减轻膜丝在空气吹扫抖动下膜丝根部的硬性疲劳折损，降低膜丝的断丝率，提高膜丝和膜组件的使用寿命。
本发明膜组件中心设有中心支撑管，该支撑管即起着支撑膜组件的作用，又能作为膜组件吹扫膜丝的空气曝气管。曝气管上的开孔斜向进气口方向向下45度角，可避免膜丝吹扫抖落的污泥在沉降的过程中将气孔堵塞。中心支撑管上靠进气端的开孔比较密，吹扫气体量比较充足，能将膜丝上附着的污泥及膜组件上方抖落沉降的污泥有效的吹扫去除。
本发明膜组件的结构设计集中了现有片状帘式膜组件不易污染和柱式膜组件膜过滤面积大的优点于一体，多个小束状的膜丝束组成一个膜组件，有效的解决了大膜丝束空气吹扫覆盖率低，膜丝不易抖动脱除附着的污泥，膜组件抗污染能力低的缺点，也解决了片状膜组件占用空间大，过滤膜面积小的缺点。本专利膜组件组成的膜堆，在最小的占用空间里实现了过滤膜面积的最大化，同时又有效的解决了膜組件的抗污染问题。
本发明膜组件及大小单元、膜堆的组装都是按快速连接、单元模块化的理念设计，采用螺牙、快接、活接等连接组装，能减少设备安装的繁瑣工序和所需工具，减轻工人的劳动量，加快工程的安装施工进度。同时采用单元模块化
的设计，便于系统的维护管理和组件的更换。
图l是本发明膜组件结构侧视图2是本发明膜丝束与中心支撑管分布图3是本发明膜组件小单元侧视图4是本发明膜组件大单元侧视图5是本发明膜组件大单元俯视图。
1、 膜丝束，101、膜丝，
2、 中心支撑管，201、支撑管定位板，202、环氧树脂，301、进气封头，302、产水封头
401、 浇铸套管，4011、环氧树脂层，4012、聚氨酯层，
402、 封头外套管，403、 O型密封圈，5、膜丝保护丝网，6、活接，
701、进气分支管，702、集水分支管，801、进气管，802、集水管。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
实施例结构如图l、图2所示， 一种浸没式中空纤维膜组件，其中该纤维膜组件是由膜丝束1、膜封头和中心支撑管2组成，所述的膜丝束1至少为四束，分布于中心支撑管2周围，膜丝束l两端分别设有一个膜封头，其中一个膜封头为进气封头301,另一个为产水封头302。膜封头是由浇铸套管401和封头外套管402组成，浇铸套管釆用两次分层浇铸，在出水端，靠出水口的上层为环氧树脂层4011,下层为聚氨酯层4012;在进气端，靠进气口的下层为环氧树脂层4011,上层为聚氨酯层4012。所述浇铸套管401外侧壁有外螺牙，封头外套管402与浇铸套管游t接的部位有内螺牙，浇铸套管和封头外套管可通过螺牙旋转衔接固定；所述封头外套管402与进气管或出水管连接部位的外侧壁上有外螺牙，可与进气管或出水管通过活结6连接固定，封头外套管402与进气管或出水管间分别设置有O型密封圈403。
膜丝束1在靠近膜封头的两端分别套有保护膜丝的软束膜丝保护丝网5，膜丝束两端分别和软束丝网浇铸固定在浇铸套管内，浇铸套管的环氧树脂层将膜丝的两端口一起浇铸封闭，软束丝网浇铸埋入聚氨酯层5 10mm，露出浇铸层下层的聚氨酯层外15~20mm。
中心支撑管2的两端分别浇铸在浇铸套管中心处，在出水端侧的中心支持管口由浇铸树脂封闭，进气端侧的中心支持管口敞开，其由支撑管定位板固定，中心支撑管沿着轴向方向上的四周由进气端向出水端分布有由密到疏的气孔，气孔孔径1 ~ 2隱，斜向进气方向。
膜组件的膜丝束是由4~12束组成，优选6 8束膜丝束。 一束膜丝束是由100~ 300条的中空纤维膜丝組成，膜丝长度600 1500mm,优选膜丝束由150 ~200条膜丝组成，膜丝长度1000 1200mm。
若干个膜组件组成一个小单元，优选为2~5个膜组件组成一个小单元，作为更优选设计，如图3，选择3个膜组件组成一个小单元。膜组件的出水端统一固定在小单元的集水分支管702上，膜组件的进气端统一固定在小单元的进气分支管701上。如图4、图5，若干个小单元组合成一个大单元，大单元可根据实际需要设 置值小单元的数量。每个小单元的集水分支管统一连接在大单元的集水管802 上，每个小单元的进气分支管统一连接在大单元的进气管801上。
若干个大单元构成一个膜堆，膜堆的大小可根据实际需要设置大单元的数 量。为了膜堆的节省占地面积，可将膜堆设置成上下累叠双层。每个大单元的 集水管与膜堆的集水总管连接，每个大单元的进气管与膜堆的进气总管连接
本发明每一束膜丝束都由软束丝网保护套住浇铸在浇铸层上，且与膜丝自 由端接触的浇铸层为聚氨酯层，具有一定的软弹性，软束丝网和弹性聚氨酯浇 铸层共同保护膜丝束与浇铸层接触的根部位，能减轻膜丝在空气吹扫抖动下膜 丝根部的硬性疲劳折损，降低膜丝的断丝率，提高膜丝和膜组件的使用寿命。
膜组件中心设有中心支撑管，该支撑管即起着支撑膜组件的作用，又能作 为膜组件吹扫膜丝的空气曝气管。曝气管上的开孔斜向进气口方向向下45度角， 可避免膜丝吹扫抖落的污泥在沉降的过程中将气孔堵塞。中心支撑管上靠进气 端的开孔比较密，吹扫气体量比较充足，能将膜丝上附着的污泥及膜组件上方 抖落沉降的污泥有效的吹扫去除。
膜组件的结构设计集中了现有片状帘式膜组件不易污染和柱式膜组件膜过 滤面积大的优点于一体，多个小束状的膜丝束组成一个膜组件，有效的解决了 大膜丝束空气吹扫覆盖率低，膜丝不易抖动脱除附着的污泥，膜组件抗污染能 力低的缺点，也解决了片状膜组件占用空间大，过滤膜面积小的缺点。本专利 膜组件组成的膜堆，在最小的占用空间里实现了过滤膜面积的最大化，同时又 有效的解决了膜组件的抗污染问题。
膜组件及大小单元、膜堆的组装都是按快速连接、单元模块化的理念设计， 采用螺牙、快接、活接等连接组装，能减少设备安装的繁瑣工序和所需工具，减轻工人的劳动量，加快工程的安装施工进度。同时采用单元模块化的设计， 便于系统的维护管理和组件的更换。
以上所记栽，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运 用本发明所为做的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例 所揭示的范围。
权利要求
1、一种浸没式中空纤维膜组件，其特征在于该纤维膜组件是由膜丝束、膜封头和中心支撑管组成，所述的膜丝束至少为四束，分布于中心支撑管周围，膜丝束两端分别设有一个膜封头，其中一个膜封头为进气封头，另一个为产水封头。
2、 根据权利要求l所述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述的膜 封头是由浇铸套管和封头外套管组成，其中浇铸套管采用两次分层浇铸，在出 水端，靠出水口的上层为环氧树脂层，下层为聚氨酯层；在进气端，靠进气口 的下层为环氧树脂层，上层为聚氨酯层。
3、 根据权利要求l所述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述的膜 丝束在靠近膜封头的两端分别套有保护膜丝的软束丝网，膜丝束两端分别和软 束丝网浇铸固定在浇铸套管内，浇铸套管的环氧树脂层将膜丝的两端口 一起浇 铸封闭，软束丝网浇铸埋入聚氨酯层5-1 Omm,露出浇铸层外15-20隱。
4、 根据权利要求2述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述浇铸套 管外侧壁有外螺牙，封头外套管与浇铸套管衔接的部位有内螺牙，浇铸套管和 封头外套管可通过螺牙旋转衔接固定；所述封头外套管与进气管或出水管连接 部位的外侧壁上有外螺牙，可与进气管或出水管通过活接连接固定，封头外套 管与进气管或出水管间分别设置有0型密封圏。
5、 根据权利要求l所述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述的中 心支撑管的两端分别浇铸在浇铸套管中心处，在出水端侧的中心支持管口由浇 铸树脂封闭，进气端侧的中心支持管口敞开，所述中心支撑管沿着轴向方向上 的四周由进气端向出水端分布有由密到疏的气孔，气孔孔径l-2mm，斜向进气方 向。
6、 根据权利要求l所述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述膜组件的膜丝束是由4-12束组成，优选6-8束膜丝束。
7、 根据权利要求1或6所述的浸没式中空纤维膜组件，其特征在于所述 的膜丝束是由100-300条的中空纤维膜丝组成，膜丝长度600-1500mm，优选膜 丝束由150-200条膜丝组成，膜丝长度1000-1200mm。
8、 一种浸没式中空纤维膜组件成套设备，其特征在于该设备由若干个膜 组件大单元组成，每个膜组件大单元的集水管与膜堆的集水总管连接，每个大 单元的进气管与膜堆的进气总管连接；所述的膜组件大单元是由若干个膜组件 小单元组合成，每个小单元的集水分支管统一连接在大单元的集水管上，每个 小单元的进气分支管统一连接在大单元的进气管上；所迷的膜组件小单元是由 2-5个膜组件组成，膜组件的出水端统一固定在小单元的集水分支管上，膜组件 的进气端统一固定在小单元的进气分支管上。
9、 根据权利要求8所述的浸没式中空纤维膜组件成套设备，其特征在于 所述的膜组件小单元是由3个膜组件组成，所述的膜组件成套设备设置成上下 累叠双层。
全文摘要
本发明公开一种浸没式中空纤维膜组件及其成套设备，属于水处理的膜组件制造技术领域。一种浸没式中空纤维膜组件，其中该纤维膜组件是由膜丝束、膜封头和中心支撑管组成，所述的膜丝束至少为四束，分布于中心支撑管周围，膜丝束两端分别设有一个膜封头，其中一个膜封头为进气封头，另一个为产水封头。若干个膜组件可组成小单元、大单元直到膜堆设备，提高膜丝和膜组件的使用寿命，本发明膜组件的结构设计集中了现有片状帘式膜组件不易污染和柱式膜组件膜过滤面积大的优点于一体，具有膜过滤面积大、膜组件安装方便、便于维护等优点。
文档编号B01D63/02GK101497000SQ20091011083
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者王俊川 申请人:王俊川