一种组合支撑板、膜元件及包含其的膜生物反应器的制作方法

本实用新型属于膜元件技术领域，具体涉及一种组合支撑板、膜元件及包含其的膜生物反应器。

背景技术：

在污水处理、水资源再利用技术领域，膜生物反应器（membranebio-reactor，mbr）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代传统活性污泥生物处理技术中的二沉池，实现高效的污水处理功能。与传统的生化水处理技术相比，mbr主要具有以下优点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。

膜元件是mbr的核心部分，目前商品化膜元件的种类主要有平板膜、中空纤维膜、管式膜等几大类。其中国内外传统的平板膜元件均是由一张支撑板、两层支撑衬布、两层分离膜片构成的，其中支撑板多为两侧表面开有汇水流槽的实芯abs板，其重量及成本均占到整体膜元件的60%以上。多年来，本领域科研工作者一直致力于通过改进支撑板的结构以降低整体膜元件的成本。

中国专利文献cn107486038a公开了一种复合平板滤膜及其制备方法和应用，其复合平板滤膜由支撑层和过滤层组成，共含有五层结构，其中三层为支撑层，两层为过滤层，支撑层由两层瓦楞形结构板和一层平板形结构板复合而成，过滤层由铸膜液直接涂覆在支撑层上成膜制得，三层支撑层采用3-10层无纺布卷制成板再复合而成。该方法制作的支撑材料不但可以作为平板膜支撑层，还可以代替传统平板膜元件的导流网和abs支撑板。但是其制备方法繁琐，成本较高，产品稳定性、密封性有待考证。

目前，平板膜生物反应器的支撑板普遍存在用料成本高、制备方法复杂、产品稳定性差、产水效率低等问题。如何在保证膜元件使用强度前提下，减少单片膜板的重量、用料成本，增大产水效率及提高加工效率，是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中用料成本高、制备方法复杂、产品稳定性差、产水效率低的缺陷，从而提供一种组合支撑板、膜元件及包含其的膜生物反应器。

为此，本实用新型提供了一种组合支撑板，包括支撑边框，还包括，

中空支撑板，其设置于所述支撑边框的框内，由支撑边框将其固定；

若干导流孔，间隔设置于所述中空支撑板相对设置的两侧板面上，且与所述中空支撑板的中空内腔连通，以将净水导流至所述中空内腔内；

若干集水口，设置于所述支撑边框上，且位于中空支撑板的集水端，与所述中空内腔连通，以将其内净水通过所述集水口外排。

进一步地，所述组合支撑板还包括若干水流通道，设置于所述中空内腔中，且所述水流通道的延伸方向与所述集水端至其相对端的方向一致，所述导流孔与所述水流通道连通。

进一步地，所述导流孔的直径为1-4mm，相邻导流孔的孔间距为5-300mm。

进一步地，所述导流孔均匀分布于所述中空支撑板的相对设置的两侧板面上。

进一步地，所述中空支撑板的整体开孔率不小于80%，且不为100%。

进一步地，所述中空支撑板的厚度为2-8mm，所述水流通道的横截面边长为2-8mm。

进一步地，沿所述集水端至其相对端的方向，所述导流孔间隔排布于所述板面上形成导流孔排，所述导流孔排与所述水流通道一一对应，且相互连通。

进一步地，所述中空支撑板为pp、pe、abs或pvc材料挤出成型。

进一步地，所述支撑边框的长度为600-2500mm，宽度为300-1000mm，厚度为3-10mm。

进一步地，所述支撑边框的顶端设有提手，用以将支撑边框提起。

进一步地，所述支撑边框为abs、pp或pvc材料注塑成型。

进一步地，与所述集水端相对设置的所述支撑边框一端的框内侧间隔设置若干第一凸起，所述第一凸起适于嵌插进所述水流通道端部，以固定所述中空支撑板；

沿所述侧边框的长度方向，所述支撑边框上相对设置的两侧边框的框内侧均设置第二凹槽，所述中空支撑板适于嵌插进所述第二凹槽，以固定所述中空支撑板。

本实用新型还提供了一种膜元件，所述膜元件包括所述组合支撑板和分离膜，分离膜设置于所述组合支撑板相对设置的两侧板面上。

进一步地，所述膜元件还包括，

焊接线，沿所述支撑边框的四边设置其上，以将所述分离膜焊接于所述支撑边框上；

止水线，沿所述支撑边框的四边设置其上，且位于所述焊接线内侧，以阻止净水流向所述焊接线。

本实用新型还提供了一种膜生物反应器，所述膜生物反应器包括所述的膜元件。

本实用新型的工作原理为：支撑边框与中空支撑板通过焊接、胶黏或机械固定方式结合为一体的组合支撑板，其中支撑边框环绕中空支撑板设置，组合支撑板前后两侧为分离膜，其中分离膜通过超声波焊接或热熔焊接技术紧密焊接于支撑边框四周的焊接线上。将焊接分离膜后的组合支撑板插入膜支架并没入活性污泥池中，活性污泥初步净化的污水自组合平板膜元件外经过分离膜过滤后，通过中空支撑板上的导流孔进入中空支撑板内的水流通道，最后由集水口抽出。

本实用新型相对于现有技术具有如下优点：

本实用新型的组合支撑板为支撑边框与中空支撑板结合结构，而支撑板为中空结构，支撑边框为实芯结构，这种组合结构用料少、重量轻，成本仅为传统支撑板的20%-30%，支撑板为中空结构具有一定强度，与实芯支撑边框相结合可保证平板膜元件的强度和稳定性。

由于支撑板前后两侧布满导流孔，故不再需要衬布进行支撑导流，从而省去了衬布成本及加工耗时。根据本实用新型的组合支撑板组装成的组合平板膜元件含有分离膜片、支撑边框、中空支撑板3层结构，相比传统工艺节省了2层衬布，制备方法简单、成本低、加工耗时较少。

本实用新型的组合支撑板采用主体中空支撑板，且中空支撑板前后两侧均均匀的布满导流孔，整体开孔率80%以上，相比于传统abs实芯板有限的汇水流槽，降低了水流阻力，显著加快了产出水的流量和流速，从而增加了单位时间内的产水通量，显著提高了产水效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型组合支撑板结构示意图（正视图）；

图2为中空支撑板及支撑板局部结构示意图（正视图）；

图3为图2中空支撑板的局部a的结构示意图（正视图），其中中空支撑板中空部的水流通道与集水口平行；

图4为图2中空支撑板的局部a的剖视结构示意图（正视图）；

图5为支撑边框结构示意图a（正视图）；

图6为支撑边框结构示意图b（正视图）

图7为图6中支撑边框内侧卡槽106的侧视图；

图8为组合支撑边框结构示意图c（正视图）.

1-支撑边框；101-集水口；102-提手；103-止水线；104-焊接线；105-结合平面；106-支撑边框内侧卡槽；107-下边框内侧承插固定件；108-左、右、上边框整体结构框架；109-下边框；110-左右边框底部凹槽；111-下边框左右位置顶部凸起部；2-分离膜；3-中空支撑板；301-水流通道；302-导流孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种组合支撑板及膜元件，参考图1-5所示，该组合支撑板，包括支撑边框1、中空支撑板3，支撑边框1环绕中空支撑板3设置，中空支撑板3的中空内腔中设置有若干条水流通道301，中空支撑板3的前后两侧均匀布置导流孔302，导流孔302与水流通道301相通，支撑边框1上设有集水口101，集水口101位于中空支撑板3的集水端，并与水流通道301连通，用以使净水通过导流孔302进入中空支撑板3中的水流通道301，在负压作用下汇集至集水口101并由集水口101排出。

中空支撑板3的厚度为2-8mm，水流通道301的横截面边长为2-8mm，导流孔302的直径为1-4mm，相邻导流孔的孔间距为5-300mm。导流孔302间隔排布形成导流孔排，所述导流孔排与水流通道301一一对应，且相互连通。

支撑边框1与中空支撑板3通过焊接、胶黏或机械固定方式结合为一体的组合支撑板，其中支撑边框1环绕中空支撑板3设置，组合支撑板前后两侧为分离膜2，其中分离膜2通过超声波焊接或热熔焊接技术紧密焊接于支撑边框1四周，从而在分离膜2与支撑边框1间形成焊接线104，具体地，分离膜2为平板分离膜片，焊接线104的内侧设有止水线103，止水线103用于避免平板膜内产水向焊缝处汇集。将焊接膜片后的组合支撑板插入膜支架并没入活性污泥池中，活性污泥初步净化的污水自组合平板膜元件外经过分离膜2过滤后得到净水，净水通过导流孔302进入中空支撑板3内部的水流通道301，最后由集水口101抽出。由于中空支撑板3的多孔多通道结构，加快了产出水的流动速度，从而增加了单位时间内的产水通量，提高产水效率。

实施例2

本实施例提供了一种组合支撑板及膜元件，参考图1-4、6、7所示，该组合支撑板，包括支撑边框1、中空支撑板3，支撑边框1环绕中空支撑板3设置，中空支撑板3的中空内腔中设置有若干条水流通道301，中空支撑板3的前后两侧均匀布置导流孔302，导流孔302与水流通道301相通，支撑边框1上设有集水口101，集水口101位于中空支撑板3的集水端，并与水流通道301连通，用以使净水通过导流孔302进入中空支撑板3中的水流通道301，在负压作用下汇集至集水口101并由集水口101排出。

中空支撑板3的厚度为2-8mm，水流通道301的横截面边长为2-8mm，导流孔302的直径为1-4mm，相邻导流孔的孔间距为5-300mm。导流孔302间隔排布形成导流孔排，所述导流孔排与水流通道301一一对应，且相互连通。

沿边框的长度方向，支撑边框1上相对设置的两侧边框的框内侧均设置第二凹槽，中空支撑板3适于嵌插进所述第二凹槽，以固定所述中空支撑板3，具体地，所述第二凹槽为支撑边框内侧卡槽106，支撑边框内侧卡槽106的侧视图示意图为图7所示；与所述集水端相对设置的支撑边框1一端的框内侧间隔设置若干第一凸起，所述第一凸起适于嵌插进水流通道301端部，以固定中空支撑板3，具体地，所述第一凸起为下边框内侧承插固定件107；下边框内侧承插固定件107在单个边框内的数量为5-15个，优选为10个，高度3-10mm，优选为8mm，直径与水流通道301边长长度一致。

中空支撑板3通过嵌插进支撑边框内侧卡槽106内，与支撑边框1实现机械固定，同时下边框内侧承插固定件107嵌插于水流通道301内。所述中空支撑板3为一定强度中空材料，一定外力作用下在支撑板的纵向及横向方向可产生部分变形，撤除外力时支撑板恢复形变，故在一定外力作用下使支撑板产生部分变形，可顺利的与支撑框架1的支撑边框内侧卡槽106、下边框内侧承插固定件107机械固定，支撑边框1与中空支撑板3结合为一体的组合支撑板。

组合支撑板前后两侧为分离膜2，其中分离膜2通过超声波焊接或热熔焊接技术紧密焊接于支撑边框1四周，从而在分离膜2与支撑边框1间形成焊接线104，具体地，分离膜2为平板分离膜片，焊接线104的内侧设有止水线103，止水线103用于避免平板膜内产水向焊缝处汇集。将焊接膜片后的组合支撑板插入膜支架并没入活性污泥池中，活性污泥初步净化的污水自组合平板膜元件外经过分离膜2过滤后，通过支撑板导流孔302进入中空支撑板3内部的水流通道301，最后由集水口101抽出。由于中空支撑板3的多孔多通道结构，加快了产出水的流动速度，从而增加了单位时间内的产水通量，提高产水效率。

实施例3

本实施例提供了一种组合支撑板及膜元件，参考图1-4、8所示，该组合支撑板，包括支撑边框1、中空支撑板3，支撑边框1环绕中空支撑板3设置，中空支撑板3的中空内腔中设置有若干条水流通道301，中空支撑板3的前后两侧均匀布置导流孔302，导流孔302与水流通道301相通，支撑边框1上设有集水口101，集水口101位于中空支撑板3的集水端，并与水流通道301连通，用以使净水通过导流孔302进入中空支撑板3中的水流通道301，在负压作用下汇集至集水口101并由集水口101排出。

中空支撑板3的厚度为2-8mm，水流通道301的横截面边长为2-8mm，导流孔302的直径为1-4mm，相邻导流孔的孔间距为5-300mm。导流孔302间隔排布形成导流孔排，所述导流孔排与水流通道301一一对应，且相互连通。

沿边框的长度方向，支撑边框1上相对设置的两侧边框的框内侧均设置第二凹槽，中空支撑板3适于嵌插进所述第二凹槽，以固定所述中空支撑板3，具体地，所述第二凹槽为支撑边框内侧卡槽106；与所述集水端相对设置的支撑边框1一端的框内侧间隔设置若干第一凸起，所述第一凸起适于嵌插进水流通道301端部，以固定中空支撑板3，具体地，所述第一凸起为下边框内侧承插固定件107；支撑边框1由左、右、上边框整体结构框架108与下边框109通过插接固定方式组成，其中插接点为左、右、上边框整体结构框架108的左右边框底部凹槽110与下边框左右位置顶部凸起部111。承插固定件107在单个边框内的数量为5-15个，优选10个，高度3-10mm，优选8mm，直径与水流通道301横截面边长长度一致。

中空支撑板3先通过支撑边框内侧卡槽106滑入左、右、上边框整体结构框架108内，并将下边框内侧承插固定件107嵌插于中空支撑板3对应水流通道301内，再将下边框左右位置顶部凸起部111插接于左、右、上边框整体结构框架108的左右边框底部凹槽110内，左、右、上边框整体结构框架108与下边框109的两端分别插接固定，插接缝隙处打胶密封，支撑边框1与中空支撑板3结合为一体的组合支撑板。

组合支撑板前后两侧为分离膜2，其中分离膜2通过超声波焊接或热熔焊接技术紧密焊接于支撑边框1四周，从而在分离膜2与支撑边框1间形成焊接线104，具体地，分离膜2为平板分离膜片，所述焊接线104的内侧设有止水线103，止水线103用于避免平板膜内产水向焊缝处汇集。将焊接膜片后的组合支撑板插入膜支架并没入活性污泥池中，活性污泥初步净化的污水自组合平板膜元件外经过分离膜2过滤后，通过导流孔302进入中空支撑板3内部的水流通道301，最后由集水口101抽出。由于中空支撑板3的多孔多通道结构，加快了产出水的流动速度，从而增加了单位时间内的产水通量，提高产水效率。

实施例4

在实施例1-3的基础上，为了提高净水的外排速度，以将其及时引出，本实施例提供了一种改进的实施方式，集水口101位于中空支撑板3的集水端，水流通道301的延伸方向与集水端至其相对端的方向一致；

作为变型的实施方式，集水口101位于中空支撑板3的集水端，水流通道301的延伸方向与集水端至其相对端的方向垂直。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。