专利名称：用于污水处理的节能型中空纤维膜组件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于污水处理及回用技术，特别涉及一种新的用于污水处理的节能型 中空纤维膜组件。
背景技术：
MBR是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新 的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜 组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反 应器内，使反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有 机物的氧化率。同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用水回用。系统 几乎不排剩余污泥，且具有较高的抗冲击能力。因此，MBR是当今倍受国内外专家学者重视 的一项高新水处理技术。但是，将MBR工艺应用于污水处理时，出现了较难克服的问题。由于膜组件长期过 滤活性污泥混合液时，污染物不断地在膜表面沉积，使活性污泥生成的代谢产物在膜孔中 沉淀，进而引起膜孔堵塞，使膜的通量下降，膜寿命缩短，工艺运行费用增加。工程实践和相关研究表明，膜表面错流流速是减缓膜污染的关键因素，在膜生物 反应器(MBR)工艺中，通常依靠曝气来维持一定的错流流速(lm/s左右)，但是在污水处理 中，通常需要更高的错流流速(大于2m/s)才能保证膜片的使用寿命，这就需要对膜组件的 空间结构以及曝气系统进行优化设计。
发明内容本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于污水处理的节能 型中空纤维膜组件，它使得膜片在运行时能够获得较高的错流流速(大于2m/s)，减缓膜污 染，延长膜的使用寿命。本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种用于污 水处理的节能型中空纤维膜组件，包括1 20片中空纤维膜片、集水管、空气管、布气管和 1 19根穿孔管，所述中空纤维膜片为双层结构，与集水管共同构成出水系统，所述中空纤 维膜片的出水通过软管汇集于集水管；所述空气管、布气管和穿孔管共同构成曝气系统，所 述空气管与该膜组件下部的所述布气管相连，所述中空纤维膜片下端设置所述穿孔管，所 有穿孔管平行设置并与布气管并联，所述布气管中的压缩空气由所述穿孔管上的微孔向上 射出。所述穿孔管上的微孔射出角度为向上30 45。。所述中空纤维膜片为15 20片，所述穿孔管为14 19根。所述穿孔管上的微孔直径为3 3. 5mm,孔间距为15 20mm。所述中空纤维膜片的安装间距为90 100mm。[0012]本实用新型具有的优点和积极效果是基于牛顿-莱布尼兹气提模型的计算结 果，通过合理设计穿孔管微孔孔径以及喷射角度并辅以经过优化的组件空间结构，在气水 比低于20 1的条件下能够获得较高的错流流速，减缓了膜的污染，延长了膜的使用寿命。
图1为本实用新型的主视图；图2为图1的俯视图；图3为图1的侧视图。图中1、中空纤维膜片，2、集水管，3、空气管，4、布气管，5、穿孔管。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并 配合附图详细说明如下请参阅图1 图3，本实用新型一种用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，主要 由集水和曝气两部分组成，由1 20片中空纤维膜片1、集水管2组成集水系统，所有中空 纤维膜片1的出水集中于集水管2，出水采用泵吸出水，集水管的设计缓解了由于负压出水 对于膜片可能造成的损伤。由空气管3、布气管4、穿孔管5组成曝气系统，空气管3与膜组 件下部的布气管4相连，中空纤维膜片1下端设置1 19根穿孔管5，所有穿孔管5平行设 置并与布气管4并联，布气管4中的压缩空气由穿孔管5上的微孔向上射出。曝气系统的 设置保证了每片膜片能够获得固定的曝气强度。上述中空纤维膜片的数量以15 20片为 宜，穿孔管的数量以14 19根为宜，每两片相邻的中空纤维膜片之间均设有一根穿孔管。上述膜组件的空间形式为立方体，中空纤维膜片1安装间距为90 100mm，穿孔管 5的微孔直径为3 3. 5mm，孔间距为15 20mm，射出角度为向上30 45。。上述膜组件的运行参数为临界出水量IOL/ m2 · h，抽吸与停抽时间比为12min 3min，气水比为15 :1，中空纤维膜片1为PVDF材质，膜孔的公称直径为0.2微米，组件共安 装膜片15片(双层布置)。上述膜组件在设计出水通量为10L/m2 *h，抽吸与停抽时间比为12min :3min，气水 比为15 1的情况下，获得膜表面错流流速为2. 55m/s。本实用新型优化了组件的空间结构，采用了新的曝气系统，能够获得较高的错流 流速(大于2m/s)，减缓膜污染，延长膜的使用周期。尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不 局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领 域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的 范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，包括1 20片中空纤维膜片(1)、集 水管(2)、空气管(3)、布气管(4)和1 19根穿孔管(5)，所述中空纤维膜片(1)为双层结 构，与集水管(2)共同构成出水系统，所述中空纤维膜片的出水通过软管汇集于集水管(2); 所述空气管(3)、布气管(4)和穿孔管(5)共同构成曝气系统，所述空气管(3)与该膜组件 下部的所述布气管(4)相连，所述中空纤维膜片(1)下端设置所述穿孔管(5)，所有穿孔管 (5)平行设置并与布气管(4)并联，其特征在于，所述布气管(4)中的压缩空气由所述穿孔 管(5)上的微孔向上射出。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，其特征在于，所述 穿孔管(5)上的微孔射出角度为向上30 45。
3.按照权利要求1或2所述的用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，其特征在于，所 述中空纤维膜片(1)为15 20片，所述穿孔管(5)为14 19根。
4.按照权利要求1或2所述的用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，其特征在于，所 述穿孔管(5)上的微孔直径为3 3. 5mm，孔间距为15 20mm。
5.根据权利要求1所述的用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，其特征在于，所述 中空纤维膜片(1)的安装间距为90 100mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于污水处理的节能型中空纤维膜组件，包括1～20片中空纤维膜片、集水管、空气管、布气管和1～19根穿孔管，中空纤维膜片为双层结构，与集水管共同构成出水系统，中空纤维膜片的出水通过软管汇集于集水管；空气管、布气管和穿孔管共同构成曝气系统，空气管与该膜组件下部的布气管相连，中空纤维膜片下端设置穿孔管，所有穿孔管平行设置并与布气管并联，布气管中的压缩空气由穿孔管上的微孔向上射出。本实用新型基于牛顿-莱布尼兹气提模型的计算结果，通过合理设计穿孔管微孔孔径以及喷射角度并辅以经过优化的组件空间结构，在气水比低于201的条件下获得较高的膜面错流流速，减缓膜污染。
文档编号B01D63/02GK201921636SQ20102066627
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者张传国, 张俊, 张强, 李国一, 杜伟, 王建功, 王彬 申请人:天津水运工程勘察设计院